2. Методи розрахунку природного освітлення
Основне завдання світлотехнічних розрахунків при природному ос-вітленні — визначення необхідної площі світлових прорізів.
2.1. Метод відносної площі світлових прорізів
Це найпростіший метод розрахунку природної освітленості, що застосовується здебільшого як перевірний.
Відносна площа світлових прорізів α— це відношення площі ві¬кон до площі підлоги приміщення, що освітлюється:
α = (2)
де Sвік — сумарна площа вікон у приміщенні, м2; Sпідл — площа підлоги у цьому ж приміщенні, м2.
Перевірочний розрахунок природного освітлення приміщення ви-конують у такій послідовності:
• Обчислюють сумарну площу вікон (світлових прорізів) Sвік.
• Обчислюють площу підлоги у приміщенні Sпідл.
• Обчислюють відносну площу світлових прорізів а та порівнюють її з рекомендованим значенням (табл. 8).
Таблиця 8
Рекомендовані значення відносної площі світлових прорізів а для виробничих приміщень
Розряд зорової роботи Вид робіт за ступенем точності а, %
II Дуже високої точності 16-20
111 Високої точності 14-16
IV Середньої точності 12-14
V Малої точності 10-12
VI Грубі 8-Ю
2.2. Метод коефіцієнта природного освітлення
2.2.1. Складові природної освітленості
Освітленість робочої поверхні всередині приміщення створюється кількома складовими (рис. 1, с. 29), що можна подати у вигляді рів¬няння
Eвнутр =Езовн +Евідб+Ебуд (3)
де Езовн — освітленість, яка створюється дифузним світлом неба, що потрапляє через світловий отвір безпосередньо на робочу поверхню;
Евідб — освітленість, яка створюється за рахунок відбиття світла від стін, стелі, підлоги;
Ебуд — освітленість, яка створюється за рахунок відбиття світла від будівлі, розташованої напроти вікна.
Рис. 2. Схема складових природної освітленості в розрахунковій точці М на робочій поверхні всередині приміщення
При розрахунку природного освітлення необхідно враховувати всі три складові освітленості.
Розрахунок бокового природного освітлення приміщення базуєть¬ся на такій формулі:
де Sвік, Sпідл— площа відповідно вікон та підлоги; (КПО)N — нормова¬не значення КПО; К — коефіцієнт запасу; — світлова характерис¬тика вікон; Кбуд — коефіцієнт, що враховує затінення вікон розташо¬ваними напроти (визначається за даними табл. 11); τзаг — загальний коефіцієнт світлопропускання світлових прорізів; г1 — коефіцієнт, що враховує підвищення КПО завдяки світлу, яке відбивається від поверхонь приміщення. Саме цей коефіцієнт враховує складову за¬гального природного освітлення.
2.2.2. Коефіцієнт запасу
Коефіцієнт запасу Я враховує зниження КПО у процесі експлуа¬тації через забруднення вікон, а також зниження відбиваючих власти¬востей поверхонь приміщення.
СНиП 23-05-95 містить певні рекомендації щодо вибору ко¬ефіцієнта запасу для розрахунку бокового природного освітлення (табл. 9).
Таблиця 9
Рекомендовані значення коефіцієнта запасу Кз
Приміщення
. Приклади приміщень Коефіцієнт запасу Кз Кількість чищень засклених вікон за рік
1 2 3 4
Виробничі приміщення з повітряним середовищем, розміщені у робочій зоні:
а) понад 5 мг/м3 пилу, диму, кіптяви Агломераційні фабрики, цементні заводи 1,5 4
б) 1 -5 мг/м3 пилу, диму, кіптяви Цехи ковальські, ливар¬ні, мартенівські, збірного залізобетону 1,4 3
в) менше 1 мг/м3 пилу, диму, кіптяви Цехи інструментальні, складальні, механічні, механоскладальні, швей¬ні 1,3 2
г) значні концентрації парів, кислот, лугів, газів, здатних утворювати з вологою слабкі розчини кислот, луг, що мають ве-лику корозійну здатність Цехи хімічних заводів з виробництва кислот, луж-них, їдких хімічних ре-активів, отрутохімікатів, добрив, гальванічних покриттів та електролізу 1,5 3
Приміщення громадських і житлових будинків:
а) пильні, гарячі та сирі Гарячі цехи підприємств громадського харчуван- ня, охолоджувальні ка¬мери, приміщення для приготування розчинів у пральнях, душові та ін. 1,6 3
б) з нормальними умо¬вами середовища Кабінети та виробчиичі приміщення, житлові кімнати, навчальні при-міщення, лабораторії, читальні зали,зали для нарад, торговельні та ін. 1,2 1
2.2.3. Світлова характеристика вікон
Для того щоб за даними табл. 10 знайти значення світлової харак-теристики вікон ήB, потрібно спочатку визначити такі геометричні па-раметри приміщення (рис. 3):
L — довжину приміщення;
В — глибину приміщення;
h — висоту від рівня робочої поверхні до верхнього краю вікна.
Потім слід обчислити відношення ; та — за їх значеннями табл. 9 визначити світлову характеристику вікон для приміщення ή.
Рис. 3. До визначення світлової характеристики вікон
Таблиця 10
Значення світлової характеристики вікон ( )при боковому освітленні
Відношення
при відношенні
1 1,5 2 3 4 5 7,5 10
4 і більше 6,5 7 7,5 8 9 10 11 12,5
3 7,5 8 8,5 9,6 10 11 12,5 14
2 8,5 9 9,5 10,5 11,5 13 15 17
1,5 9,5 10,5 13 15 17 19 21 23
1 11 15 16 18 21 23 26,5 29
0,5 18 23 31 37 45 54 66 -
2.2.4. Затінення вікон розташованими напроти будівлями
У формулу (4) введено коефіцієнт Kбуд, що враховує затінення ві¬кон будівлями, розташованими напроти вікон. Цей коефіцієнт вра¬ховує складову загальної природної освітленості Eбуд [див. формулу (3)]. Щоб визначити цей коефіцієнт за даними табл. 11, потрібно ііпопередньо визначити відношення геометричних розмірів D/Н — відстань D від протилежної будівлі до висоти карнизу протилежно¬го будинку над підвіконням Н (рис. 4).
