Расчет естественного освещения помещений

Предварительный расчет площади световых проемов производится:

а) при боковом освещении помещений по формуле

(10)

б) при верхнем освещении помещений по формуле

(11)

где

S₀ – площадь световых проемов (в свету) при боковом освещении;

S_п – площадь пола помещения; е_н - нормированное значение КЕО;

– нормированное значение КЕО;

к_з - коэффициент запаса, учитывающий загрязнение в процессе эксплуатации (см. табл. 20);

η₀ – световая характеристика окон (см. табл. 21);

к_зд – коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящими зданиями (см. табл. 22);

τ₀ - общий коэффициент светопропускания, определяемый по формуле

(12)

где

- коэффициент светопропускания материала (см. табл. 23);

- коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема (см. табл. 23);

- коэффициент, учитывающий затемнение несущими конструкциями (см. табл. 23) (при боковом освещении =1);

- коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах (см. табл. 24);

- коэффициент, учитывающий затенение защитной сеткой, устанавливаемой под фонарями, принимается равным 0,9;

r₁ - коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию (см. табл. 25);

S_ф - площадь световых проемов (в свету) приверхнем освещении;

η_ф – световая характеристика фонаря;

r₂ - коэффициент, учитывающий повышение КЕО при верхнем освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения;

К_ф - коэффициент, учитывающий тип фонаря.

Для нахождения r₁ и r₂ требуется определитьсредневзвешенный коэффициент отражения ρ_ср по формуле

(13)

Где S_ст, S_пт, S_п - соответственно площади стен, потолка (за вычетом S₀ и S_ф) и пола, м² .

Пример 3

Рассчитать ориентировочную площадь светов проемов в помещении при следующих условия:

1.	Населенный пункт	Г. Н.Новгород
2.	Назначение помещения	Учебная лаборатория
3.	Расположение окон	Боковое, одностороннее, в наружных стенах
4.	Геометрические размеры помещения:
Длина помещения lп, м
Глубина помещения В, м
Высота помещения h.м
Высота от рабочей поверхности до верха окна, h1, м	2,5
Расстояния l дорасчетной точки А от наружной стены помещения
5.	Ориентация по сторонам света: азимут, град.	316-45º
6.	Характеристика остекления:	Стекло оконное листовое, двойное
Светопропускающий материал:
Вид переплета:	Деревянный спаренный
Несущие конструкции перекрытий:	Железобетонные и деревянные фермы и арки
7.	Расположение близлежащих зданий:
Расстояния между рассматриваемым и противостоящим зданием Р, м
Высота расположения карниза противостоящего здания над подоконником рассматриваемого окна НЗД, м
8.	Солнцезащитные устройства	Убирающиеся регулируемые жалюзи
9.	Коэффициенты отражения, ρ
потолка, ρпт	0,7
стен, ρст	0,5
пола, ρп	0,3

1. Поскольку освещение боковое, для расчетов применяем формулу 10:

2. Определяем – нормированное значение КЕО. Для этого по карте светоклиматического районирования страны (рис. 15) определяем: в каком поясе светового климата находится г. Н.Новгород и имеется ли в этом поясе устойчивый снеговой покров?

Из карты видно, что г. Н. Новгород находится в III поясе светового климата и устойчивый снеговой покров отсутствует. Из таблицы (табл. 18) определяем, что для учебных лабораторий =1,5. Расчет осуществляем по формуле 9, пользуясь данными таблиц 15,16

.

Примечание. Если населенный пункт находимся в другом светоклиматическом районе, то расчет необходимо проводить по формуле 1, используя данные таблиц 2 и 3. например, для аналогичного помещения расположенного в г. Краснодаре, находящегося в V поясе светового климата .

3. Определяем к_з - коэффициент запаса, учитывающий загрязнение в процессе эксплуатации, по таблице 20. Определяем, что при естественном освещении и вертикальном расположении свето-пропускающего материала к_з =1,2.

4. Определяем η₀ – световую характеристику окон по таблице 21. Для этого:

- рассчитываем отношение длины помещения l_п к его глубине В:

.

- рассчитываем отношении глубины помещения В к его высоте от уровня условной рабочей поверхности до верх окна h₁:

.

