Название реферата: Расчет естественного освещения
Раздел: Экология и охрана природы
Скачано с сайта: www.refsru.com
Дата размещения: 21.03.2013

Расчет естественного освещения

Оглавление

Введение 4

Глава 1. Виды естественного освещения 5

Глава 2. Принцип нормирования естественного освещения 6

Глава 3. Проектирование естественного освещения 9

Глава 4. Расчет естественного освещения

4.1. Выбор значений коэффициента естественного освещения 12

4.2. Предварительный расчет площади световых проемов и КЕО при боковом освещении 13

4.3. Проверочный расчет КЕО при боковом освещении 16

4.4. Предварительный расчет площади световых проемов и КЕО при верхнем освещении 19

4.5. Проверочный расчет КЕО при верхнем освещении 23

Глава 5. Расчет естественного освещения рабочего кабинета 29

Таблицы 32

Заключение 39

Список использованной литературы 40

Введение

Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь естественное освещение.

Естественное освещение — освещение помещений прямым или отраженным светом, проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях. Естественное освещение должно предусматриваться, как правило, в помещениях с постоянным пребыванием людей. Без естественного освещения допускается проектировать отдельные виды производственных помещений согласно Санитарным нормам проектирования промышленных предприятий.

Виды естественного освещения

Различают следующие виды естественного освещения помещений:

· боковое одностороннее — когда световые проемы расположены в одной из наружных стен помещения,

Рисунок 1 - Боковое одностороннее естественное освещение

· боковое — световые проемы в двух противоположных наружных стенах помещения,

Рисунок 2 - Боковое естественное освещение

· верхнее — когда фонари и световые проемы в покрытии, а также световые проемы в стенах перепада высот здания,

· комбинированное — световые проемы, предусмотренные для бокового (верхнее и боковое) и верхнего освещения.

Принцип нормирования естественного освещения

Естественное освещение используется для общего освещения производственных и подсобных помещений. Оно создается лучистой энергией солнца и на организм человека действует наиболее благоприятно. Используя этот вид освещения, следует учитывать метеорологические условия и их изменения в течение суток и периодов года в данной местности. Это необходимо для того, чтобы знать, какое количество естественного света будет попадать в помещение через устраиваемые световые проемы здания: окна — при боковом освещении, световые фонари верхних перекрытий здания — при верхнем освещении. При комбинированном естественном освещении к верхнему освещению добавляется боковое.

Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь естественное освещение. Установленные расчетом размеры световых проемов допускается изменять на +5, -10%.

Неравномерность естественного освещения помещений производственных и общественных зданий с верхним или верхним и естественным боковым освещением и основных помещений для детей и подростков при боковом освещении не должна превышать 3:1.

Солнцезащитные устройства в общественных и жилых зданиях следует предусматривать в соответствии с главами СНиП по проектированию этих зданий, а также с главами по строительной теплотехнике.

Качество освещения естественным светом характеризуется коэффициентом естественной освещенности кео, который представляет собой отношение освещенности на горизонтальной поверхности внутри помещения к одновременной горизонтальной освещенности снаружи,

,

где Ев — горизонтальная освещенность внутри помещения в лк;

Ен — горизонтальная освещенность снаружи в лк.

При боковом освещении нормируется минимальное значение коэффициента естественной освещенности — кео мин, а при верхнем и комбинированном освещении — среднее его значение — кео ср. Способ расчета коэффициента естественной освещенности приведен в Санитарных нормах проектирования промышленных предприятий.

С целью создания наиболее благоприятных условий труда установлены нормы естественной освещенности. В тех случаях когда естественная освещенность недостаточна, рабочие поверхности должны дополнительно освещаться искусственным светом. Смешанное освещение допускается при условии дополнительного освещения только рабочих поверхностей при общем естественном освещении.

Строительными нормами и правилами (СНиП 23-05-95) коэффициенты естественной освещенности производственных помещений установлены в зависимости от характера работы по степени точности.

Для поддержания необходимой освещенности помещений нормами предусматривается обязательная очистка окон и световых фонарей от 3 раз в год до 4 раз в месяц. Кроме того, следует систематически очищать стены, оборудование и окрашивать их в светлые цвета.

Нормы естественного освещения промышленных зданий, сведенные к нормированию К.Е.О., представлены в СНиП 23-05-95. Для облегчения нормирования освещенности рабочих мест все зрительные работы по степени точности делятся на восемь разрядов.

СНиП 23-05-95 устанавливают требуемую величину К.Е.О. в зависимости от точности работ, вида освещения и географического расположения производства. Территория России делится на пять световых поясов, для которых значения К.Е.О. определяются по формуле:

где N – номер группы административно-территориального района по обеспеченности естественным светом;

- значение коэффициента естественной освещенности, выбираемое по СНиП 23-05-95 в зависимости от характеристики зрительных работ в данном помещении и системы естественного освещения.

- коэффициент светового климата, который находится по таблицам СНиП в зависимости от вида световых проемов, их ориентации по сторонам горизонта и номера группы административного района.

Для определения соответствия естественной освещенности в производственном помещении требуемым нормам освещенность измеряют при верхнем и комбинированном освещении—в различных точках помещения с последующим усреднением; при боковом— на наименее освещенных рабочих местах. Одновременно измеряют наружную освещенность и определенный расчетным путем К.Е.О. сравнивают с нормативным.

Проектирование естественного освещения

1.Проектирование естественного освещения зданий должно базироваться на изучении трудовых процессов, выполняемых в помещениях, а также на светоклиматических особенностях места строительства зданий. При этом должны быть определены следующие параметры:

характеристика и разряд зрительных работ;

группа административного района, в котором предполагается строительство здания;

нормированное значение КЕО с учетом характера зрительных работ и светоклиматических особенностей места расположения зданий;

требуемая равномерность естественного освещения;

продолжительность использования естественного освещения в течение суток для различных месяцев года с учетом назначения помещения, режима работы и светового климата местности;

необходимость защиты помещения от слепящего действия солнечного света.

