Закон светотехнического подобия

Освещение в какой либо точке зависит не от абсолютных размеров, а от относительных.

(Освещенность в точке от светящейся поверхности зависит не от абсолютных ее размеров, а от относительных. Или, светящиеся равнояркие поверхности разных размеров могут создать в точке одинаковую освещенность, если площади проекции их телесных углов, описанных из точки по их контуру, будут равны)

Билет8. Коэффициент естественной освещенности (КЕО). Геометрический КЕО. Графики А.М. Данилюка. Определение геометрического КЕО по графикам А.М.Данилюка.

Коэффициент естественной освещенности (КЕО) — относительная характеристика естественной освещённости, выражаемая отношением освещённости, создаваемой светом неба в заданной точке внутри помещения (непосредственно или после отражения), к одновременному значению наружной горизонтальной освещённости под открытым небом

Ем- Освещенность в помещении при естественном освещении.

Ен- Освещенность от открытого небосвода в этот же момент

Геометрический КЕО.- Если точка N располагается на открытой поверхности и освещается всем небосводом, то проекция телесного угла на горизонт. Поверхность πR² при r=1 , проекция равна П, тогда Еn=Bπ, если в точке М в помещении знач. КЕО в точке М

КЕО-геометр. Т.к он определяется размерами светопроема и не зависит от распределения яркости по небосводу.

КОЭФФИЦИЕНТ ЕСТЕСТВЕННОЙ ОСВЕЩЕННОСТИ ГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ — отношение естественной освещенности, создаваемой в рассматриваемой точке внутри помещения светом, прошедшим через световой проем и исходящим непосредственно от равномерно яркого неба, к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности под открытым небосводом; при этом участие прямого солнечного света в создании той или др. освещенности исключается. Выражается в процентах.

график данилюка

Определение геометрического КЕО по графикам А.М.Данилюка

Геометрические коэффициенты естественной освещенности εб и εзд

определяются по графикам А . М . Данилюка .

Первый график позволяет учесть высоту оконного проема и определить

количество лучей n1 , попадающее в помещение от прямого солнечного света .

Для этого условную рабочую поверхность на поперечном разрезе помещения необходимо совместить с нижней гранью 1-го графика . Расчетную точку совместить с нулевой точкой графика . Оконный проем при этом находится

слева или справа от вертикальной оси графика . Количество лучей n1 – количество лучей, прошедшее в помещение по высоте оконного проема (лучом считается расстояние между двумя сплошными линиями, расстояние между штрихпунктирными линиями равно 0,1 луча; удобнее производить подсчет лучей по верхней и боковым граням графика , где хорошо просматриваются все лучи). Если часть окна затеняется рядом стоящим зданием, то, помимо прямого солнечного света, учитывается свет, отраженный от рядом стоящего здания.

Количество лучей n11 определяется аналогичным образом

Второй график А . М . Данилюка позволяет учесть ширину оконного проема. Предварительно, по 1-му графику А . М . Данилюка определяется номер полуокружности с , на которой находится середина оконного проема

Схему плана помещения необходимо наложить на 2-й график А . М . Данилюка таким образом, чтобы окно «смотрело» вверх . Ось графика должна быть совмещена с условной рабочей поверхностью. Грань окна необходимо совместить с горизонталью, номер которой равен номеру полуокружности с на 1-ом графике А . М . Данилюка . Количество лучей n2–количество лучей, прошедшее в помещение по ширине оконного проема. Если часть окна затеняется рядом стоящим зданием, то, помимо прямого солнечного света,

учитывается свет, отраженный от рядом стоящего здания. Количество лучей

n21 определяется аналогичным образом

Непостоянство в помещениях естественного освещения во времени вызвало необходимость ввести отвлеченную единицу измерения естественной освещенности, называемую коэффициентом естественной освещенности.

Коэффициент естественной освещенности представляет собой выраженное в процентах отношение освещенности в данной точке помещения к одновременной освещенности точки, находящейся на горизонтальной плоскости вне помещения и освещенной рассеянным светом всего небосвода

Билет 9.Средняя и относительная яркость небосвода. Яркость небосвода в зените. Расчет КЕО по известному значению геометрич. КЕО. Учет отраженной составляющей КЕО. Учет затемнения окон при расчете КЕО. Учет влияния противостоящего здания. Расчет КЕО по формуле СП.

