Попередній розрахунок природного освітлення

За нормами проектування [75] попередній розрахунок площі світлових прорізів зводиться до обчислювання їх за формулами, наведеними у додатку норм залежно від ряду характеристик, зокрема нормованого значення КПО, е_н, коефіцієнта запасу К_з, світлової характеристики η₀ загального коефіцієнта світлопропускання τ₀ і коефіцієнта, що враховує світловідбиття від стін, підлоги й стелі r₁, а також коефіцієнта, що враховує затінюючу властивість будинків, що стоять навпроти, К_зд. Вивчення [50] показало, що наведені у нормах формули далеко не завжди забезпечують об’єктивну оцінку освітлення приміщення, а тому були зроблені пошуки більш об’єктивного підходу до визначення попереднього розміру світлопрорізу.

У загальному випадку розглянемо освітлення приміщення через вікно, як це показано на рисунку 1.11.

Згідно із законом проекції тілесного кута можемо записати:

dE_i = L₀ dσ₀.

Відповідно до схеми

Оскільки dF = dxdy, то

Рис. 1.11. Розрахункова схема

Допускаємо, що

dy = C₀dθ_i та dx = C₀dψ.

Тоді dE_i = C₀² L₀ dψ tgθ dθ.

Відповідно до схеми

.

У такому випадку

.

Інтегруючи цей вираз, одержуємо

. (1.34)

При θ₁ = θ₂ = 0 вираз у дужках дорівнює нулю, освітленість згідно із законом проекції тілесного кута [29] теж буде дорівнювати нулю, а тому і постійна інтегрування буде також дорівнювати нулю.

Освітленість робочої поверхні під небосхилом [29] дорівнює

Е_н = L_нπR² при R = 1×E_н = L_нπ .

Яскравість вікна певною мірою нижча за яскравість небосхилу, і це враховується загальним коефіцієнтом світлопропускання τ₀, тобто

L₀ = L_н τ₀ .

Водночас за рахунок світловідбиття від стін, стелі і підлоги освітленість у точці збільшується в r₁ раз (1.34) і набуває такого вигляду:

. (1.35)

Коефіцієнт природного освітлення в такому випадку виражається відношенням

. (1.36)

При е_δ = е_н стає можливим визначити ширину вікна l_в

.

За наявності затіняючого будинку в формулу вводиться коефіцієнт К_зд. Тоді формула попереднього розрахунку розмірів вікон набуває остаточного вигляду

, (1.37)

де l_в – сумарна ширина світлопрорізів у даному приміщенні; π =3,14; е_н – нормоване значення КПО за формулою (1.33); К_зд – коефіцієнт, що враховує затіняючі властивості протилежного будинку, який подається у нормах проектування [75]; τ₀ – загальний коефіцієнт світлопропускання, наведений у нормах [75]; r₁ – коефіцієнт, що враховує підвищення освітленості приміщення за рахунок світловідбиття від стін, стелі, підлоги, який наведено у нормах [75]; кути θ_і та Ψ_і визначаються відповідно до схеми рисунка 1.11 через

.

Обчислення за формулою (1.37) і точною методикою обчислення виявили розбіжність між е_н і е_p (розрахунковим) на 5-20%, а за формулою СНИПу – 8 – 31%.

Для прикладу наведемо результати обчислення для деяких приміщень:

Таблиця 1.1

Результати зіставлення даних обчислення

Назва приміщення і його розміри	eн	τ0	r1	за формулою (1.37)	за СНИПом
tg ψ	lb		%, ±	q		%, ±
1. Механічний цех 48×18 м	0,57	0,54	2,15	0,706	7,45	0,60		0,60	0,52	+13
2. Житлова кімната 3,2×5,6 м, hк = 2,5 м	0,45	0,52	1,82	0,174	3,67	0,51		0,70	0,38	-13,3
3. Робоча кімната 3,2×5,6 м, hпр = 3 м	0,86	0,52	2,48	0,174	4,09	0,83		0,61	0,60	-31
4. Зал ресторану 9×16 м	0,50	0,64	1,9	0,5	7,13	0,60		0,64	0,54	+8
5. Конференц-зала 10×18 м	0,34	0,56	5,6	0,5	3,88	0,41		0,56	—	—