По таблице устанавливаем, что η₀ =15.

5. Определяем к_зд – коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящими зданиями по таблице 22. Для этого необходимо рассчитать отношения расстояния между рассматриваемым и противостоящим зданием Р к высоте расположения карниза противостоящего здания над подоконником рассматриваемого окна Н_ЗД.

.

Следовательно, по таблице определяем, что к_зд.=1.

6. Определяем коэффициент τ₀ - общий коэффициент светопропускания, определяемый по формуле 12

- коэффициент светопропускания материала по таблице 23, =0,8;

- коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема по таблице 23, = 0,7;

- коэффициент, учитывающий затемнение несущими конструкциями, поскольку освещение боковое =1;

- коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах по таблице 24, =1;

- коэффициент, учитывающий затенение защитной сеткой, устанавливаемой под фонарями поскольку верхнее освещение отсутствует, т.е. отсутствуют фонари =1.

τ₀ = 0,8·0,7·1·1·1= 0,56.

7. Определяем коэффициент r₁, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении, пользуясь таблицей 25. Отношения и результаты получены нами выше. Найдем средневзвешенный коэффициент отражения ρ_ср потолка стен и пола, для этого воспользуемся формулой 13

S_ст = (l_п·h)+2·(В·h)= (10·4)+2 (7·4)= 96 м²

S_пт= S_п = В·l_п = 7·10=70 м²

Воспользовавшись полученными данными, из таблицы 25 определим, что r₁= 3,36.

8. Подставим все полученные данные в исходную формулу

.

отсюда, .

Число 1008 означает, что получено 100 частей площади оконных проемов. Разделив данное число на 100

получим, что ориентировочная площадь световых проемов составляет 10,8 м².

Таблица 17

Задание 3

Рассчитать ориентировочную площадь светов проемов в помещении при следующих условия:

№ варианта	Населенный пункт	Назначение помещения	Расположение окон	Геометрические размеры помещения, м	Ориентация по сторонам света: азимут, град.	Характеристика остекления	Расположение близлежащих зданий	Солнцезащитные устройства	Коэффициенты отражения, ρ
lп	В	h	h1	l	Светопропускающий материал	Вид переплета	Несущие конструкции перекрытий	Р, м	НЗД, м	ρпт	ρст	ρп
	Н.Новгород	проектный кабинет	Вертикальное, одностороннее				2,2		136-225	Стекло оконное листовое. двойное	деревянные, двойные раздельные	Стальные фермы			убирающиеся жалюзи	0,7	0,5	0,3
	Москва	читальный зал	Вертикальное, двустороннее				2,7		46-135	Стеклопакеты	металлические, спаренные	Железобетонные фермы и арки			убирающиеся жалюзи	0,7	0,5	0,1
	Курск	конференц-зал	Вертикальное, двустороннее				3,2		316-45	Пустотелые стеклоблоки. Светопрозрачные	–	Стальные фермы			стационарные жалюзи горизонтальные	0,5	0,5	0,1
	Воронеж	учебная лаборатория	Вертикальное, одностороннее				2,7		46-135	Стекло оконное листовое. двойное	деревянные, двойные раздельные	–			убирающиеся жалюзи	0,7	0,5	0,3
	Н.Новгород	кабинеты технического черчения и рисования	Вертикальное, одностороннее				2,7		46-135	Стекло оконное листовое. двойное	деревянные, двойные спаренные	–			шторы	0,7	0,5	0,1
	Волгоград	спортивный зал	Вертикальное, одностороннее						316-45	Пустотелые стеклоблоки. Светопрозрачные	–	Железобетонные фермы и арки			нет	0,5	0,5	0,1
	Краснодар	детское дошкольное учреждение, групповое помещение	Вертикальное, одностороннее				2,9		316-45	Стеклопакеты	металлические, спаренные	–			шторы	0,7	0,5	0,3
	Симферополь	санаторий, спальная комната	Вертикальное, одностороннее			2,5	1,4		136-225	Стекло оконное листовое. двойное	деревянные, двойные раздельные	–			шторы	0,5	0,5	0,1
	Петербург	обеденный зал	Вертикальное, двустороннее				3,2		226-315	Стекло листовое узорчатое	деревянные, одинарные	Стальные фермы			стационарные жалюзи вертикальные	0,5	0,3	0,1
	Петрозаводск	гостиница, гостиная	Вертикальное, двустороннее				1,7		46-135	Стекло оконное листовое. двойное	деревянные, двойные спаренные	–			стационарные жалюзи вертикальные	0,5	0,3	0,1
	Архангельск	гостиница, номер	Вертикальное, одностороннее			2,5	1,4		316-45	Стекло оконное листовое. Тройное	деревянные, с тройным остеклением	–			шторы	0,7	0,5	0,1
	Мурманск	конструкторское бюро	Вертикальное, одностороннее				2,7	2,7	136-225	Стеклопакеты	металлические, спаренные	–			стационарные жалюзи вертикальные	0,7	0,5	0,3
	Екатеринбург	читальный зал	Вертикальное, двустороннее				2,7		226-315	Стекло оконное листовое. двойное	деревянные, двойные раздельные	деревянныефермы и арки			шторы	0,5	0,3	0,1
	Н.Новгород	детское дошкольное учреждение, игровая комната	Вертикальное, одностороннее				2,9		46-135	Стекло оконное листовое. двойное	деревянные, двойные раздельные	–			шторы	0,7	0,5	0,3
	Воркута	кабинет технического черчения и рисования	Вертикальное, одностороннее				2,9		316-45	Стекло оконное листовое. Тройное	деревянные, с тройным остеклением	–			убирающиеся жалюзи	0,7	0,5	0,3
	Томск	учебное заведение, кабинеты и комнаты преподавателей	Вертикальное, одностороннее			3,5	2,4		136-225	Стеклопакеты	металлические, спаренные	–			шторы	0,7	0,5	0,1
	Новосибирск	обеденный зал	Вертикальное, двустороннее				2,7		226-135	Стекло оконное листовое. двойное	деревянные, двойные раздельные	Стальные фермы			стационарные жалюзи горизонтальные	0,5	0,3	0,1
	Иркутск	конференц-зал	Вертикальное, одностороннее				3,2		46-135	Стекло листовое. Солнцезащитное	Металлические, одинарные	Стальные фермы		-	стационарные жалюзи вертикальные	0,7	0,5	0,1
	Якутск	спортивный зал	Вертикальное, двустороннее						316-45	Пустотелые стеклоблоки. Светорассеивающие	–	Железобетонные фермы и арки		-	нет	0,7	0,5	0,1
	Н.Новгород	торговый зал магазина	Вертикальное, двустороннее						136-225	Стекло витринное толщиной 6—8 мм	Металлические, одинарные	Железобетонные фермы и арки			горизонтальные козырьки с защитным углом не более 30º	0,5	0,3	0,1
	Салехард	предприятие общественного питания, буфет	Вертикальное, одностороннее				2,2		226-315	Стекло витринное толщиной 6—8 мм	Металлические, одинарные	–			шторы	0,5	0,3	0,1
	Элиста	здания управления, фойе	Вертикальное, двустороннее				2,7		316-45	Стекло листовое узорчатое	Металлические, одинарные	Стальные фермы			горизонтальные козырьки с защитным углом не более 30º	0,5	0,3	0,1
	Волгоград	гостиница, бюро обслуживания	Вертикальное, одностороннее			3,5	2,4		136-225	Стеклопакеты	металлические, спаренные	–			нет	0,7	0,5	0,1
	Краснодар	санаторий, спальная комната	Вертикальное, одностороннее			2,5	1,4		226-315	Стекло оконное листовое. одинарное	деревянные, одинарные	–		-	шторы	0,7	0,5	0,1
	Н.Новгород	здание управления, фойе	Вертикальное, двустороннее				1,7		316-45	Стекло оконное листовое. двойное	деревянные, двойные раздельные	Железобетонные фермы и арки		-	убирающиеся жалюзи	0,5	0,3	0,1

Таблица 18

Нормированные значения естественного и искусственного освещения в помещениях общественных, вспомогательных и жилых зданий