2. Проектирование естественного освещения здания следует выполнять в следующей последовательности:

1-й этап:

определение требований к естественному освещению помещений;

выбор систем освещения;

выбор типов световых проемов и светопропускающих материалов;

выбор средств для ограничения слепящего действия прямого солнечного света;

учет ориентации здания и световых проемов по сторонам горизонта;

2-й этап:

выполнение предварительного расчета естественного освещения помещений (определение необходимой площади световых проемов);

уточнение параметров световых проемов и помещений;

3-й этап:

выполнение проверочного расчета естественного освещения помещений;

определение помещений, зон и участков, имеющих недостаточное по нормам естественное освещение;

определение требований к дополнительному искусственному освещению помещений, зон и участков с недостаточным естественным освещением;

определение требований к эксплуатации световых проемов;

4-й этап:

внесение необходимых корректив в проект естественного освещения и повторный проверочный расчет (при необходимости).

3. Систему естественного освещения здания (боковое, верхнее или комбинированное) следует выбирать с учетом следующих факторов:

назначения и принятого архитектурно-планировочного, объемно-пространственного и конструктивного решения здания;

требований к естественному освещению помещений, вытекающих из особенностей технологии производства и зрительной работы ;

климатических и светоклиматических особенностей места строительства;

экономичности естественного освещения (по энергетическим затратам).

4. Верхнее и комбинированное естественное освещение следует применять преимущественно в одноэтажных общественных зданиях большой площади (крытые рынки, стадионы, выставочные павильоны и т. п.).

5. Боковое естественное освещение следует применять в многоэтажных общественных и жилых зданиях, одноэтажных жилых зданиях, а также в одноэтажных общественных зданиях, в которых отношение глубины помещений к высоте верхней грани светового проема над условной рабочей поверхностью не превышает 8.

6. При выборе световых проемов и светопропускающих материалов следует учитывать:

требования к естественному освещению помещений;

назначение, объемно-пространственное и конструктивное решение здания;

ориентацию здания по сторонам горизонта;

климатические и светоклиматические особенности места строительства;

необходимость защиты помещений от инсоляции;

степень загрязнения воздуха.

7. При проектировании бокового естественного освещения следует учитывать затенение, создаваемое противостоящими зданиями.

8. Светопрозрачные заполнения светопроемов в жилых и общественных зданиях выбирают с учетом требований СНиП 23-02.

9. При боковом естественном освещении общественных зданий с повышенными требованиями к постоянству естественного освещения и солнцезащите (например, картинные галереи) световые проемы следует ориентировать на северную четверть горизонта (С-СЗ-С-СВ).

10. Выбор устройств для защиты от слепящего действия прямого солнечного света следует производить с учетом:

ориентации световых проемов по сторонам горизонта;

направления солнечных лучей относительно человека в помещении, имеющего фиксированную линию зрения (ученик за партой, чертежник за чертежной доской и т. п.);

рабочего времени суток и года в зависимости от назначения помещения;

разницы между солнечным временем, по которому построены солнечные карты, и декретным временем, принятым на территории Российской Федерации.

При выборе средств для защиты от слепящего действия прямого солнечного света следует руководствоваться требованиями строительных норм и правил по проектированию жилых и общественных зданий (СНиП 31-01, СНиП 2.08.02).

11. При односменном рабочем (учебном) процессе и при эксплуатации помещений в основном в первую половину дня (например, лекционные аудитории), когда помещения ориентированы на западную четверть горизонта, применение солнцезащитных средств необязательно.

Расчет естественного освещения

Целью расчета естественного освещения является определение площади световых проемов, то есть количества и геометрических размеров окон, обеспечивающих нормированное значение КЕО.

Выбор значений КЕО

1. В соответствии со СНиП 23-05 территория Российской Федерации зонирована на пять групп административных районов по ресурсам светового климата. Перечень административных районов, входящих в группы обеспеченности естественным светом, приведен в таблице 1.

2. Значения КЕО в жилых и общественных зданиях, расположенных в первой группе административных районов, принимают в соответствии со СНиП 23-05.

3. Значения КЕО в жилых и общественных зданиях, расположенных во второй, третьей, четвертой и пятой группах административных районов, определяют по формуле

eN = eн mN, (1)

где N — номер группы административных районов по таблице 1;

ен — нормированное значение КЕО по приложению И СНиП 23-05;

mN — коэффициент светового климата, принимаемый по таблице 2.

Полученные по формуле (1) значения следует округлять до десятых долей.

4. Размеры и расположение световых проемов в помещении, а также соблюдение требований норм естественного освещения помещений определяют предварительным и проверочным расчетами.

Предварительный расчет площади световых проемов и КЕО при боковом освещении

1. Предварительный расчет размеров световых проемов при боковом освещении без учета противостоящих зданий следует проводить с применением графиков, приведенных для помещений жилых зданий на рисунке 3, для помещений общественных зданий — на рисунке 4, для школьных классов — на рисунке 5. Расчет следует производить в следующей последовательности:

Рисунок 3 — График для определения относительной площади световых проемов Ас.о/Ап при боковом освещении жилых помещений

Рисунок 4 — График для определения относительной площади световых проемов Ас.о/Ап при боковом освещении помещений общественных зданий

Рисунок 5 — График для определения относительной площади световых проемов Ас.о/Ап при боковом освещении школьных классов

а) в зависимости от разряда зрительной работы или назначения помещения и группы административных районов по ресурсам светового климата Российской Федерации по СНиП 23-05 определяют нормированное значение КЕО для рассматриваемого помещения;

б) определяют глубину помещения dп, высоту верхней грани световых проемов над уровнем условной рабочей поверхности h01 и отношение dп/h01;

в) на оси абсцисс графика (рисунки 3, 4 или 5) определяют точку, соответствующую определенному значению dп/h01 через найденную точку проводят вертикальную линию до пересечения с кривой, соответствующей нормированному значению КЕО. По ординате точки пересечения определяют значение Ас.о/Ап;

г) разделив найденное значение Ас.о/Ап на 100 и умножив на площадь пола, находят площадь световых проемов в м2.

