Расчет естественного освещения
Основной задачей светотехнических расчетов является определение необходимой площадисветовых проемов.
При естественном боковом освещении требуемая площадь световых проемов (для обеспечения нормируемого значения КЕО) определяют по формуле:
,
где - нормируемое значение КЕО;
- площадь пола, ;
- световая характеристика окна (принимается ориентировочно от 8 до 15);
КЗ Д – коэффициент, который характеризует затенение окон от противоположных зданий (принимается в пределах от 1,0 до 1,5);
К З – коэффициент запаса (принимается равным 1,5 до 2,0; определяется с учетом запыленности помещения, расположения стекол (горизонтально, вертикально), периодичности очистки);
- общийкоэффициент светопропускания (определяется в зависимости от коэффициента светопропускания стекол, потерь света в переплетах окна, наличия несущих и солнцезащитных конструкций перед окном);
- коэффициент, учитывающий повышение КЕО от отраженного света (принимает значение от 1,5 до 3,0 , большее значение – при боковом одностороннем освещении; определяется с учетом геометрических размеров помещения, светопроема, значений коэффициентов отражения стен, потолка, пола).
Значения коэффициентов определяют по СНиП 23-05-95.
Величину КЕО определяют следующими методами:
- Графо-аналитический метод (метод Данилюка)
Основные расчетные формулы имеют следующий вид.
Как говорили раньше, естественное освещение бывает боковым, верхним и комбинированным, отсюда, и соответствующие формулы расчета КЕО.
При комбинированном освещении:
еК = еб + ев ,
где еб, ев – КЕО при боковом и верхнем освещении.
Световой поток, падающий в расчетную точку производственного помещения, складывается из прямого диффузного света небосвода, видимого через световой проем и света, отраженного от внутренних поверхностей помещения и от противостоящих зданий.
КЕО при боковом освещении рассчитывается по формуле:
,
где - геометрические КЕО в расчетных точках, учитывающие соответственно свет от небосвода и отраженный от противостоящего здания. Их значения определяется графо-аналитическим методом;
R – коэффициент, определяющий относительную яркость противостоящего здания;
- коэффициент, учитывающий повышения КЕО от отраженного света от потолка и стен помещения;
- общий коэффициент светопропускания;
Кз – коэффициент запаса;
q – коэффициент, учитывающий неравномерную яркость облачного неба.
Все коэффициенты определяют по СНиП 23-05-95.
Рассмотрим графо-аналитический метод.
Полусфера небосвода разделяется меридианами и параллелями на 10 тысяч участков равной световой активности.
Если через световой проем виден только один участок небосвода, то
е = 0,0001=0,01%; если – два участка, то – е = 0,02% и т.д.
Чтобы определить геометрический КЕО, следует подсчитать число участков небосвода, которые видимы через световые проемы из данной точки помещения.
Количество участков небосвода, видимых через светопроем определяют при помощи двух графиков:
1 график представляет собой пучок проекций лучей, которые соединяют центр полусферы небосвода с участками равной активности по высоте светового проема;
2 график представляет собой пучок проекций лучей … по ширине светового проема.
>
м |
0,8 м |
Характерный разрез помещения |
м |
м |
График 1 |
График 2 |
Допустим |
Геометрический КЕО определяется по формуле:
%,
где - число лучей по высоте окна;
- число лучей по ширине окна.
- Графические методы.
(это упрощенные методы). Используют для предварительной и ориентировачной оценки КЕО и площади световых проемов.
2.1 Определение КЕО при помощи графика.
dп / ho =1 |
0 10 20 30 40 So/Sп, % |
КЕО,% 1,5 1,0 0,5 |
So – суммарная площадь световых проемов; Sп – площадь пола помещения; dп – глубина помещения ho – высота верхней грани световых проемов над уровнем условной рабочей поверхности. Значение КЕО определяют таким образом: 1) определяют значение So/Sп; 2) определяют значение dп/ho; 3) по значениям So/Sп и dп/ho находят значение КЕО. |
2.2 Определение требуемой площади световых проемов
1,2 1,1 0,9 0,8 КЕО= 0,7 |
2,0 2,5 3,0 3,5 dп / ho |
о/п, % |
Требуемую площадь световых проемов (Ао) определяют следующим образом:
1) определяют dп /ho;
2) для обеспечения нормируемого КЕО определяют о/п ;
3) зная площадь пола (Sп), определяют требуемую площадь световых проемов (So).