Помещения	Плоскость (Г - горизонтальная, В - вертикальная) нормирования освещенности и КЕО; высота плоскости над полом, м	Искусственное освещение	Естественное освещение,
Освещенность рабочих поверхностей, Лк	Цилиндрическая освещенность, Лк	Показатель дискомфорта, не более	Коэффициент Пульсации освещенности, %, не более	При верхнем или верхнем и боковом освещении	При боковом освещении,
В зоне с устойчивым снежным покровом	На остальной территории
Здания управления, конструкторских и проектных организаций, научно-исследовательских учреждений:
	кабинеты и рабочие комнаты,	Г; 0,8		-			-	0,8	1,0
	проектные кабинеты, проектные залы и комнаты, конструкторские, чертежные бюро,	Г; 0,8		-				1,6	2,0
	читальные залы,	Г; 0,8					3,6	0,8	1,0
	конференц-залы, залы заседаний,	Г; 0,8						0,4	0,5
	кулуары (фойе)	Пол				—	—	—	—
Общеобразовательные школы и школы-интернаты, профессионально-технические, средние специальные и высшие учебные заведения:
	классные комнаты, аудитории, учебные кабинеты	В; на середине доски		—	—	—	—	—	—
	лаборатории, лаборантские	Г; 0,8 на рабочих столах и партах		—				1,2	1,5
	кабинеты технического черчения и рисования,	В на доске		—	—	—	—	—	—
Г; 0,8 на рабочих столах		—				1,6	2,0
	Спортивный зал	Пол		—				0,8	1,0
В на уровне 2м от пола с обеих сторон на продольной оси помещения		—	—	—	—	—	—
Бассейн	Г на поверхности воды		—			—	0,8	1,0
Пол				—	—	—	—
В; 1,5		—	—	—	—	—	—
		Г; 0,8		—			—	0,8	1,0
		Пол		-		-		0,8	1,0
Детские дошкольные учреждения:
		Г; 0,5		—			—	1,2	1,5
		Г; 0,5		—			—	1,2	1,5
		Г; 0,5		—			—	1,2	1,5
Санатории, дома отдыха:
	палаты и спальные комнаты	Г; 0,8	75*	—			—	0,4	0,5
Предприятия общественного питания. Магазины:
	обеденные залы, буфеты. торговые, залы некоторых магазинов	Г; 0,8						0,4	0,5
Гостиницы:
	бюро обслуживания,	Г; 0,8		—			—	0,3	0,5
	гостиные,	Г; 0,8		—		—	—	0,2	0,3
	номера	Г; 0,8	100*	—	—	—	—	0,4	0,5
Жилые здания:
	жилые комнаты,	Г; 0,8	100*	—	—	—	—	0,4**	0,5**
	кухни	Г; 0,8		—	—	—	—	0,4**	0,5**

*Нормируется средняя освещенность при совместном действии всех светильников (кроме настольных), установленных в помещении. **Норма КЕО на полу.

Примечания:

1.Для I, II, IV и V поясов светового климата нормированные значения КЕО принимаются по формуле (1).

2. В приложении 1 дана выборка помещений из СНиП 114-79.

Таблица 19

Нормирование значения естественного и искусственного освещения для производственных помещений

Характеристика зрительной работы

Наименьший размер объекта различения, мм

Разряд зрительной работы1

Подразряд зрительной работы

Контраст объекта различения с фоном

Характеристика фона

Освещенность, лк, При искусственном освещении

при естественном освещении

при совмещенном освещении

комбинированном

общем

верхнем или верхнем боковом

боковом

Верхнем или верхнем и боковом

боковом

В зоне с устойчивым снежным покровом

На остальной территории

В зоне с устойчивым снежным покровом

На остальной территории

Наивысшей точности

Менее 0,15

а

малый

темный

10,0

2,8

3,5

6,0

1,7

2,0

б

малый

средний

средний

темный

в

малый

светлый

средний

средний

большой

темный

г

малый

светлый

средний

светлый

большой

средний

¹ Остальные 7 разрядов см. СНиП II-4-79 и СНиП 23-05-95.

Примечания:

В таблице приведены нормированные значения КЕО для зданий, расположенных в III поясе светового климата (см. приложение 3). Для остальных поясов светового климата нормированные значения КЕО принимаются по формуле 1.

1 - границы поясов светового климата; 2 - зоны с устойчивым снежным покровом.