Таблиця 11
Значення Кбуд
D/H 0,5 1,0 1,5 2,0 3 і більше
Кбуд 1,7 1,4 1.2 1,1 1,0
Рис. 4. Затінення вікон будівлею, розташованою напроти
2.2.5. Характеристики відбиття світла від внутрішніх поверхонь приміщення
Значення коефіцієнта гі визначається за даними табл. 12. Воно за¬лежить:
від геометричних параметрів приміщення;
від середнього коефіцієнта відбиття р внутрішніх поверхонь приміщення.
Таблиця 12
Значення коефіцієнта гі при боковому освітленні
B/h b/B Значення гх
Середній коефіцієнт відбиття Lсер стелі, стін і підлоги
0,5 0,4 0,3
Відношення L/B
0,5 1 2 і більше 0,5 1 2 і більше 0,5 1 2 і більше
1-1,5 0,1
0,5
1,0 1,05 1,4
2,1 1,05 1,3
1,9 1,05
1,2
1,5 1,05 1,2
1,8 1.05
1.15
1.6
1
1,1
1,3 1,05 1,2
1,4 1
1,1
1,3 1
1,1
1,2
Більше 1,5 до 2,5 0.1
0,3
0,5
0,7
1,0 1,05 1,3 1,85 2,25 3,8 1,05
1.2
1.6
2
3,3 1,05
1,1
1.3
1,7
2.4 1,05 1,2
1,5
1.7
2.8
1.05
1,15 1,35
1.6
2,4 1,05
1,1
1,2
1,3
1,8 1,05 1,15 1,3 1,55
2 1
1,1
1,2 1,35 1,8 1
1,05
1,1
1,2
1,5
Більше 2,5 до 3,5 0,1
0,3
0,5
0,7
0,9
1,0 1,1
1,2
1,6
2,6 5,3
7,2 1,05 1,15 1,45 2,2
4,2
5,4 1,05
1,1
1,3
1,7
3
4,3 1.05
1,15 1,35 1,9
2,9
3.6
1
1,1 1,25 1,7 2,45 3,1 1
1,1
1,2
1,4
1,9
2,4 1
1.1
1,25 1,6
2,2
2,6 1
1,1 1,15 1,5 1,85 2,2 1
1,05
1,1
1,3
1.5
1,7
0,1 1,2 1,15 1,1 1,1 1,1 1,05 1,05 1,05 1
0,2 1,4 1,3 1,2 1,2 1,15 1,1 1,1 1,05 1,05
0,3 1,75 1,5 1,3 1,4 1,3 1,2 1,25 1,2 1,1
0,4 2,4 2,1 1,8 1,6 1,4 1,3 1,4 1,3 1,2
Більше 0,5 3,4 2,9 2,5 2 1,8 1,5 1,7 1,5 1,3
3,5 0,6 4,6 3,8 3,1 2,4 2,1 1,8 2 1,8 1,5
0,7 6 4,7 3,7 2,9 2,6 2,1 2,3 2 1,7
0,8 7,4 5,8 4,7 3,4 2,9 2,4 2,6 2,3 1,9
0,9 9 7,1 5,6 4,3 3,6 3 3 2,6 2,1
1,0 10 7,3 5,7 5 4,1 3,5 3,5 3 2,5
Спочатку додатково до вже відомих відношень геометричних параметрів приміщення L/B та B/h — визначають b— відстань від розра¬хункової точки М робочої поверхні до зовнішньої стіни нриміщення (див. рис. 3) та відповідне відношення ^ цієї відстані до глибини приміщення В.
Потім розраховують середнє значення коефіцієнта відбиття стелі, стін та підлоги за формулою:
де відповідні коефіцієнти відбиття, що вибираються для конкретних умов за рекомендованими значеннями, що містяться в табл. 13-16.
Таблиця 13
Орієнтовні значення коефіцієнта відбиття р поверхонь інтер'єру приміщення
Поверхня інтер'єру приміщення Коефіцієнт відбиття р
Стеля 0,60-0,80
Залізобетонні ферми та балки перекриття 0,45-0,70
Металоконструкції 0,40-0,55
Верхня частина стіни 0,50-0,70
Нижня частина стіни (панелі) та перегородки 0,40-0,60
Підлога 0,10-0,40
Таблиця 14
Орієнтовні значення коефіцієнта відбиття стелі стелі
Стан стелі Pстелі
Свіжонобілена
Побілена в сирих приміщеннях Бетонна чиста Бетонна брудна Світла дерев'яна (полакована) Темна дерев'яна (нефарбована) Брудна (кузні, склади вугілля) 0,65-0,80 0,40-0,65 0,45-0,55 0,25-0,35 0,45-0,60 0,25-0,30 0,10-0,20
Таблиця 15
Орієнтовні значення коефіцієнта відбиття стін рстін
Стам стін Р™н
Свіжопобілена з вікнами, закритими білими шторами
Свіжопобілені з вікнами без штор
Бетонні з вікнами
Обклеєні світлими шпалерами
Обклеєні темними шпалерами
Цегляні нештукатурені 0,65-0,75 0,45-0,55 0,25-0,35 0,25-0,40 0,05-0,15 0,10-0,15
