Естественное освещение
Различают три основных вида естественного освещения:
- прямой солнечный свет, создаваемый непосредственно лучами солнца;
- рассеянный (диффузный) свет неба, создаваемый рассеянной частью лучистой энергии вследствие многократного отражения ее от взвешенных в атмосфере частиц пыли, воды, молекул газа;
- отраженный свет, создаваемый отраженным от земной поверхности излучением.
Средние уровни наружного естественного освещения, которые создаются этими видами освещения, характеризуют световой климат данной местности.
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.
Для создания естественной освещенности в зданиях используют световые проемы в стенах (окна), световые проемы в покрытии и фонари в крыше здания.
Естественное освещение в производственных помещениях производится через боковые световые проемы в наружных стенах и окна – боковое освещение; через верхние световые проемы в стенах в местах перепадов высот смежных зданий, фонари – верхнее освещение. Для многопролетных зданий применяется комбинированное освещение, когда при наличии верхнего в местах, наиболее удаленных от фонарей, добавляется и боковое освещение.
Нормирование
Непостоянство естественного освещения не позволяет нормировать освещенность в производственных помещениях абсолютной ее величиной. Основным показателем нормирования естественного освещения, установленным СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение», является коэффициент естественной освещенности (КЕО) – ен. КЕО определяется отношением естественной освещенности Ев, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба (непосредственным или после отражений), к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности Ен, создаваемой светом полностью открытого небосвода в пасмурную погоду, и выражается в процентах:
ен = ·100% . (6.13)
Таким образом, КЕО показывает, какую долю наружной освещенности диффузного света небосвода составляет освещенность в оцениваемой точке внутри помещения.
В небольших помещениях при одностороннем боковом естественном освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке, находящейся на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности на расстоянии одного метра от стены, наиболее удаленной от световых проемов, а при двустороннем боковом освещении – в точке посредине помещения. В крупногабаритных производственных помещениях при боковом освещении минимальное значение КЕО нормируется в зависимости от разрядов зрительных работ (величины объекта различения на рабочем месте) в точке, удаленной от световых проемов:
на 1,5 высоты помещения – для работ I—IV разрядов;
на 2 высоты помещения – для работ V—VII разрядов;
на 3 высоты помещения – для работ VIII разряда.
При верхнем или комбинированном естественном освещении нормируется среднее значение КЕО в точках, расположенных на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности (или пола). Первая и последняя точка принимаются на расстоянии 1 м от поверхности стен (перегородок) или осей 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.
Характерный разрез помещения – это поперечный разрез посредине помещения, плоскость которого перпендикулярна к плоскости остекления световых проемов (при боковом освещении) или к продольной оси пролетов помещения.
В характерный разрез помещения должны попадать участки с наибольшим количеством мест, а также точки рабочей зоны, наиболее удаленные от световых проемов.
Условная рабочая поверхность – это условно принятая горизонтальная поверхность, расположенная на высоте 0,8 м от пола.
В производственных помещениях со зрительной работой I—III разрядов следует устраивать совмещенное освещение. Допускается применение верхнего естественного освещения в крупнопролетных сборочных цехах, в которых работы выполняются в значительной части объема помещения на разных уровнях от пола и на различно ориентированных в пространстве рабочих поверхностях.
Нормированное значения КЕО, еN , зависит от характера зрительной работы и светового климата в районе расположения здания и определяется по формуле:
еN = ен · mN , (6.14)
где ен – значение КЕО по СНиП 23-05-95, (приложения 3 и 4) в зависимости от разряда зрительных работ; N – номер группы обеспеченности естественным светом по табл. 6.1; mN – коэффициент светового климата по табл. 6.2. Полученные по формуле (6.14) значения нужно округлить до десятых долей.
