1. Общие положения освещённости

Требования к освещению помещений промышленных предприятий (КЕО, нормируемая освещенность, допустимые сочетания показателей ослеплённости и коэффициента пульсации освещенности) следует принимать по табл. 1. Прил. 1.

Требования к освещению помещений жилых, общественных и административно-бытовых зданий (КЕО, нормируемая освещенность, цилиндрическая освещенность, показатель дискомфорта и коэффициент пульсации освещенности) следует принимать по табл. 2. Прил. 1.

Коэффициент запаса при проектировании естественного, искусственного и совмещенного освещения следует принимать по табл. 3. Прил. 1.

Искусственное и совмещенное освещение следует проектировать, учитывая требования к ультрафиолетовому облучению согласно действующим санитарным нормам и методическим указаниям «Профилактическое ультрафиолетовое облучение людей (с применением искусственных источников ультрафиолетового излучения)».

2. Естественное освещение

2.1. Общие положения, методика расчёта

Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь, как правило, естественное освещение.

Без естественного освещения допускается проектировать помещения, которые определены соответствующими главами СНиП на проектирование зданий и сооружений, нормативными документами по строительному проектированию зданий и сооружений отдельных отраслей промышленности, утвержденными в установленном порядке, а также помещения, размещение которых разрешено в подвальных и цокольных этажах зданий и сооружений.

Естественное освещение подразделяют на: боковое, верхнее и комбинированное. В первом случае свет проникает в помещения через светопроёмы в наружных стенах, во втором – через фонари в покрытии, световые шахты и стеклянные крыши, а также через световые проёмы в местах перепада высот смежных пролётов, в третьем – через световые пролёты всех видов.

Проектирование естественного освещения практически сводится к выбору размеров, формы и мест расположения световых проёмов с учётом технологии производства, светового климата района застройки и т. п.

Освещённость, создаваемая естественным светом, переменна, так как она зависит от времени дня, месяца и года, отражательных свойств земного покрова, прозрачности воздуха, положения солнца на небосводе, степени и характера облачности и др. В силу этого установить значение естественной освещённости в здании в абсолютных единицах (люксах) практически невозможно. Поэтому освещённость в помещениях регламентируют относительной величиной – коэффициентом естественной освещённости.

Коэффициент естественной освещённости (КЕО) выражает отношение естественной освещённости, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба (непосредственно или после отражений), к одновременному значению наружной горизонтальной освещённости, создаваемой светом полностью открытого небосвода.

Нормированное значение коэффициента естественной освещённости в % с учётом характера зрительной работы и района расположения здания на территории России следует определять по формуле:

(1)

где N – номер группы обеспеченности естественным светом.

– значение КЕО в % при рассеянном свете от небосвода, определяемое с учётом характера зрительной работы по табл. 1 прил. 1;

– коэффициент светового климата (без учёта прямого солнечного света), определяемый по табл. 8 прил. 1 в зависимости от района расположения здания на территории России табл. 9 прил. 1.

Освещенность в помещениях КЕО нормируется в точках ее минимального значения на условной рабочей поверхности, которая в большинстве случаев принимается горизонтальной, расположенной на высоте 0,8м от уровня пола. В некоторых помещениях за уровень условной рабочей поверхности принимается пол (спортивные, актовые залы, вестибюли и т.п.) или вертикальная плоскость (выставочные залы музеев, экспозиционные залы картинных галерей и т.п.).

В небольших помещениях при одностороннем боковом естественном освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов, а при двустороннем боковом освещении — в точке посередине помещения. В крупногабаритных производственных помещениях при боковом освещении минимальное значение КЕО нормируется в точке, удаленной от световых проемов:

на 1,5 высоты помещения для работ I—IV разрядов;

« 2 « « « V—VII «

« 3 « « « VIII «

При верхнем и комбинированном естественном освещении нормируется среднее значение КЕО в точках, расположенных на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности. Первую и последние точки принимают на расстоянии 1м от поверхности наружных стен или от осей средних рядов колонн.

Допускается деление помещения на зоны с боковым освещением (зоны, примыкающие к наружным стенам с окнами) и зоны с верхним освещением, нормирование и расчет естественного освещения в каждой зоне производятся независимо друг от друга.

Освещенность нормируется на рабочей поверхности по характерному разрезу помещения (обычно посредине помещения по оси светопроемов).

Характерный разрез помещения – это поперечный разрез по середине помещения, плоскость которого перпендикулярна плоскости остекления световых проёмов (при боковом освещении) или продольной оси пролётов помещения (при верхнем освещении). В этот разрез должны попадать участки, наиболее загруженные оборудованием, и точки рабочей зоны, наиболее удалённые от световых проёмов.

Допускается деление помещения на зоны с боковым освещением (зоны, примыкающие к наружным стенам с окнами) и зоны с верхним освещением, нормирование и расчет естественного освещения в каждой зоне производятся независимо друг от друга.