2. В случае когда размеры и расположение световых проемов в проекте зданий были выбраны по архитектурно-строительным соображениям, предварительный расчет значений КЕО в помещениях следует производить по рисункам 3-5 в следующей последовательности:

а) по строительным чертежам находят суммарную площадь световых проемов (в свету) Ас.о и освещаемую площадь пола помещения Ап и определяют отношение Ас.о/Ап;

б) определяют глубину помещения dп, высоту верхней грани световых проемов над уровнем условной рабочей поверхности h01 и отношение dп/h01;

в) с учетом типа помещений выбирают соответствующий график (рисунки 3, 4 или 5);

г) по значениям Ас.о/Ап и dп/h01 на графике находят точку с соответствующим значением КЕО.

Графики (рисунки 3-5) разработаны применительно к наиболее часто встречающимся в практике проектирования габаритным схемам помещений и типовому решению светопрозрачных конструкций — деревянным спаренным открывающимся переплетам.

Проверочный расчет КЕО при боковом освещении

1. Проверочный расчет КЕО Расчет КЕО следует производить в следующей последовательности:

а) график I (рисунок 6) накладывают на поперечный разрез помещения таким образом, чтобы его полюс (центр) 0 совместился с расчетной точкой А (рисунок 8), а нижняя линия графика — со следом рабочей поверхности;

б) по графику I подсчитывают число лучей, проходящих через поперечный разрез светового проема от неба n1 и от противостоящего здания в расчетную точку А;

в) отмечают номера полуокружностей на графике I, совпадающих с серединой С1 участка светопроема, через который из расчетной точки видно небо, и с серединой С2 участка светопроема, через который из расчетной точки видно противостоящее здание (рисунок 8);

г) график II (рисунок 7) накладывают на план помещения таким образом, чтобы его вертикальная ось и горизонталь, номер которой соответствует номеру концентрической полуокружности (пункт «в»), проходили через точку С1 (рисунок 8);

д) подсчитывают число лучей п2 по графику II, проходящих от неба через световой проем на плане помещения в расчетную точку А;

е) определяют значение геометрического КЕО, учитывающего прямой свет от неба;

ж) график II накладывают на план помещения таким образом, чтобы его вертикальная ось и горизонталь, номер которой соответствует номеру концентрической полуокружности (пункт «в»), проходили через точку С2;

з) подсчитывают число лучей по графику II, проходящих от противостоящего здания через световой проем на плане помещения в расчетную точку А;

и) определяют значение геометрического коэффициента естественной освещенности , учитывающего свет, отраженный от противостоящего здания;

к) определяют значение угла , под которым видна середина участка неба из расчетной точки на поперечном разрезе помещения (рисунок 9);

л) по значению угла и заданным параметрам помещения и окружающей застройки определяют значения коэффициентов qi, bф, kЗД, rо, и Kз, и вычисляют значение КЕО в расчетной точке помещения.

Рисунок 6— График I для расчета геометрического КЕО

Рисунок 7— График II для расчета геометрического КЕО

Примечания

1 Графики I и II применимы только для световых проемов прямоугольной формы.

2 План и разрез помещения выполняют (вычерчивают) в одинаковом масштабе.

А — расчетная точка; 0 — полюс графика I; С1 — середина участка светового проема, через который из расчетной точки видно небо; С2 — середина участка светового проема, через который из расчетной точки видно противостоящее здание

Рисунок 8 — Пример использования графика I для подсчета числа лучей от неба и противостоящего здания

Предварительный расчет площади световых проемов и КЕО при верхнем освещении

1. Для предварительного расчета площади световых проемов при верхнем освещении следует применять следующие графики: для зенитных фонарей с глубиной проема (светопроводной шахты) до 0,7 м — по рисунку 9; для шахтных фонарей — по рисункам 10, 11; для фонарей прямоугольных, трапециевидных, шед с вертикальным остеклением и шед с наклонным остеклением — по рисунку 12.

Таблица 1

Тип заполнения | Значения коэффициента K1 для графиков на рисунках
1 | 2, 3
Один слой оконного стекла в стальных одинарных глухих переплетах | — | 1,26
То же, в открывающихся переплетах | — | 1,05
Один слой оконного стекла в деревянных одинарных открывающихся переплетах | 1,13 | 1,05
Три слоя оконного стекла в раздельно-спаренных металлических открывающихся переплетах | — | 0,82
То же, в деревянных переплетах | 0,63 | 0,59
Два слоя оконного стекла в стальных двойных открывающихся переплетах | — | 0,75
То же, в глухих переплетах | — | —
Стеклопакеты (два слоя остекления) в стальных одинарных открывающихся переплетах* | — | 1,00
То же, в глухих переплетах* | — | 1,15
Стеклопакеты (три слоя остекления) в стальных глухих спаренных переплетах* | — | 1,00
Пустотелые стеклянные блоки | — | 0,70
* При применении других видов переплетов (ПВХ, деревянные и др.) коэффициент K1 принимают по таблице 3 до проведения соответствующих испытаний.