Средняя яркость небосвода - Это яркость которая будучи равномерной на всем небосводе обеспечивает ту же освещенность на открытой площади, что и реально распределяет яркость Bср= En/ π

Относительная яркость небосвода - Зависит от угловой высоты участка и определяется

Не зависит от азимута, определяется при облачности 10 баллов.

Относительная яркость небосвода в зените

Расчет КЕО по известному значению геометрич. КЕО

-Для точки N на открытых площадках

-Для точки М в помещении

Ѳ-угол под которым видна середина оконного проема

Учет отраженной составляющей КЕО –

Для точки М в помещениях Ем= Е прям + Е отраж, ем=е прям +е отраж

r- коэф учитывающий повышение КЕО, благодаря свету отраженному от внутренней поверхности.

Учет затемнения окон при расчете КЕО

Т1-коэф светопропускания м-па

Т2-коэф учитывающий потери света в переплетах светопроема

Т3 –коеф учитывающий потери света в несущих конструкциях при боковом освещении

Т3=1

Т4-коэф учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах

Кз- коэф запаса Кз=1.2

Учет влияния противостоящего здания

К зд- коэф. Учитывающий изменение внутри отраженной составляющей КЕО в помещении при наличии противостоящих зданий.

Вф –средняя относительная яркость фасада противост. здания.

ε ‘ –геометр. КЕО в распечатной точке при боковом освещении, учитывающей свет, отраженный фасадами зданий противост. застройки.

? Расчет КЕО по формуле СП.

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

Настоящий Свод правил по проектированию естественного освещения жилых и общественных зданий разработан в развитие СНиП 23-05-95* «Естественное и искусственное освещение

Билет 10 Нормирование естественного освещения.

Нормативное значение КЕО

территория Российской Федерации зонирована на пять групп административных районов по ресурсам светового климата. Свой коэф mn

В жилых -0.5/в классах -1.5/в выставочных залах-0.7/в раб.здан,офисах-1/ в читальных залах-1.2/в проект залах-1.5

Уровень расч точки

1)на уровне пола 2)на уровне условной рабоч поверх(0.8 м от уровня пола)

(Нормирование естественного освещения делается при помощи коэффициента естественной освещенности либо сокращенно КЕО: е=(Ев/Ен)100%, (6.1) где е - коэффициент естественной освещенности, %; Ев - освещенность внутри помещения, лк; Ен -одновременная освещенность рассеянным светом снаружи)

Согласно санитарным нормам и правилам, помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь естественную освещенность, кроме тех помещений, где воздействие естественного света противопоказано по технологическим причинам или где пребывание людей кратковременное. Запрещается для отапливаемых зданий предусматривать площадь световых проемов более, чем требуется по нормам, за исключением витрин с экспозиционными площадками. Освещенность земной поверхности при высоком стоянии солнца изменяется от 100000 до 200000 люкс. Естественная освещенность внутри зданий гораздо меньше чем снаружи. Различают следующие виды естественной освещенности:

- боковое – освещение через световые проемы в стенах зданий

- верхнее – освещение через световые проемы в верхнем перекрытии здания

- комбинированное – освещение, которое сочетает верхнее естественное освещение с боковым.

Естественная освещенность колеблется в очень широких пределах и зависит от времени года, времени суток, атмосферных условий, географических координат. Это обстоятельство не позволяет устанавливать норму освещенности в абсолютных величинах. Поэтому для оценки освещенности принята относительная величина, выражающаяся в % и называемая коэффициентом естественно освещенности.

При нормировании нормируется коэффициент естественного освещения в зависимости от вида освещения:

1) При одностороннем, боковом естественно освещении нормируется минимальное значение коэффициента естественного освещения в точке расположенной на расстоянии 1 метр от стены, наиболее удаленной от световых проемов.

2) При двустороннем боковом освещении нормируется минимальное значение коэффициента естественного освещения в средней точке помещения.

3) При верхнем и комбинированном естественном освещении нормируется среднее значение коэффициента естественного освещения в первой и последней точке, не принимаются на расстоянии 1 метр от поверхности стены или перегородки.