В помещениях с верхним освещением для производств Ι-ΙV разрядов работ помимо значения е нормируют неравномерность естественного освещения; она характеризуется отношением наибольшего КЕО к наименьшему, определённых по кривой распределения КЕО в пределах характерного разреза помещения. Этот показатель не должен превышать 2:1 для работ Ι и ΙΙ разрядов и 3:1 для работ ΙΙΙ и ΙV разрядов.

В производственных помещениях с постоянным пребыванием работающих, выполняющих работы Ι-ΙV разрядов на предприятиях, располагаемых в ΙΙΙ и ΙV строительно – климатических районах, следует предусматривать солнцезащитные устройства.

Размеры световых проёмов определяют в соответствии с нормативными значениями КЕО е_N. Отклонение площади световых проёмов допускается на ±10% от требуемой по расчёту.

Освещённость помещения естественным светом характеризуется КЕО ряда точек характерного разреза помещения, взятых на условной рабочей поверхности (рис. 3). Расстояние между точками принимают равным 2 – 3м первую и последнюю точки располагают на расстоянии 1м от стен или осей средних рядов колонн.

Найденные значения КЕО в виде отрезков (в соответствующем масштабе) откладывают вверх от условной рабочей поверхности из точек, в которых определялась освещённость. Соединив концы отрезков, получают кривую освещённости, дающую наглядное представление об освещённости помещения и помогающую рационально расположить на его площади технологический процесс. Кривые освещённости при различных видах естественного освещения показаны на рис. 1.

а

б

в

г

Рис. 1. Нормирование естественного освещения в зависимости от расположения светопроёмов: а – при одностороннем боковом освещении; б – при двухстороннем боковом освещении; в – при верхнем освещении; г – при комбинированном освещении.

Расчёт КЕО в какой либо точке характерного разреза помещения производят:

при боковом освещении по формуле

; (2)

при верхнем освещении по формуле

(3)

при комбинированном освещении по формуле

(4)

где L – количество участков небосвода, видимых через световой проём из расчётной точки; M – количество участков фасадов зданий противостоящей застройки, видимых через световой проём из расчётной точки; Т – количество световых проёмов в покрытии;

- геометрический коэффициент естественной освещённости в расчётной точке при боковом освещении, учитывающий прямой свет от i-го участка неба, определяемый с помощью графиков I и II (рис. 1, 2 прил. 3). Геометрический коэффициент естественной освещённости представляет собой отношение естественной освещённости, создаваемой в рассматриваемой точке заданной плоскости внутри помещения светом, прошедшим через незастеклённый световой проём и исходящим непосредственно от равномерно яркого неба, к одновременному значению наружной горизонтальной освещённости под открытым полностью небосводом. При этом участие прямого солнечного света в создании той или другой освещённости исключается.

Определяют геометрический коэффициент естественной освещённости графическим методом А. М. Данилюка. Метод сводится к определению количества лучей, проникающих от неба через световые проёмы к точке с искомой освещённостью.

Геометрический коэффициент естественной освещённости в какой-либо точке помещения при боковом освещении определяют по формуле

(5)

где – количество лучей по графику Ι рис. 1 прил. 3, проходящих от неба через световые проёмы в расчётную точку на поперечном разрезе помещения (рис. 2); – количество лучей по графику ΙΙ прил. 3 (рис. 2), проходящих от неба через световые проёмы в расчётную точку на плане помещения (рис. 2).

а

б

Рис. 2. Схемы для расчёта геометрического КЕО при боковом освещении: а – определение количества лучей n₁, проходящих через светопроёмы (по графику I); б – то же и (по графику II).

а

б

Рис. 3. Схемы для расчёта геометрического КЕО при верхнем освещении: а – определение количества лучей , проходящих через светопроёмы (по графику III); б – определение количества лучей , проходящих через светопроёмы (по графику II).

– коэффициент, учитывающий неравномерную яркость i – го участка облачного неба, определяемый по табл. 5 прил. 1 в зависимости от угловой высоты середины светопроёма над рабочей поверхностью (θ в ⁰);

ε_здj – геометрический КЕО в расчётной точке при боковом освещении, учитывающий свет, отражённый от j – го участка фасадов противостоящих зданий, определяемый с помощью графиков I и II из соотношения

(6)

здесь величины и определяются так же как и и ;

b_фj – средняя относительная яркость j – го участка фасада противостоящего здания табл. 4 прил. 1.

– коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отражённому от поверхностей помещения и подстилающего слоя, принимаемый по табл. 15 прил. 1.

- коэффициент, учитывающий изменения внутренней отражённой составляющей КЕО в помещении при наличии противостоящих зданий, определяемый по формуле

, (7)

где - коэффициент, учитывающий изменения внутренней отражённой составляющей КЕО в помещении при полном закрытии небосвода зданиями, видимыми из расчётной точки, определяемый по табл. 16 прил. 1;

- общий коэффициент светопропускания, определяемый по формуле

, (8)

где – коэффициент светопропускания материала, определяемый по табл. 10 прил. 1;

– коэффициент, учитывающий потери света в переплётах светопроёма, определяемый по табл. 10 прил. 1;

– коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях (при боковом освещении =1) определяемый по табл. 11 прил. 1;

– коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах, определяемый по табл. 11 прил. 1;

– коэффициент, учитывающий потери света в защитной сетке, устанавливаемой под фонарями, принимаемый равным 0,9;

- коэффициент, учитывающий повышение КЕО при верхнем освещении благодаря свету, отражённому от поверхностей помещения, определяют по табл. 13 прил. 1.