Площадь световых проемов фонарей Ас.ф определяют по графикам на рисунках 9-12 в следующей последовательности:

а) в зависимости от разряда зрительной работы или назначения помещения и группы административных районов по ресурсам светового климата Российской Федерации по СНиП 23-05;

б) на ординате графика определяют точку, соответствующую нормированному значению КЕО, через найденную точку проводят горизонталь до пересечения с соответствующей кривой графика (рисунки 9-12), по абсциссе точки пересечения определяют значение Ас.ф/Ап;

в) разделив значение Ас.ф/Ап на 100 и умножив на площадь пола, находят площадь световых проемов фонарей в м2.

Предварительный расчет значений КЕО в помещениях следует производить с применением графиков на рисунках 9-12 в следующей последовательности:

а) по строительным чертежам находят суммарную площадь световых проемов фонарей Ас.ф, освещаемую площадь пола помещения Ап и определяют отношение Ас.ф/Ап;

б) с учетом типа фонаря выбирают соответствующий рисунок (8, 10, 11или 12);

в) на выбранном рисунке через точку с абсциссой Ас.ф/Ап проводят вертикальную линию до пересечения с соответствующим графиком; ордината точки пересечения будет равна расчетному среднему значению коэффициента естественной освещенности еср.

Рисунок 9 — График для определения среднего значения КЕО еср в помещениях с зенитными фонарями с глубиной проема до 0,7 м и размерами в плане, м:

1 - 2,9x5,9; 2 - 2,7x2,7; 2,9x2,9; 1,5x5,9; 3 - 1,5x1,7

Рисунок 10 — График для определения среднего значения КЕО еср в общественных помещениях с шахтными фонарями с глубиной светопроводной шахты 3,50 м и размерами в плане, м:

1 - 2,9x5,9; 2 - 2,7x2,7; 2,9x2,9; 1,5x5,9; 3 - 1,5x1,7

Рисунок 11— График для определения среднего значения КЕО еср в общественных помещениях с шахтными фонарями диффузного света с глубиной светопроводной шахты 3,50 м и размерами в плане, м:

1 - 2,9x5,9; 2 - 2,7х 2,7; 2,9x2,9; 1,5x5,9; 3 - 1,5x1,7

1 — трапециевидный фонарь; 2 — шед, имеющий наклонное остекление;

3 — прямоугольный фонарь; 4 — шед, имеющий вертикальное остекление

Рисунок 12 — График для определения среднего значения КЕО еcp в общественных помещениях с фонарями

Проверочный расчет КЕО при верхнем освещении

Расчет КЕО производят в следующей последовательности:

а) график I (рисунок 6) накладывают на поперечный разрез помещения таким образом, чтобы полюс (центр) 0 графика совмещался с расчетной точкой, а нижняя линия графика — со следом рабочей поверхности. Подсчитывают число радиально направленных лучей графика I, проходящих через поперечный разрез первого проема (n1)1, второго проема — (n1)2, третьего проема — (n1)3 и т. д.; при этом отмечают номера полуокружностей, которые проходят через середину первого, второго, третьего проемов и т. д.;

б) определяют углы , , и т. д. между нижней линией графика I и линией, соединяющей полюс (центр) графика I с серединой первого, второго, третьего проемов и т. д.;

в) график II (рисунок 7) накладывают на продольный разрез помещения; при этом график располагают так, чтобы его вертикальная ось и горизонталь, номер которой должен соответствовать номеру полуокружности на графике I, проходили через середину проема (точка C).

Подсчитывают число лучей по графику II, проходящих через продольный разрез первого проема (n2)1, второго проема — (п2)2, третьего проема — (n2)3 и т. д.;

г) вычисляют значение геометрического КЕО , в первой точке характерного разреза помещения по формуле

, (2)

где Р — число световых проемов;

q — коэффициент, учитывающий неравномерную яркость участка небосвода, видимого из первой точки соответственно под углами ,, и т. д.;

д) повторяют вычисления в соответствии с пунктами «а», «б», «в», «г» для всех точек характерного разреза помещения до N включительно (где N — число точек, в которых производят расчет КЕО);

е) определяют среднее значение геометрического КЕО ;

ж) по заданным параметрам помещения и световых проемов определяют значения r2, kф, ;

Проверочный расчет значений КЕО в точках характерного разреза помещения при верхнем освещении от зенитных и шахтных фонарей следует выполнять по формуле:

, (3)

где Aф.в — площадь входного верхнего отверстия фонаря;

Nф — число фонарей;

q() — коэффициент, учитывающий неравномерную яркость облачного неба МКО;

— угол между прямой, соединяющей расчетную точку с центром нижнего отверстия фонаря, и нормалью к этому отверстию;

— среднее значение геометрического КЕО;

Kс — коэффициент светопередачи фонаря, определяемый для фонарей с диффузным отражением стенок , а для фонарей с направленным отражением стенок —по значению индекса светового проема шахтного фонаря iф;

Рисунок 13 — График для определения коэффициента q() в зависимости от угла

Рисунок 14 — График для определения коэффициента светопередачи Kс фонарей с диффузным отражением стенок шахты

Рисунок 15 — График для определения коэффициента светопередачи Kc фонарей с направленным отражением стенок шахты при различных значениях коэффициента диффузного отражения стенок шахты

Kз — расчетный коэффициент, учитывающий снижение КЕО и освещенности в процессе эксплуатации вследствие загрязнения и старения светопрозрачных заполнений в световых проемах, а также снижение отражающих свойств поверхностей помещения (коэффициент запаса).

Индекс светового проема фонаря с отверстиями в форме прямоугольника iф определяют по формуле

, (4)

где Aф.н — площадь нижнего отверстия фонаря, м2;

Aф.в — площадь верхнего отверстия фонаря, м2;

hс.ф — высота светопроводной шахты фонаря, м.