Территория России делится на несколько световых поясов. Все пояса светового климата характеризуются:

1) Коэффициентом светового климата, учитывающим особенности светового климата.

2) Коэффициентом солнечности климата, учитывающим заполненный световой поток, проникающий через световые проемы в течение года.

Нормирование значений коэффициента естественного освещения для зданий располагаемых в конкретном световом поясе может быть определена по формуле:

, где

е_Н – значение коэффициента естественного освещения, который находится по таблице.

m – коэффициент светового климата

с – коэффициент солнечности

11. Расчёт КЕО методом световых потоков. Предварительное определение светопроёмов. КЕО- коэф естественной освещённости. Предварительно определение площади световых ( потоков) проемов при боковом освещении. - небо облачное и равномерно яркое - не учит особенности отражения света от поверхности земли и др зданий - не учит затемнение от др зданий - не рассматр светоклиматические особенности местности Освещённость - световой поток, проникающий через окно: -коэф светопропускания окна - световой поток, падающий на пол: По закону сохранения энергии : ; ; Где -нормативное значение - коэф учитыв отраженную сост КЕО Сейчас их рассматривают по графикам отношений Аокн и А пол Если виды окон другие, то нужно делить на коэф К1 (из нормативов) - коэф, учит повышение КЕО благодаря отраженному свету ; - глубина помещения -длина помещения -расст от внутр поверхности стены до расчётной точки -средневзвешенный коэф отраж внутр поверхности помещения Световая характеристика окон Последовательность предвар определения : Определяется нормируемое КЕО для помещения Определяется глубина помещения и по ним значением На графике сначала берут отношение , ведут до пересечения с нормированным КЕО и опред. значение . Коррекция на Разделив найденное значение на 100 и умножив на площадь пола

12. Инсоляция. Положительное и отрицательное действие инсоляции. Нормирование продолжительности инсоляции. Инсоляция – совокупность светового, ультрафиолетового и теплового действия солнца. ''+ ''- гигиеническая( убивает микробы) психолог( повышение настроения) тепловое ( в отопит период снижает нагрузку на отопит систему) ''-'' - перегрев помещений - нагрузка на сист кондиционирования - ослепляющее действие - воздействие УФ излуч( УФ А- витамин D, УФ В- загар) Инсоляция нормируется: - жилые здания - детсад, дошкол учреждения – учебн - лечебно- и санаторно- оздоровительные - учр соц обеспечения Расделится на 3 заип : - северн 22.04-08 - центр 22.03-22.09 - южная 27.02-27.10 Расч день- день начала или окончания периода Нормируема продолжительность непрерывн инсоляции: - сев- не менее 2.5ч - центр- не менее 2ч - юж- не менее 1.5ч Требование к инсоляции жилых зданий: нормируемая продолжительность должна быть обеспечена: - не менее чем в одной комн 1-3 комн квартире - не менее чем в двух комн 4-х и более комнатн. квартир. Допустим изменение продолжит инсоляции. При прерывности инсоляции суммарная её продолжит увеличив на 0.5ч. Продолжит инсоляции снижается на 0.5ч дня северной и центр зоны если инсолируется: - в 2-3 комн не менее 2 комн, - в 4 и более не менее 3 комнат. Требование к инсоляции зданий общижитий. Нормир продолжит инсоляции должна не менее 60% Требования к инсоляции общ. зданий: - здания ДДУ-(групповые, игровые, изоляторы, палаты); - здания школ( классы, кабинеты); -здания ЛПУ ( не менее 60% палат);- зданий учрежд соц обеспеч( палаты, изоляторы). Допуск. отсутствии инсоляции в учебн. кабин: - информатики, -физики, -химии - рисования и черчения Требования к инсоляции территорий не менее 3ч на 50% территории площадок:

14. Основные показатели источников искусственного освещения. Основ светотехнич характеристики приборов - кривые силы света( КСС) - соотношение патоков излуч в ниж и верх полусферы - коэф полезного действия КСС( кривая силы света)- графич изображение распредел света в пространстве, предст в виде графика I( a/b), a и b- углы распростр светового потока в продольной и поперечной плоскостях.Чем больше она напоминает овал вдоль верт оси, тем уже кривая, тем освещенней центр овала Светов. приборы деляться на классы: в зависимости от того, какую долю всего потока светильника составл. световой поток ниж. полусферы. прям света рассеян света отражённого света В зависимости от доли дел на 5 кл: - прямого свет потока> 80% - преимущ прямого 60-80% - рассеянного 40-60% - преимущ отраж - отраженной Световая отдача- гл. характер. энергоэкономичности лампы. Отношен светового потока к её мощности Отнош излучаемого светового потока к потребляемой мощности. Визуальная сигнализация - выс устойчив к механич воздействиям и их работоспос в интервале от -55 до 100 С Расчёт кол-ва лампы по светов потоку. Треб суммар поток - треб освещен - площадь помещения -коэф запаса - коэф использ осветит установки Треб. кол-во светильников -светов поток одной лампы, лм - число ламп в одном светильнике Ступени освещён.-нормиров значение освещенности. Оптимальная освещ - коэф отраж фона, - размер углов объекта в минутах

15. Пламенные источники света. Их достоинства и недостатки.

- лучина – факел – свечи - светильник с ламповым стеклом - керосиновые лампы

Лучина — это тонкая длинная щепка сухого дерева. Для получения лучин полено щепили, т.е. разделяли на щепы. Чтобы получить больше света одновременно жгли несколько лучин. Их закрепляли в светец. Это специальное металлическое приспособление, вбивавшееся нижним заострённым концом в чурбак или иную подставку. Под лучины ставили сосуд с водой. Вода отражала и множила свет, а также предохраняла от пожара, который могли вызвать падающие угольки.

Факел (нем. Fackel, лат. facula) — вид светильника, способный обеспечить продолжительный интенсивный свет на открытом воздухе при всякой погоде. Простейшая форма факела — пучок бересты или лучин из смолистых пород деревьев, связка соломы и т. п. Дальнейшим усовершенствованием является применение различных сортов смолы, воска и т. п. горючих веществ. Иногда эти вещества служат простой обмазкой для факельного остова (роль которого играет дерево, пучок пакли и т. п.). В виде факела сжигают также отходы химических производств.

Факел был хорош когда надо было освещать довольно большое поиещение, но не годился для освещения жилого помещения: он сильно коптил, сравнительно быстро прогорал и также требовал много горючего материала.

Свеча́ — приспособление для освещения, имеющее чаще всего вид цилиндра из твердого горючего материала, который в растопленном виде подводится к пламени с помощью фитиля. Горючим материалом может служить: сало, стеарин, воск, парафин и спермацет; в настоящее время это чаще всего смесь парафина с различными добавками. Фитиль пропитывают растворами селитры, хлористого аммония, борной кислоты.Существуют также декоративные свечи различной формы и окраски.

Свечи применяются как источник освещения начиная с III тысячелетия до н. э. До появления и распространения электричества наряду с лампадами это был основной источник освещения. Свечи используются в этом качестве и на начало XXI века при осутствии электричества.Поскольку электрические источники освещения вытесняют все прочие, то на первый план выходят другие способы применения свечей. Свечи широко используются в декоративных целях, как украшения. Также часто их используют для создания романтической атмосферы.Ароматизированные свечи и свечи из пчелиного воска (источающие природный аромат) используются и для наполения помещения запахом.

И лучина, и свечи и светильники горели неярко и относительно недолго и не могли заменить факел. На смену факелу в сер 19в пришёл газовый рожок, в кот сжигался светильный газ.( стала возможной организация качественного уличного освещения)

Кероси́новая ла́мпа — светильник на основе сгорания керосина — продукта перегонки нефти. Принцип действия лампы примерно такой же, что и у масляной лампы: в ёмкость заливается керосин, опускается фитиль. Другой конец фитиля зажат поднимающим механизмом в горелке, сконструированной таким образом, чтобы воздух подтекал снизу. В отличие от масляной лампы, у керосиновой фитиль плетёный. Сверху горелки устанавливается ламповое стекло — для обеспечения тяги, а так же для защиты пламени от ветра.После широкого внедрения электрического освещения по плану ГОЭЛРО керосиновые лампы используются в основном в российской глубинке, где часто отключают электричество, а также дачниками и туристами.Первая керосиновая лампа была описана Ар-Рази в Багдаде IX века. Современная керосиновая лампа была изобретена аптекарями Игнатием Лукасевичем и Яном Зехом в 1853 году во Львове.