Таблица 6.1
Группы административных районов по ресурсам светового климата
Номер группы | Административный район |
Московская, Смоленская, Владимирская, Калужская, Тульская, Рязанская, Нижегородская, Свердловская, Пермская, Челябинская, Курганская, Новосибирская, Кемеровская области, Мордовия, Чувашия, Удмуртия, Башкортостан, Татарстан, Красноярский край (севернее 63° с.ш.), Республика Саха (Якутия) (севернее 63° с.ш.), Чукотский нац. округ, Хабаровский край (севернее 55° с.ш.) | |
Брянская, Курская, Орловская, Белгородская, Воронежская, Липецкая, Тамбовская, Пензенская, Самарская, Ульяновская, Оренбургская, Саратовская, Волгоградская области, Республика Коми, Кабардино-Балкарская Республика, Северо-Осетинская Республика, Чеченская Республика, Ингушская Республика, Ханты-Мансийский нац. округ, Алтайский край, Красноярский край (южнее 63° с.ш.), Республика Саха (Якутия) (южнее 63° с.ш.), Республика Тува, Бурятская Республика, Читинская область, Хабаровский край (южнее 55° с.ш.), Магаданская обл. | |
Калининградская, Псковская, Новгородская, Тверская, Ярославская, Ивановская, Ленинградская, Вологодская, Костромская, Кировская области, Карельская Республика, Ямало-Ненецкий нац. округ, Ненецкий нац. округ | |
Архангельская, Мурманская области | |
Калмыцкая Республика, Ростовская, Астраханская области, Ставропольский край, Дагестанская Республика, Амурская область, Приморский край |
Таблица 6.2
Коэффициент светового климата
Световые проемы | Ориентация световых проемов по сторонам горизонта* | Коэффициент светового климата, m | ||||
Номер группы административных районов** | ||||||
В наружных стенах зданий | С | 0,9 | 1,1 | 1,2 | 0,8 | |
СВ, СЗ | 0,9 | 1,1 | 1,2 | 0,8 | ||
З, В | 0,9 | 1,1 | 1,1 | 0,8 | ||
ЮВ, ЮЗ | 0,85 | 1,1 | 0,8 | |||
Ю | 0,85 | 1,1 | 0,75 | |||
В прямоугольных и трапециевидных фонарях | С-Ю | 0,9 | 1,1 | 1,2 | 0,75 | |
СВ-ЮЗ ЮВ-СЗ | 0,9 | 1,2 | 1,2 | 0,7 | ||
В-З | 0,9 | 1,1 | 1,2 | 0,7 | ||
В фонарях типа «Шед» | С | 0,9 | 1,2 | 1,2 | 0,7 | |
В зенитных фонарях | - | 0,9 | 1,2 | 1,2 | 0,75 |
Примечания к табл. 6.2:
* - С – северное; СВ – северо-восточное; СЗ – северо-западное; В – восточное; З – западное; С-Ю – север-юг; В-З – восток-запад; Ю – южное; ЮВ – юго-восточное; ЮЗ – юго-западное.
** - Группы административных районов России по ресурсам светового климата приведены в таблице 6.1
Наименьшие нормированные значения КЕО в зависимости от разряда зрительных работ при совмещенном освещении приведены в табл. 6.3.
Таблица 6.3
Наименьшее нормированное значение КЕО
Разряд зрительных работ | Наименьшее значение КЕО, ен, % при совмещенном освещении | |
при верхнем или комбинированном освещении | при боковом освещении | |
I II III IV V и VII VI | 2,5 1,5 0,7 | 1,2 0,7 0,5 0,3 0,2 |
Расчет естественного освещения помещений при проектировании производится без учета мебели, оборудования и других затеняющих предметов. Установленные расчетом размеры световых проемов допускается изменять на ±10%. Неравномерность естественного освещения производственных и общественных зданий с верхним или комбинированным естественным освещением не должна превышать 3:1. Расчетное значение КЕО при верхнем и комбинированном естественном освещении в любой точке на линии пересечения условной рабочей поверхности и плоскости характерного вертикального разреза помещения должно быть не менее нормированного значения КЕО при боковом освещении для работ соответствующих разрядов.
Неравномерность естественного освещения не нормируется для производственных помещений с боковым освещением, в которых выполняются работы VII и VIII разрядов, для вспомогательных помещений и помещений общественных зданий с верхним и боковым освещением, в которых выполняются работы подразрядов г, д.
Значение КЕО ер, полученное расчетным путем при проектировании естественного или совмещенного освещения помещений, выражается в процентах и определяется:
а) при боковом освещении по формуле
; (6.15)
б) при верхнем освещении по формуле
; (6.16)
в) при комбинированном (верхнем и боковом) освещении по формуле
, (6.17)
где – значение КЕО в расчетных точках при боковом освещении, создаваемом прямым светом участков неба, видимых через световые проемы (с учетом распределения яркости по облачному небу МКО); – коэффициент ориентации световых проемов, учитывающий ресурсы естественного света по кругу горизонта; εзд – геометрический КЕО участка фасада противостоящего здания, видимого из расчетной точки через световой проем; bф – средняя относительная яркость фасадов противостоящих зданий; γз – коэффициент ориентации фасада зданий, учитывающий зависимость его яркости от ориентации по сторонам горизонта; kзд – коэффициент, учитывающий изменение внутренней отраженной составляющей КЕО в помещении при наличии противостоящих зданий; ro – коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения и подстилающего слоя при открытом горизонте (отсутствии противостоящих зданий); – значение КЕО в расчетных точках при верхнем освещении, создаваемом прямым светом неба (с учетом распределения яркости по облачному небу); – значение КЕО в расчетных точках при верхнем освещении, создаваемом светом, отраженным от внутренних поверхностей помещения; τo – общий коэффициент светопропускания; – коэффициент запаса заполнения светового проема; – суммарное значение КЕО в расчетных точках при боковом и верхнем освещении.
Коэффициент запаса заполнения светового проема зависит от назначения помещения (производственные, общественные или жилые), особенностей воздушной среды в них (содержащая пыль, дым, копоть или пары кислот, щелочей, влаги), угла наклона светопропускающего материала к горизонту, и учитывает снижение освещенности в процессе эксплуатации вследствие загрязнения и старения светопрозрачных заполнений в световых проемах, источников света (ламп) и светильников, а также снижение отражающих свойств поверхностей помещения, принимается равным от 1,3 до 2,0.
