Исследование параметров естественного освещения
1. Цель и содержание работы
Изучить существующие санитарно-гигиенические нормы и требования к естественному освещению, освоить методики измерения и расчета параметров естественного освещения.
Формируемые компетенции или их части
Выполнение лабораторной работы способствует формированию у студентов следующих компетенций:
- способностью использовать основные методы защиты производственного персонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий (ОК-20)
- способностью использовать основные закономерности, действующие в процессе изготовления машиностроительной продукции для производства изделий требуемого качества, заданного количества при наименьших затратах общественного труда (ПК-1)
Теоретическое обоснование
Естественное освещение осуществляется за счет прямого и отраженного света неба.
Естественное освещение по конструктивному исполнению бывает:
- боковое, осуществляемое через оконные проемы;
- верхнее, когда свет в помещение проникает через аэрационные и зенитные фонари, проемы в перекрытиях;
- комбинированное, когда к верхнему освещению добавляется боковое.
Освещение, создаваемое в совокупности естественным и искусственным освещением, называется совмещенным.
Для систем естественного освещения нормируемыми параметрами являются коэффициент естественного освещения (КЕО) и неравномерность естественного освещения.
Коэффициент естественной освещенности (КЕО) –отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба (Евн, лк), к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода (Енар, лк); выражается в процентах.
![]() | (3.1) |
Неравномерность естественного освещения –отношение среднего значения к наименьшему значению КЕО в пределах характерного разреза помещения. Неравномерность не должна превышать 2:1 для работ I и II разрядов и 3:1 для работ III и IV разрядов.
Характерный разрез помещения – поперечный разрез посередине 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 рабочих мест, а также точки рабочей зоны, наиболее удаленные от световых проемов.
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. 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 точки принимаются на расстоянии 1 м от поверхности стен (перегородок) или осей колонн.
При определении достаточности естественного освещения в производственном помещении при правильной расстановке оборудования и распределении рабочих мест с различной степенью зрительного напряжения используются следующие методы аналитического определения КЕО:
1) расчетным методом;
2) графо-аналитическим методом.
Нормированное значение КЕО, eN, для зданий, расположенных в различных районах, определяют по формуле
![]() | (3.2) |
где en – нормативное значение КЕО (таблица 1 СНиП 23-01 – 95* «Естественное и искусственное освещение»;
mN –коэффициент светового климата (таблица 4 СНиП 23-01 – 95*).
Для обеспечения нормальной величины КЕО необходимо определить площадь световых проемов. Расчет световых проемов при боковом освещении проводят по формуле:
![]() | (3.3) |
где eN – нормируемое значение коэффициента естественной отсвещенности;
Sо – площадь окон, м2;
SП – площадь пола, м2;
ηо – световая характеристика окон (таблица 3.1);
Кзд – коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями, принимаемый по таблице 3.4;
КЗ – коэффициент запаса. Определяемый в зависимости от назначения помещения, равный 1,3 – 1,5;
τо – общий коэффициент светопропускания, определяемый по формуле
![]() | (3.4) |
где t1 – коэффициент светопропускания материала, определяемые по таблице 3.2;
t2 – коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема, определяемый по таблице 3.2;
t3 – коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях, определяемый по таблице 3.2;
t4 – коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах, определяемый по таблице 3.3;
r1 – коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию, принимаемый по таблице 3.5.