''- '' Однако еще долго у нее оставалось слабое место, которое пытались устранить на протяжении многих лет и от которого зависела эффективность освещения, - механизм регулировки поднятия и опускания фитиля. Также в течение долгого времени совершенствовались материал, из которого изготавливался фитиль, и его форма.

Недостатками керосиновых ламп явл сильный и проникающий повсюду запах, издаваемый керосином, а также его высокая пожароопасность

13. Солнцезащита. Функции солнцезащиты. Расчёт солнцезащитных устройств Солнцезащита должна противодей­ствовать слепящему воздействию солнечных лучей и уменьшать теп­ловое излучение. Если в южных широтах небольшой по размеру оконный проем пропус­кает достаточно света в помещение, то в странах, расположенных в средних широтах, желательно боль­шое окно, пропускающее много рас­сеянного света. Южные окна на 50° северной ши­роты летом при угле стояния солн­ца в 30° имеют полноценную солн-цезащиту. При необходимо­сти можно установить жалюзи из плоских реек (алюминий, дерево, пластмасса), расстояние (может ме­няться) между которыми чуть мень­ше чем их ширина; маркизы и мар-кизолетты. Угол стояния солнца о1 и угол тени а ниже 50° градусов север­ной ширины (Франкфурт-Швай-нефурт)рис[5], [6]. 21 июня (день летнего солнцестоя­ния) в полдень о1 = 63°, о = 27°; 1 мая и 31 июля в полдень о1 = 50°, а = 40° ; 21 марта и 21 сентября (дни весеннего и осеннего равно­денствия) в полдень а1 = 40°, о = = 50°. Размер выноса А = tg a x H (высота окна); минимальный размер А = = tg а х Н - D (толщина стены). Солнцезащитные устройства — средства защиты от избыточного количества солнечных лучей (неблагоприятной инсоляции); ими служат специальные архитектурно-конструктивные устройства в виде решётчатых экранов на балконах и лоджиях, подъёмных и раздвижных жалюзи, козырьков над окнами, специальных солнцезащитных стёкол и др. Солнцезащитные средства, солнцезащита, совокупность архитектурно-планировочных, конструктивных и технических средств и мероприятий, используемых для защиты от неблагоприятного действия инсоляции и создания комфортных условий световой и тепловой среды (микроклимата) в зданиях (сооружениях) и на открытых территориях населённых мест. К архитектурно-планировочным С. с. относятся: рациональная ориентация зданий (а также оконных проёмов и фонарей) и уличной сети относительно сторон горизонта, устройство галерей и глубоких лоджий, озеленение и обводнение территорий с наиболее продолжительной и интенсивной инсоляцией, озеленение фасадов зданий, светлая окраска наружных ограждающих конструкций зданий и окраска внутренних поверхностей помещений в «холодные» тона (в южных районах), покрытие дорог и тротуаров нетеплоёмкими материалами и др. Конструктивные С. с.: солнцезащитные устройства — стационарные (рис. 1) и регулируемые (рис. 2); использование в качестве материалов для заполнения световых проёмов зданий теплоотражающих, теплопоглощающих и светорассеивающих стекол и пластмасс; применение в конструкциях наружных стен теплоизоляционных материалов (например, минеральной ваты, стекловолокна и др.) и воздушных прослоек; устройство защитного (водоизолирующего) слоя на плоских покрытиях и др. К техническим С. с. относятся кондиционирование воздуха, радиационное охлаждение и т.п. Основные требования, предъявляемые к С. с.: защита от перегрева в жаркое время года и суток и от слепящего действия солнечного света в течение всего года; обеспечение необходимого (нормируемого) уровня освещения и инсоляции помещении; возможность их сквозного проветривания через световые проёмы, а также видимость внешнего пространства из помещений; экономическая целесообразность. Наилучший солнцезащитный эффект достигается при ограничении инсоляции помещений через световые проёмы комплексным применением наружных регулируемых жалюзи и теплоотражающего стекла в наружном переплёте окна. Выбор рациональных видов С. с. производится на основе соответствующих измерений и расчётов.