Рф.в, Рф.н - периметр верхнего и нижнего отверстий фонаря соответственно, м.

То же, с отверстиями в форме круга — по формуле

iф = (rф.в + rф.н) / 2hс.ф, (5)

где rф.в, rф.н — радиус верхнего и нижнего отверстий фонаря соответственно.

Вычисляют значение геометрического КЕО в первой точке характерного разреза помещения по формуле

. (6)

Повторяют вычисления для всех точек характерного разреза помещения до Nj включительно (где Nj — число точек, в которых производят расчет КЕО).

Определяют по формуле

. (7)

Последовательно для всех точек вычисляют прямую составляющую КЕО по формуле

. (8)

Определяют отраженную составляющую КЕО , значение которой одинаково для всех точек, по формуле

. (9)

Расчет естественного освещения рабочего кабинета

Теоретическая часть

Освещение рабочих кабинетов, офисов должно проектироваться на основе следующих требований:

а) создание необходимых условий освещения на рабочих столах, расположенных в глубине помещения при выполнении разнообразных зрительных работ (чтение типографского и машинописного текстов, рукописных материалов, различение деталей графических материалов и т. п.);

б) обеспечение зрительной связи с наружным пространством;

в) защита помещений от слепящего и теплового действия инсоляции;

г) благоприятное распределение яркости в поле зрения.

Боковое освещение рабочих кабинетов должно осуществляться, как правило, отдельными световыми проемами (одно окно на каждый кабинет). С целью снижения необходимой площади световых проемов высоту подоконника над уровнем пола рекомендуется принимать не менее 0,9 м.

При расположении здания в административных районах Российской Федерации групп по ресурсам светового климата нормированное значение КЕО следует принимать: при глубине рабочих кабинетов (офисов) 5 м и более — по таблице 3 применительно к совмещенной системе освещения; менее 5 м — по таблице 4 применительно к естественной системе освещения.

Для обеспечения зрительного контакта с наружным пространством заполнение световых проемов должно, как правило, выполняться светопрозрачным оконным стеклом.

Для ограничения слепящего действия солнечной радиации в рабочих кабинетах и офисах необходимо предусматривать шторы и легкие регулируемые жалюзи. При проектировании зданий управления и зданий под офисы для III и IV климатических районов Российской Федерации следует предусматривать оборудование световых проемов, ориентированных на сектор горизонта в пределах 200°—290° солнцезащитными устройствами.

В помещениях значения коэффициента отражения поверхностей должны быть не менее:

потолка и верхней части стен 0,70

нижней части стен 0,50

пола 0,30.

Практическая часть

Требуется определить необходимую площадь окна в рабочих кабинетах здания управления, располагаемого в городе Сургуте (лист 1).

Исходные данные. Глубина помещения dп = 5,5 м, высота h = 3,0 м, ширина bп = 3,0 м, площадь пола Ап = 16,5 м2 , высота верхней грани светового проема над условной рабочей поверхностью h01 = 1,9 Заполнение световых проемов прозрачным остекленением по металлическим одинарным переплетам; толщина наружных стен 0,35 м. Затенение противостоящими зданиями отсутствует.

Решение

1. Учитывая, что глубина помещения dп свыше 5 м, по таблице 3 находим, что нормированное значение КЕО равно 0,5 %.

2. Производим предварительный расчет естественного освещения по исходной глубине помещения dп = 5,5 м и высоте верхней грани светового проема над условной рабочей поверхностью h01 = 1,9 м; определяют, что dп/h01 = 5,5/1,9=2,9.

3. На рисунке 4 на соответствующей кривой е = 0,5 % находим точку с абсциссой dп/h01 = 2,9. По ординате этой точки определяем, что необходимая относительная площадь светового проема Aо/Aп = 16,6%.

4. Определяем площадь светового проема Ао по формуле:

0,166 Ап = 0,166 · 16,5 = 2,7 м2.

Следовательно, ширина светового проема bo = 2,7/1,8 = 1,5 м.

Принимаем оконный блок размером 1,5 х 1,8 м.

5. Производим проверочный расчет КЕО в точке А (лист 1) по формуле:

.

6. Накладываем график I для расчета КЕО методом А.М. Данилюка на поперечный разрез помещения (лист 2), совмещая полюс графика I — 0 с точкой А, а нижнюю линию — с условной рабочей поверхностью; подсчитываем число лучей по графику I, проходящих через поперечный разрез светового проема: n1 = 2.

7. Отмечаем, что через точку С на разрезе помещения (лист 2) проходит концентрическая полуокружность 26 графика I.

8. Накладываем график II для расчета КЕО на план помещения (лист 1) таким образом, чтобы его вертикальная ось и горизонталь 26 проходили через точку С; подсчитываем по графику II число лучей, проходящих от неба через световой проем: п2 = 16.

9. Определяем значение геометрического КЕО по формуле:

10. На поперечном разрезе помещения в масштабе 1:50 (лист 2) определяем, что середина участка неба, видимого из расчетной точки А через световой проем, находится под углом ; по значению этого угла по таблице 5 находим коэффициент, учитывающий неравномерную яркость облачного неба МКО: qi =0,64.

11. По размерам помещения и светового проема находят, что dп/h01 = 2,9;

lТ/dп = 0,82; bп/dп = 0,55.

12. Средневзвешенный коэффициент отражения .

13. По найденным значениям dп/h01; lT/dп; bп/dп по таблице 6 находим, что ro = 4,25.

14. Для прозрачного остекленения с металлическим одинарным переплетом находим общий коэффициент пропускания света .

15 По СНиП 23-05 находим, что коэффициент запаса для окон общественных зданий Kз = 1,2.