Таблица 3.1 – Значение световых характеристик окон при боковом освещении
Отношение длины помещения к его глубине | Значение световой характеристики при отношении глубины помещения В к его высоте от уровня условной рабочей поверхности до верха окна | |||||||
1,5 | 7,5 | |||||||
4 и более | 6,5 | 7,5 | 12,5 | |||||
7,5 | 8,5 | 9,6 | 12,5 | |||||
8,5 | 9,5 | 10,5 | 11,5 | |||||
1,5 | 9,5 | 10,5 | ||||||
26,5 | ||||||||
0,5 | - |
Таблица 3.2 – Значения коэффициентов t1, t2, t3
Вид светопропускающего материала | t1 | Вид переплета | t2 | Несущие конструкции покрытия | t3 |
Стекло оконное листовое: одинарное двойное тройное Стекло листовое узорчатое Пустотелые стекольные блоки: светорассеивающие светопрозрачные стеклопакеты | 0,9 0,8 0,75 0,65 0,5 0,65 0,8 | Переплеты для окон жилых, общественных и вспомогательных зданий. а) деревянные: одинарные, спаренные, двойные разделенные, с тройным остеклением. б) металлические: одинарные, спаренные, двойные разделенные, с тройным остеклением | 0,8 0,75 0,65 0,5 0,9 0,85 0,65 0,7 | железобетонные и деревянные фермы и арки | 0,9 0,8 |
Таблица 3.3 – Значение коэффициента учитывающего потери света в солнце защитных устройствах
Солнцезащитные устройства | t4 |
1. Убирающиеся регулируемые жалюзи и шторы (межстекольные, внутренние, наружные) 2. Горизонтальные козырьки: - с защитным углом не более 30о - с защитным углом от 15о до 45о (многоступенчатые) | 0,8 0,9 – 0,6 |
Таблица 3.5 – Значение коэффициента Кзд
Р/Нзд | Кзд |
0,5 | 1,7 |
1,4 | |
1,5 | 1,2 |
1,1 | |
3 и более |
Таблица 3.4 – Значение коэффициента r1
Отношение глубины помещения к высоте от уровня условной рабочей поверхности до верха окна | Отношение расстоя-ния расчетной точки от наружной стены к глубине помещения | Значение r1 при боковом одностороннем освещении | |||||||||||
Средневзвешенный коэффициент отражения rср потолка, стен, пола | |||||||||||||
0,5 | 0,4 | 0,3 | |||||||||||
отношение длины помещения к его глубине | |||||||||||||
0,5 | 2 и более | 0,5 | 2 и более | 0,5 | 2 и более | ||||||||
от 1 до 1,5 | 0,1 | 1,05 | 1,05 | 1,05 | 1,05 | 1,05 | 1,05 | ||||||
0,5 | 1,4 | 1,3 | 1,2 | 1,2 | 1,15 | 1,1 | 1,2 | 1,1 | 1,1 | ||||
2,1 | 1,9 | 1,5 | 1,8 | 1,6 | 1,3 | 1,4 | 1,3 | 1,2 | |||||
более 1,5 до 2,5 | 0,1 | 1,055 | 1,05 | 1,05 | 1,05 | 1,05 | 1,05 | 1,05 | |||||
0,3 | 1,3 | 1,2 | 1,1 | 1,2 | 1,15 | 1,1 | 1,15 | 1,1 | 1,05 | ||||
0,5 | 1,85 | 1,6 | 1,3 | 1,5 | 1,35 | 1,2 | 1,3 | 1,2 | 1,1 | ||||
0,7 | 2,25 | 2, | 1,7 | 1,7 | 1,6 | 1,3 | 1,55 | 1,35 | 1,2 | ||||
3,8 | 3,3 | 2,4 | 2,8 | 2,4 | 1,8 | 2,8 | 1,5 | ||||||
более 2,5 до 3,5 | 0,1 | 1,1 | 1,05 | 1,05 | 1,05 | ||||||||
0,2 | 1,15 | 1,1 | 1,05 | 1,1 | 1,05 | 1,05 | 1,05 | 1,05 | 1,05 | ||||
0,3 | 1,2 | 1,15 | 1,1 | 1,15 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,05 | ||||
0,4 | 1,35 | 1,25 | 1,2 | 1,2 | 1,15 | 1,1 | 1,15 | 1,1 | 1,1 | ||||
0,5 | 1,6 | 1,45 | 1,3 | 1,35 | 1,25 | 1,2 | 1,25 | 1,15 | 1,1 | ||||
0,6 | 1,75 | 1,45 | 1,6 | 1,45 | 1,3 | 1,4 | 1,3 | 1,2 | |||||
0,7 | 2,6 | 2,2 | 1,7 | 1,9 | 1,7 | 1,4 | 1,6 | 1,5 | 1,3 | ||||
0,8 | 3,6 | 3,1 | 2,4 | 2,4 | 2,2 | 1,55 | 1,9 | 1,7 | 1,4 | ||||
0,9 | 5,3 | 4,2 | 2,9 | 2,45 | 1,9 | 2,2 | 1,85 | 1,5 | |||||
7,2 | 5,4 | 4,3 | 3,6 | 3,1 | 2,4 | 2,6 | 2,2 | 1,7 | |||||
более 3,5 | 0,1 | 1,2 | 1,15 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,05 | 1,05 | 1,05 | 1,1 | |||
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 | ||||
0,5 | 3,4 | 2,9 | 2,5 | 1,8 | 1,5 | 1,7 | 1,5 | 1,3 | |||||
0,6 | 4,6 | 3,8 | 3,1 | 2,4 | 2,1 | 1,8 | 1,8 | 1,5 | |||||
0,7 | 4,7 | 3,7 | 2,9 | 2,6 | 2,1 | 2,3 | 1,7 | ||||||
0,8 | 7,4 | 5,8 | 4,7 | 3,4 | 2,9 | 2,4 | 2,6 | 2,3 | 1,9 | ||||
0,9 | 7,1 | 5,6 | 4,3 | 3,6 | 2,6 | 2,1 | |||||||
7,3 | 5,7 | 4,1 | 3,5 | 3,5 | 2,5 | ||||||||
Методика определения КЕО при боковом освещении с использованием графических зависимостей
При использовании графических зависимостей расчет КЕО осуществляют в следующей последовательности.