При перепланировке помещений общественных и производственных зданий с боковым освещением предварительную величину коэффициента естественной освещенности можно определить по рис. 6.2.
Рис. 6.2. Определение предварительной величины КЕО
Значение КЕО определяется при этом в следующей последовательности:
а) по строительным чертежам находят суммарную площадь световых проемов Ао , освещаемую площадь пола помещения Ап и определяют значение Ао/Ап;
б) определяют глубину помещения dп и высоту верхней грани световых проемов над уровнем условной рабочей поверхности (УРП) h01 и по ним — значение отношения ;
в) по значениям Ао/Ап и находят точку с соответствующим значением КЕО.
Рис.6.2 выполнен для окон с двумя слоями листового оконного стекла в спаренных металлических открывающихся переплетах. Если в проекте приняты другие типы заполнителей световых проемов, то найденное по рис.6.2 значение КЕО необходимо умножить на коэффициент пересчета , значения которого для некоторых распространенных заполнителей приведены ниже в табл. 6.4.
Таблица 6.4
Коэффициенты пересчета в зависимости от вида остекления
Вид остекления | Значение |
Однослойное остекление в стальных одинарных глухих переплетах | 1,26 |
Однослойное остекление в стальных одинарных открывающихся переплетах | 1,05 |
Один слой оконного стекла в деревянных открывающихся переплетах | 1,05 |
Два слоя оконного стекла в стальных двойных открывающихся переплетах | 0,75 |
Пустотелые стеклянные блоки | 0,70 |
Эксплуатация естественного освещения
Созданная в ходе проектирования и строительства система естественного освещения должна постоянно поддерживаться в таком состоянии, при котором обеспечиваются нормативные значения уровня освещенности рабочих мест. Вместе с тем эксплуатации естественного освещения в промышленных зданиях уделяется недостаточное внимание. Так, установлено, что для средней полосы России ежесуточная продолжительность использования естественного света в промышленных зданиях в течение года составляет от 8 до 9 часов. Этот низкий уровень использования естественного освещения, приводящий к необоснованным затратам электроэнергии на искусственное освещение, является следствием быстрого загрязнения стекол различными выбросами от производственных процессов, несвоевременной чистки остекления как по организационным причинам, так и из-за трудности подхода к световым проемам и отсутствия эффективных приспособлений для очистки стекол.
Продление времени пользования естественным светом в производственных зданиях имеет одновременно с гигиеническим большое народнохозяйственное значение. Так, при увеличении продолжительности использования этого освещения на 2 часа в день, что вполне реально, расход электроэнергии в масштабах страны уменьшится на несколько миллиардов кВт·ч.
Нормами предусматривается предельно допустимое снижение КЕО вследствие загрязнения и старения светопрозрачных заполнителей в световых проемах, а также снижения отражающих свойств поверхностей помещения. Для этого при расчете площади световых проемов вводится коэффициент запаса .
Остекление светопроемов должно подвергаться чистке. Количество чисток N зависит от назначения помещений, см. табл. 6.5. Необходимым условием поддержания требуемого уровня КЕО является также побелка и окраска внутренних поверхностей помещений — не реже одного раза в год; а также уменьшение до возможного предела поступающих в воздух рабочей зоны загрязняющих веществ путем установки и правильной эксплуатации местных отсосов у оборудования, которое в процессе работы выделяет пыль и газы.
Таблица 6.5
Регулярность очистки остеклений светопроемов при естественном
освещении
Помещение | Коэффициент запаса* Количество чисток в год | |||
Угол наклона светопропускающего материала к горизонту, градусы | ||||
0—15 | 16—45 | 46—75 | 76—90 | |
Производственное помещение с воздушной средой, содержащей в рабочей зоне: | ||||
а) свыше 5 мг/м3 пыли, дыма, копоти | 2,0 | 1,8 | 1,7 | 1,6 |
б) от 1 до 5 мг/м3 пыли, дыма, копоти | 1,8 | 1,6 | 1,5 | 1,4 |
в) менее 1 мг/м3 пыли, дыма, копоти | 1,6 | 1,5 | 1,4 | 1,3 |
Окончание табл. 6.5
Значительные концентрации паров, кислот, щелочей, способных при соприкосновении с влагой образовывать слабые растворы кислот, щелочей, а также обладающих большой коррозирующей способностью | 2,0 | 1,8 | 1,7 | 1,5 |
Помещения общественных и жилых зданий: | ||||
а) пыльные, жаркие и сырые | 2,0 | 1,8 | 1,7 | 1,6 |
б) с нормальными условиями среды | 1,5 | 1,4 | 1,3 | 1,2 |
* Нормативная величина приведена для обычного стекла |
Дата добавления: 2016-04-02; просмотров: 6397;