16 Определяем геометрический КЕО в точке А, подставляя значения всех найденных коэффициентов в формулу :

.

Следовательно, выбранные размеры светового проема обеспечивают требования норм по совмещенному освещению рабочего кабинета.

Таблица 1

Группы административных районов

Номер группы административных районов | Административный район
1 | Московская, Смоленская, Владимирская, Калужская, Тульская, Рязанская, Нижегородская, Свердловская, Пермская, Челябинская, Курганская, Новосибирская, Кемеровская области, Республика Мордовия, Чувашская Республика, Удмуртская Республика, Республика Башкортостан, Республика Татарстан, Красноярский край (севернее 63° с.ш.). Республика Саха (Якутия) (севернее 63° с.ш.), Чукотский автон. округ, Хабаровский край (севернее 55° с.ш.)
2 | Брянская, Курская, Орловская, Белгородская, Воронежская, Липецкая, Тамбовская, Пензенская, Самарская, Ульяновская, Оренбургская, Саратовская, Волгоградская области, Республика Коми, Кабардино-Балкарская Республика, Республика Северная Осетия-Алания, Чеченская Республика, Республика Ингушетия, Ханты-Мансийский автономный округ, Республика Алтай, Красноярский край (южнее 63° с.ш.), Республика Саха (Якутия) (южнее 63° с.ш.), Республика Тыва, Республика Бурятия, Читинская область, Хабаровский край (южнее 55° с.ш.), Магаданская, Сахалинская области
3 | Калининградская, Псковская, Новгородская, Тверская, Ярославская, Ивановская, Ленинградская, Вологодская, Костромская, Кировская области, Республика Карелия, Ямало-Ненецкий автономный округ, Ненецкий автономный округ
4 | Архангельская, Мурманская области
5 | Республика Калмыкия, Ростовская, Астраханская области, Ставропольский край, Краснодарский край, Республика Дагестан, Амурская область, Приморский край

Таблица 2

Коэффициент светового климата

Световые проемы | Ориентация световых проемов по сторонам горизонта | Коэффициент светового климата mN
Номер группы административных районов
1 | 2 | 3 | 4 | 5
В наружных стенах здании | С | 1 | 0,9 | 1,1 | 1,2 | 0,8
СВ, СЗ | 1 | 0,9 | 1,1 | 1,2 | 0,8
З, В | 1 | 0,9 | 1,1 | 1,1 | 0,8
ЮВ, ЮЗ | 1 | 0,85 | 1 | 1,1 | 0,8
Ю | 1 | 0,85 | 1 | 1,1 | 0,75
В зенитных фонарях | — | 1 | 0,9 | 1,2 | 1,2 | 0,75
Примечание — С — северная; СВ — северо-восточная; СЗ — северо-западная; В — восточная; З — западная; Ю — южная; ЮВ — юго-восточная; ЮЗ — юго-западная ориентация.

Таблица 3

Нормированные значения КЕО при боковом совмещенном освещении в основных помещениях жилых и общественных зданий в административных районах различных групп по ресурсам светового климата

Группы административных районов по ресурсам светового климата | Ориентация световых проемов по сторонам горизонта, град. | КЕО, %
в рабочих кабинетах зданий управления, офисах | в школьных классах | в выставочных залах | в читальных залах | в проектных залах
1 | 69-113 249-293 | 0,60 | 1,30 | 0,40 | 0,70 |
114-158 204-248 | 0,60 | 1,30 | 0,40 | 0,70 |
159-203 | 0,60 | 1,30 | 0,40 | 0,70 |
294-68 | 0,60 | — | 0,40 | 0,70 |
2 | 69-113 249-293 | 0,50 | 1,20 | 0,40 | 0,60 |
114-158 204-248 | 0,50 | 1,10 | 0,40 | 0,60 |
159-203 | 0,50 | 1,10 | 0,40 | 0,60 |
294-68 | 0,50 | — | 0,40 | 0,60 |
3 | 69-113 249-293 | 0,70 | 1,40 | 0,50 | 0,80 |
114-158 204-248 | 0,60 | 1,30 | 0,40 | 0,70 |
159-203 | 0,60 | 1,30 | 0,40 | 0,70 |
294-68 | 0,70 | — | 0,50 | 0,90 |
4 | 69-113 249-293 | 0,70 | 1,40 | 0,50 | 0,80 |
114-158 204-248 | 0,70 | 1,40 | 0,50 | 0,80 |
159-203 | 0,70 | 1,40 | 0,50 | 0,80 |
294-68 | 0,70 | — | 0,50 | 0,80 |
5 | 69-113 249-293 | 0,50 | 1,00 | 0,30 | 0,60 |
114-158 204-248 | 0,50 | 1,00 | 0,30 | 0,60 |
159-203 | 0,50 | 1,00 | 0,30 | 0,50 |
294-68 | 0,50 | — | 0,30 | 0,60 |

Таблица 4

Нормированные значения КЕО при боковом естественном освещении в основных помещениях жилых и общественных зданий в различных группах административных районов по ресурсам светового климата