Заметим, что графики построены для определенного типа остекления (окна) – двухслойное оконное стекло, спаренные металлические открывающиеся переплеты.
Если используют другие типы остекления (окон), то полученные значения (по графикам) КЕО умножается на коэффициент пересчета (К1). Значения этого коэффициента приведены в СНиП 23-05-95.
§ 22. Шум. Основные характеристики шума.
Шумомявляется всякий нежелательныйдля человека звук. С физической точки зрения шум (звук) – это упругие колебания, которые распространяются волнообразно в твердой, жидкой или газообразной среде. Звуковые волны возникают при нарушении стационарного состояния среды вследствие воздействия на неё какой-либо возмущающей силы.
Беспорядочное сочетание звуков различной частоты и интенсивности (силы) – шум.
Шумотрицательно влияет на организм человека.Источниками производственного шумаявляются машины, оборудование и инструмент.
Шум характеризуется физическими характеристиками и физиологическими характеристиками.
Рассмотрим физические характеристики шума.
Основными (физическими) параметрами шума являются:
1) звуковое давление"р", единицей измерения является – Па (Паскаль) – сила в 1 ньютон/м2;
2) интенсивность звука "I", Вт/м2 (сила звука);
3) частота "f", Гц.
При распространении звуковых колебаний в воздухе периодически появляются области разряжения и повышенного давления. Разность давлений в возмущенной и невозмущенной среде называется звуковым давлением (р).
Интенсивность звука "I", Вт/м2– это средний поток энергии в единицу времени и к единице поверхности:
,
где означает осреднение по времени в органе слуха человека;
р – давление, Па;
ρ - плотность среды, кг/м3 (для воздуха 1,29 кг/м3);
с – скорость звука, м/с.
На слух человека действует ,осреднение происходит за время 30÷100 мс (миллисекунд, 1 мс=10-3 с).
При нормальных атмосферных условиях (Т=293 К=200 Си при Рст=1034 ГПа) скорость звука c в воздухе равна 344 м/с.
Период колебаний Т и частота f связаны соотношением:
(сек) или (Гц)
Органы слуха человека воспринимают звуковые волны с частотой от 16 Гц до 20000 Гц. Колебания с частотой ниже 20 Гц (инфразвук) и выше 20000 Гц (ультразвук) не вызывают слуховых ощущений, не оказывают биологического воздействия на организм.
Восприятие звука зависит не только от частоты, но и от интенсивности звука и звукового давления.
Минимальное звуковое давление Р0 и минимальная интенсивность звука I0, различимые ухом человека, называются пороговым.
Учитывая свойство слуха человека реагировать на относительные изменения силы звука и большой диапазон частот слышимых звуков, были приняты относительные (по отношению к пороговым значениям) уровни шума (уровни интенсивности и звукового давления). Относительные значения выражают в логарифмической форме, в единицах белах (Б) или децибелах (дБ): 10 дБ=1Б.
За единицу измерения уровня звукового давления и уровня интенсивности звука принят децибел.
1) Уровень интенсивности звука ( , дБ) определяется по формуле:
,
где - интенсивность звука в данной точке, Вт/м2;
- интенсивность звука. Вт/м2; Гц.
2) Уровень звукового давления ( , дБ) определяется по формуле:
,
где - звуковое давление в данной точке, Па;
- пороговое звуковое давление. Па; Гц. Оно выбрано таким образом, чтобы при нормальных атмосферных условиях уровни были равны .
При нормальных атмосферных условиях = . Диапазон звуков, воспринимаемых человеком, в дБ: 0÷140 дБ.