1. Определяют непосредственным измерением или по строительным чертежам площадь So,м2, световых проёмов, площадь Sn, м2, освещаемой части пола помещения и находят их отношение So/Sn.
2. Определяют глубину помещения hn, м, от световых проёмов до расчётной точки, высоту hо, м, верхней грани световых проёмов (окон) над уровнем рабочей поверхности и находят их отношение.
3. С использованием графика, изображённого на рисунке 3.1, по значениям отношений So / Sn и hn/hо находят значение КЕО.При необходимости определения размеров оконных проёмов, обеспечивающих требуемое по условиям трудовой деятельности значение КЕО, можно использовать график, приведённый на рисунке 3.2. По графику на пересечении вычисленного отношения hn/hо (точка А) и необходимой величины КЕО (точка Б)определяют требуемое значение So/Sn (точка В),выраженное в процентах. Далее определяют требуемую площадь световых проёмов.
|
![Исследование параметров естественного освещения Исследование параметров естественного освещения - student2.ru](/images/proizvodstvo/analiz-metodov-ocenki-opasnostey-v-tekhnosfere-1377890-16.jpg)
Рисунок 3.1 – График для определения КЕО по значению площади светового проема и освещаемой площади пола
|
|
![Исследование параметров естественного освещения Исследование параметров естественного освещения - student2.ru](/images/proizvodstvo/analiz-metodov-ocenki-opasnostey-v-tekhnosfere-1377890-17.jpg)
Рисунок 3.2 – График определения КЕО по глубине помещения и высоте световых проемов
Оборудование и материалы
Для контроля и измерения освещенности на рабочих местах применяют люксметры Ю-116, Ю-117. Они состоят: из селенового фотоэлемента с насадками и измерителя – стрелочного гальванометра и органов управления (рисунок 3.3). При освещении поверхности фотоэлемента в цепи возникает электрический ток, пропорциональный падающему световому потоку.
Рисунок 3.3 – Переносной фотоэлектрический люксметр:
1 – измеритель люксметра; 2 – селеновый фотоэлемент; 3 – кнопки переключателя; 4 – табличка со схемой; 5 – корректор
Люксметр Ю-116 имеет два предела измерений: от 0 до 30 лк; от 0 до 100 лк. При измерении более высоких уровней освещенности на фотоэлемент надеваются специальные поглотители света с коэффициентами пропускания: «М»-0,1; «Р»-0,01; «Т»-0,001, что позволяет расширить пределы измерения. Для уменьшения косинусной погрешности применяется насадка «К» на фотоэлемент. На лицевой панели измерителя находятся: две шкалы измерений, проградуированных в люксах (лк); кнопки переключения диапазонов измерений
На боковой стенке корпуса измерителя расположена вилка для присоединения селенового фотоэлемента к измерителю с помощью шнура с розеткой, которая обеспечивает правильную полярность соединений. Для снятия показаний с прибора необходимо нажать кнопку диапазона 0 – 30 или 0 – 100 (более точный результат достигается при нахождении стрелки прибора в середине одной из шкал) и записать показания прибора. При использовании поглотительных насадок М, Р и Т полученную величину нужно умножить на коэффициент ослабления светового потока соответствующей насадки: М-10, Р-100, Т-1000.