Группы админист- ративных районов по ресурсам светового климата | Ориентация световых проемов по сторонам горизонта, град. | Нормированные значения КЕО, %
в рабочих кабинетах зданий управления, офисах | в школьных классах | в жилых помещениях | в выста- вочных залах | в читальных залах | в проектных залах, чертежно- конструк- торских бюро
1 | 69-113 249-293 | 1,00 | 1,50 | 0,50 | 0,70 | 1,20 | 1,50
114-158 204-248 | 1,00 | 1,50 | 0,50 | 0,70 | 1,20 | 1,50
159-203 | 1,00 | 1,50 | 0,50 | 0,70 | 1,20 | 1,50
294-68 | 1,00 | — | 0,50 | 0,70 | 1,20 | 1,50
2 | 69-113 249-293 | 0,90 | 1,40 | 0,50 | 0,60 | 1,10 | 1,40
114-158 204-248 | 0,90 | 1,30 | 0,40 | 0,60 | 1,10 | 1,30
159-203 | 0,90 | 1,30 | 0,40 | 0,60 | 1,10 | 1,30
294-68 | 0,90 | — | 0,50 | 0,60 | 1,10 | 1,40
3 | 69-113 249-293 | 1,10 | 1,70 | 0,60 | 0,80 | 1,30 | 1,70
114-158 204-248 | 1,00 | 1,50 | 0,50 | 0,70 | 1,20 | 1,50
159-203 | 1,00 | 1,50 | 0,50 | 0,70 | 1,20 | 1,50
294-68 | 1,10 | — | 0,60 | 0,80 | 1,30 | 1,70
4 | 69-113 249-293 | 1,10 | 1,70 | 0,60 | 0,80 | 1,30 | 1,70
114-158 204-248 | 1,10 | 1,70 | 0,60 | 0,80 | 1,30 | 1,70
159-203 | 1,10 | 1,70 | 0,60 | 0,80 | 1,30 | 1,70
294-68 | 1,20 | — | 0,60 | 0,80 | 1,40 | 1,80
5 | 69-113 249-293 | 0,80 | 1,20 | 0,40 | 0,60 | 1,00 | 1,20
114-158 204-248 | 0,80 | 1,20 | 0,40 | 0,60 | 1,00 | 1,20
159-203 | 0,80 | 1,10 | 0,40 | 0,50 | 0,90 | 1,10
294-68 | 0,80 | — | 0,40 | 0,60 | 0,90 | 1,20

Таблица 5

Значения коэффициента qi

Угловая высота среднего луча участка небосвода, видимого из расчетной точки через световой проем в разрезе помещения, град. | Значения коэффициента qi
2 | 0,46
6 | 0,52
10 | 0,58
14 | 0,64
18 | 0,69
22 | 0,75
26 | 0,80
30 | 0,86
34 | 0,91
38 | 0,96
42 | 1,00
46 | 1,04
50 | 1,08
54 | 1,12
58 | 1,16
62 | 1,18
66 | 1,21
70 | 1,23
74 | 1,25
78 | 1,27
82 | 1,28
86 | 1,28
90 | 1,29
Примечания 1 При значениях угловых высот среднего луча, отличных от приведенных в таблице, значения коэффициента qi определяют интерполяцией. 2 В практических расчетах угловую высоту среднего луча участка небосвода, видимого из расчетной точки через световой проем в разрезе помещения, следует заменять угловой высотой середины участка небосвода, видимого из расчетной точки через световой проем.

Таблица 6

Значения ro для условной рабочей поверхности

Отношение глубины помещения dп к высоте от уровня условной рабочей поверхности до верха окна h01 | Отношение расстояния расчетной точки от внутренней поверхности наружной стены lT к глубине помещения dп | Средневзвешенный коэффициент отражения пола, стен и потолка
0,60 | 0,50 | 0,45 | 0,35
Отношение длины помещения ап к его глубине dп
0,5 | 1,0 | 2,0 | 0,5 | 1,0 | 2,0 | 0,5 | 1,0 | 2,0 | 0,5 | 1,0 | 2,0
1,00 | 0,10 | 1,03 | 1,03 | 1,02 | 1,02 | 1,02 | 1,02 | 1,02 | 1,02 | 1,01 | 1,01 | 1,01 | 1,01
1,00 | 0,50 | 1,66 | 1,59 | 1,46 | 1,47 | 1,42 | 1,33 | 1,37 | 1,34 | 1,26 | 1,19 | 1,17 | 1,13
1,00 | 0,90 | 2,86 | 2,67 | 2,30 | 2,33 | 2,19 | 1,93 | 2,06 | 1,95 | 1,74 | 1,53 | 1,48 | 1,37
3,00 | 0,10 | 1,10 | 1,09 | 1,07 | 1,07 | 1,06 | 1,05 | 1,06 | 1,05 | 1,04 | 1,03 | 1,03 | 1,02
3,00 | 0,20 | 1,32 | 1,29 | 1,22 | 1,23 | 1,20 | 1,16 | 1,18 | 1,16 | 1,13 | 1,09 | 1,08 | 1,06
3,00 | 0,30 | 1,72 | 1,64 | 1,50 | 1,51 | 1,46 | 1,36 | 1,41 | 1,37 | 1,29 | 1,20 | 1,18 | 1,14
3,00 | 0,40 | 2,28 | 2,15 | 1,90 | 1,91 | 1,82 | 1,64 | 1,73 | 1,66 | 1,51 | 1,37 | 1,33 | 1,26
3,00 | 0,50 | 2,97 | 2,77 | 2,38 | 2,40 | 2,26 | 1,98 | 2,12 | 2,01 | 1,79 | 1,56 | 1,51 | 1,39
3,00 | 0,60 | 3,75 | 3,47 | 2,92 | 2,96 | 2,76 | 2,37 | 2,57 | 2,41 | 2,10 | 1,78 | 1,71 | 1,55
3,00 | 0,70 | 4,61 | 4,25 | 3,52 | 3,58 | 3,32 | 2,80 | 3,06 | 2,86 | 2,44 | 2,03 | 1,93 | 1,72
3,00 | 0,80 | 5,55 | 5,09 | 4,18 | 4,25 | 3,92 | 3,27 | 3,60 | 3,34 | 2,82 | 2,30 | 2,17 | 1,91
3,00 | 0,90 | 6,57 | 6,01 | 4,90 | 4,98 | 4,58 | 3,78 | 4,18 | 3,86 | 3,23 | 2,59 | 2,43 | 2,11
5,00 | 0,10 | 1,16 | 1,15 | 1,11 | 1,12 | 1,11 | 1,08 | 1,09 | 1,08 | 1,07 | 1,05 | 1,04 | 1,03
5,00 | 0,20 | 1,53 | 1,48 | 1,37 | 1,38 | 1,34 | 1,27 | 1,30 | 1,27 | 1,21 | 1,15 | 1,14 | 1,11
5,00 | 0,30 | 2,19 | 2,07 | 1,84 | 1,85 | 1,77 | 1,60 | 1,68 | 1,61 | 1,48 | 1,34 | 1,31 | 1,24
5,00 | 0,40 | 3,13 | 2,92 | 2,49 | 2,52 | 2,37 | 2,07 | 2,22 | 2,10 | 1,85 | 1,61 | 1,55 | 1,43
5,00 | 0,50 | 4,28 | 3,95 | 3,29 | 3,34 | 3,11 | 2,64 | 2,87 | 2,68 | 2,31 | 1,94 | 1,84 | 1,66
5,00 | 0,60 | 5,58 | 5,12 | 4,20 | 4,27 | 3,94 | 3,29 | 3,61 | 3,35 | 2,83 | 2,31 | 2,18 | 1,92
5,00 | 0,70 | 7,01 | 6,41 | 5,21 | 5,29 | 4,86 | 4,01 | 4,44 | 4,09 | 3,40 | 2,72 | 2,55 | 2,20
5,00 | 0,80 | 8,58 | 7,82 | 6,31 | 6,41 | 5,87 | 4,79 | 5,33 | 4,90 | 4,03 | 3,17 | 2,95 | 2,52
5,00 | 0,90 | 10,28 | 9,35 | 7,49 | 7,63 | 6,96 | 5,64 | 6,30 | 5,77 | 4,71 | 3,65 | 3,39 | 2,86