I — m=1,2; II — m=1,1; III — m=1,0: IV—m=0,9; V—m=0,8

Рис. 15. Карта светоклиматического районирования страны

Таблица 20

Значения коэффициента запаса К_З

Помещения	Примеры помещений	Коэффициент запаса КЗ
при естественном освещении и расположении свето-пропускающего материала	при искусственном освещении
1. Производственные помещения с воздушно средой, содержащей в рабочей зоне:	вертикальном	наклонном	горизонтальном	газоразрядными лампами	лампами накаливания
	а) свыше 5 мг/м пыли, дыма, копоти	Агломерационные фабрики, цементные заводы и обрубные отделения литейных цехов	1,5	1,7			1,7
	б) от 1 до 5 мг/м пыли, дыма, копоти	Цехи кузнечные, литейные, мартеновские, сварочные, сборного железобетона	1,4	1,5	1,8	1,8	1,5
	в) менее 1 мг/м пыли, дыма, копоти	Цехи инструментальные сборочные, механические, механосборочные, пошивочные	1,3	1,4	1,5	1,5	1,3
	г) значительные концентрации паров, кислот, щелочей, газов	Цехи химических заводов, гальванопластики и т.п.	1,5	1,7		1,8	1,5
2. Помещения общественных и жилых зданий	Кабинеты и рабочие помещения общественных зданий, жилые комнаты, учебные помещения, лаборатории, читальные залы, залы совещаний, торговые залы и т.д.	1,2	1,4	1,5	1,5	1,5

Таблица 21

Значения световой характеристики η_о окон при боковом освещении

Отношение длины помещения lп к его глубине В, lп/В	Значение ηо при отношении глубины помещения В к его высоте от уровня условной рабочей поверхности до верх окна h1; В/h1
1,0	1,5	2,0	3,0	4,0	5,0	7,5	10,0
4,0 и более	6,5		7,5					12,5
3,0	7,5		8,5	9,6			12,5
2,0	8,5		9,5	10,5	11,5
1,5	9,5	10,5
1,0	11,0						26,5
0,5	18,0							-

Таблица 22

Значения коэффициента К_ЗД в зависимости от отношения расстояния между рассматриваемым и противостоящим зданием Р к высоте расположения карниза противостоящего здания над подоконником рассматриваемого окна Н_ЗД

Р/НЗД	КЗД
0,5	1,7
1,0	1,4
1,5	1,2
2,0	1,1
3,0 и более	1,0

Таблица 23

Значения коэффициентов , и

Светопропускающий материал		Вид переплета		Несущие конструкции перекрытий
Стекло оконное листовое:		Переплеты для окон и фонарей промышленных зданий:		Стальные фермы	0,9
	одинарное	0,9	а) деревянные:		Железобетонные и деревянные фермы и арки	0,8
	двойное	0,8		одинарные	0,75	Балки и рамы сплошные при высоте сечения:
	тройное	0,75		спаренные	0,7		50 см и более	0,8
Стекло витринное толщиной 6—8 мм	0,8		двойные раздельные	0,6		менее 50 см	0,9
Стекло листовое армированное	0,6	б) остальные:
Стекло листовое узорчатое	0,65		одинарные открывающиеся	0,75
Стекло листовое со спе­циальными свойствами:			одинарные глухие	0,9
	солнцезащитное	0,65		двойные открывающиеся	0,6
				двойные глухие	0,8
	контрастное	0,75	Переплеты для окон жилых, общественных и вспомогательных зданий:
Органическое стекло:		а) деревянные:
	прозрачное	0,9		одинарные	0,8
	молочное	0,6		спаренные	0,75
Пустотелые стеклоблоки:			двойные раздельные	0,65
	светопрозрачные	0,5		с тройным остеклением	0,5
	светорассеивающие	0,55	б) металлические:
Стеклопакеты	0,8		одинарные	0,9
				спаренные	0,85
				двойные раздельные	0,8
				с тройным остеклением	0,7

Таблица 24

Значения коэффициента

Солнцезащитные устройства, изделия и материалы
1. Убирающиеся регулируемые жалюзи и шторы (межстекольные, внутренние, наружные)	1,0
2. 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
3. Горизонтальные козырьки с защитным углом:
	не более 30°	0,8
	от 15 до 45° (многоступенчатые)	0,9-0,6

Таблица 25

Значения коэффициента r₁