- коэффициент, учитывающий тип фонаря, находят по табл. 12 прил. 1;

К_з – коэффициент запаса, определяемый по табл. 3 прил. 1;

- геометрический КЕО в расчётной точке при верхнем освещении от i – го проёма, определяемый с помощью графиков II и III из соотношения

(9)

где – количество лучей по графику ΙΙΙ прил. 3 (рис. 3), проходящих от неба в расчётную точку через световые проёмы на характерном поперечном разрезе помещения (рис. 2);

– количество лучей по графику ΙΙ прил. 3 (рис. 2), проходящих от неба в расчётную точку через световые проёмы на характерном продольном разрезе помещения (рис. 2).

При наличии нескольких световых проёмов значения n₃ и n₂ определяют отдельно для каждого проёма, а затем произведения n₃× n₂ суммируют.

– среднее значение геометрического КЕО при верхнем освещении на линии пересечения условной рабочей поверхности и плоскости характерного вертикального разреза помещения, определяют из соотношения

(10)

где – количество точек, в которых определяется КЕО; , , , - геометрический КЕО в расчётных точках.

Среднее значение КЕО при верхнем и комбинированном освещении определяют по формуле

, (11)

где – значения коэффициентов естественной освещённости при верхнем и комбинированном освещении в точках характерного разреза помещения, определяемые по формулам (3) и (4).

При расчёте естественного освещения помещений в условиях застройки коэффициент отражения строительных и облицовочных материалов для фасадов противостоящих зданий (без остекления проёмов фасадов) следует принимать по табл. 6 прил. 1.

Средневзвешенный коэффициент отражения остеклённых проёмов с учётом переплётов в расчётах принимается равным 0,2.

Средневзвешенный коэффициент отражения фасада с учётом остеклённых проёмов следует рассчитывать по формуле:

(12)

где – соответственно коэффициенты отражения материала отделки фасада и коэффициент отражения остеклённых проёмов фасада с учётом переплётов; – соответственно площадь фасада без светопроёмов и площадь светопроёмов.

Количество лучей при боковом естественном освещении помещений подсчитывают в следующем порядке.

Чертёж поперечного разреза помещения, вычерченный на кальке, накладывают на График Ι (рис. 2). При этом полюс (центр) О нужно совместить с рабочей точкой А, а нижнюю линию графика – со следом условной рабочей поверхности.

Затем подсчитывают количество лучей n₁, проходящих от неба через поперечный разрез светового проёма в точку А, и отмечают номер полуокружности, которая проходит через точку – середину светового проёма в промежутке между лучами проходящими через верхнюю часть проёма и край противостоящего здания.

Далее план помещения, также вычерченный на кольке накладывают на график ΙΙ так, чтобы его вертикальная ось и горизонталь, номер которой соответствует номеру концентрической полуокружности, проходили через точку (рис. 2). Потом подсчитывают количество лучей , проходящих от неба через световые проёмы на плане помещения в расчётную точку А, и, наконец, по формуле (5) определяют геометрический коэффициент естественной освещённости.

Подсчёт количества лучей при верхнем естественном освещении помещений ведут в следующем порядке.

Чертёж поперечного разреза помещения накладывают на График ΙΙΙ (рис. 3). При этом полюс О совмещают с расчётной точкой Б, а нижнюю линию графика – со следом условной рабочей поверхности.

После этого подсчитывают количество лучей n₃, проходящих от неба в расчётную точку Б, через поперечный разрез светового проёма; отмечают номер полуокружности, проходящую через точку С₂ (рис. 3).

Затем подсчитывают количество лучей n₂, проходящих от неба через световые проёмы на продольном разрезе помещения в расчётную точку Б, и по формуле (9) определяют геометрический коэффициент естественной освещённости.

Поперечный разрез и план (продольный разрез) здания нужно выполнять в одном масштабе; при разных же масштабах чертежей вводят поправку. Так, если масштаб поперечного разреза 1:100, а плана или продольного разреза – 1:200, то при наложении графика ΙΙ с горизонтальной продольной осью светопроёма совмещают параллель вдвое меньшего номера. Все чертежи изготовляют на прозрачной бумаге.

При выборе вида естественного освещения (боковое, верхнее или комбинированное) руководствуются качественными критериями освещения и экономическими показателями. Путём сравнения вариантов определяют, какой вид освещения при заданных нормативах освещённости создаёт лучшие условия зрительной работы (равномерность освещения, обеспечение объёмного восприятия обрабатываемых деталей, отсутствие слепящего действия света и т. д.), какой из них требует наименьших затрат средств и материалов и обладает наименьшей надёжностью в работе.