Если отделка поверхности помещения неизвестна, то для помещений жилых и общественных зданий средневзвешенный коэффициент отражения следует принимать равным 0,50.

Таблица 7

Значения коэффициентов 1 и

Вид светопропускающего материала | Значения | Вид переплета | Значения
Стекло оконное листовое: |  | Переплеты для окон и фонарей промышленных зданий: |
одинарное | 0,9 |
двойное | 0,8 | деревянные: |
тройное | 0,75 | одинарные | 0,75
Стекло витринное толщиной 6—8 мм | 0,8 | спаренные | 0,7
Стекло листовое армированное | 0,6 | двойные раздельные | 0,6
Стекло листовое узорчатое | 0,65 | стальные: |
Стекло листовое со специальными свойствами: |  | одинарные открывающиеся | 0,75
| одинарные глухие | 0,9
солнцезащитное | 0,65 | двойные открывающиеся | 0,6
контрастное | 0,75 | двойные глухие | 0,8
Органическое стекло: |  | Переплеты для окон жилых, общественных и вспомогательных зданий: |
прозрачное | 0,9 |
молочное | 0,6 |
Пустотелые стеклянные блоки: |  | деревянные: |
светорассеивающие | 0,5 | одинарные | 0,8
светопрозрачные | 0,55 | спаренные | 0,75
Стеклопакеты | 0,8 | двойные раздельные | 0,65
|  | с тройным остеклением | 0,5
|  | металлические: |
|  | одинарные | 0,9
|  | спаренные | 0,85
|  | двойные раздельные | 0,8
|  | с тройным остеклением | 0,7
|  | Стекложелезобетонные панели с пустотелыми стеклянными блоками при толщине шва: |
|  | 20 мм и менее | 0,9
|  | более 20 мм | 0,85

Таблица 8

Значения коэффициентов и

Несущие конструкции покрытий | Коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях, | Солнцезащитные устройства, изделия и материалы | Коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах,
Стальные фермы | 0,9 | Убирающиеся регулируемые жалюзи и шторы (межстекольные, внутренние, наружные) | 1,0
Железобетонные и деревянные фермы и арки | 0,8 | Стационарные жалюзи и экраны с защитным углом не более 45° при расположении пластин жалюзи или экранов под углом 90° к плоскости окна: |
|  | горизонтальные | 0,65
|  | вертикальные | 0,75
Балки и рамы сплошные при высоте сечения: |  | Горизонтальные козырьки: |
| с защитным углом не более 30° | 0,8
50 см и более | 0,8 | с защитным углом от 15° до 45° | 0,9-0,6
менее 50 см | 0,9 | (многоступенчатые) |
|  | Балконы глубиной: |
|  | до 1,20 м | 0,90
|  | 1,50 м | 0,85
|  | 2,00 м | 0,78
|  | 3,00 м | 0,62
|  | Лоджии глубиной: |
|  | до 1,20 м | 0,80
|  | 1,50 м | 0,70
|  | 2,00 м | 0,55
|  | 3,00 м | 0,22

Заключение

В ходе курсовой работы мною был изучен такой параметр, как естественное освещение. Был рассмотрен принцип нормирования естественного освещения, а также проектирование естественного освещения. В данной работе я сделала расчет естественного освещения в рабочем кабинете. Нормированное значение коэффициента естественного освещения 0,5% для выбранного округа. Проделав предварительный расчет, я выяснила размеры оконного блока для достаточной освещенности: 1,5*1,8. В проверочном расчете, я утвердилась в правильности выбраннызх размеров светового проема, так как они обеспечивают требования норм по совмещенному освещению рабочего кабинета. Коэффициент естественного освещения в проверочном расчете 0,53%.

Источники использованной литературы

1. СП 23-102-2003 Естественное освещение жилых и общественных зданий

2. СНиП 23-05-95 Естественное и искусственное освещение