Оценка освещенности в относительных величинах - коэффициент естественного освещения КЕО. Выражение КЕО через закон проекции телесного угла. Полный световой поток в помещении.

КЕО

Представляет собой отношение естественной освещенности в данной точке помещения (е) к одновременно замеренной горизонтальной освещенности на открытом месте (Е), выраженной в процентах. Для определения КЕО необходимо измерить освещенность на самом удаленном от окна рабочем месте и снаружи в защищенной от прямых солнечных лучей точке. Измерение производится в одно и то же время, рассчитывается процентное отношение.

КЕО = е / Е . 100%

Коэффициент естественного освещения (КЕО) в жилых помещениях 0,5 0,75 %. Минимальный КЕО в классах, библиотеках, читальных залах, врачебном кабинете, в классах рисования, ручного труда и в лабораториях должен быть не менее 1,25%. В перевязочных, родильных, манипуляционных, зубоврачебных кабинетах – не менее 1,5%, в операционных и чертежных – не менее 2%.

Для определения продолжительности использования естественного освещения в помещениях различного назначения вводится понятие о критической наружной освещенности Екр, то есть такой освещенности, при которой включается искусственное освещение в помещениях. Величина наружной критической освещенности принимается за 5000 лк.

Закон проекции телесного угла показывает, что освещенность ЕМ в какой-либо точке поверхности помещения, создаваемая равномерно светящейся поверхностью неба, прямо пропорциональна яркости неба L и площади проекции на освещаемую поверхность телесного угла, под которым из данной точки виден участок неба (рис. 3.7).

Для пояснения вывода закона проекции телесного угла приняты следующие допущения:

- освещаемая поверхность располагается в помещении горизонтально;

- радиус полусферы R принимается равным единице;

- яркость неба во всех точках одинакова;

- не учитываются влияние отраженного света и остекление светового проема.

Для доказательства закона телесного угла из точки М проведем полусферу с радиусом 1. Яркость полусферы обозначим через . На полусфере выделим весьма малый участок полусферы , который можно принять за точечный источник света.

– участок неба видимый из точки ; – небосвод; – линия горизонта; – зенит; – центр небосвода, совмещенный с исследуемой точкой ; – яркость небосвода, кд/м²; – площадь проекции участка неба, освещающего точку .

Определим освещенность в точке , создаваемую в помещении через окно участком полусферы S , выражая в ней силу света через яркость согласно формуле (3.5):

= . (3.15)

Но = , то есть площади проекции участка неба на освещаемую поверхность. Таким образом, закон проекции телесного угла выражается формулой

= . (3.16)

Освещенной в какой-либо точке помещения равна произведению яркости участка неба, видимого из данной точки через световой проем, на проекцию этого участка неба на освещаемую поверхность.

В случае, когда точка находится не в помещении, а на открытом месте и освещается всей полусферой небосвода с равномерно распределенной яркостью, тогда

= , (3.17)

где - площадь полусферы небосвода на горизонтальную поверхность, но = 1, следовательно,

= (3.18)

Пользуясь формулой (3.14), определим значение коэффициента естественной освещенности в точке М

=

т.е. коэффициент естественной освещенности в какой-либо точке горизонтальной поверхности определяется отношением проекции на освещаемую поверхность видимого из данной точки помещения участка небосвода к величине p (равной 3,4). Это отношение представляет собой геометрическое выражение КЕО. Оно отличается от КЕО тем, что не учитывает влияние остекления и внутренней отделки помещения, а также неравномерной яркости небосвода.

Практическое значение этого закона заключается в том, что на его основе можно определить относительную световую активность различных световых проемов или одного светового проема, но различно расположенного относительно рабочей поверхности (РП)

Световой поток — это физическая величина, численно равная количеству оцениваемой по зрительным ощущениям световой энергии, па­дающей на поверхность за единицу времени.

Световой поток обозначается символом Ф и вычисляется по формуле:

где W — оцениваемая по зрительным ощуще­ниям световая энергия, падающая на опреде­ленную поверхность; t — время падения световой энергии на эту поверхность.

За единицу светового потока принят люмен (лм) (от латин. Iumen — свет). Оказалось, например, что световой поток от звездного неба, падающий на сетчатку глаза, — около 0,000000001 лм, световой поток от полу­денного солнца — 8 лм. Именно поэтому мы не можем смотреть на яркое солнце невооруженным глазом.

Световой поток создается источником света. Физическая величина, ха­рактеризующая свечение источника света в определенном направлении, называется силой света.

Если источник излучает видимый свет равномерно во все стороны, то сила света вычисляется по формуле:

где Ф — полный световой поток, испускаемый источником; к — постоян­ная величина, приблизительно равная 3,14.

За единицу силы света в Международной системе единиц (СИ) приня­та кандела (кд) (от латин. candela — свеча). Кандела — одна из основных единиц СИ.

36.Определение расчетного КЕО в любой точке помещения. Нормативное значение КЕО при боковом, верхнем и комбинированном освещении.

СНиП 23-05–95 «Естественное и искусственное освещение», СП 23-102–2003 «Естественное освещение жилых и общественных зданий» и СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278–03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий»; содержат все необходимые справочные таблицы и нормативные показатели.

Расчетный (действительный) КЕО отличается от геометрического рядом поправок (коэффициентов), учитывающих реальные условия освещения:

где q – коэффициент, учитывающий неравномерную яркость облачного неба (в зенитной части неба яркость больше, чем у горизонта); о t – общий коэффициент светопропускания оконного проема; о r – коэффициент усиления освещенности отраженным светом; з k – коэффициент запаса, учитывающий старение и загрязнение оконных стекол

Для каждой расчетной точки вычислить действительное значения КЕО по формуле, указанной выше.

На разрезе помещения рекомендуется построить кривую распределения коэффициента естественной освещенности по глубине помещения. Для этого из каждой расчетной точки восстановить перпендикуляр к рабочей поверхности или плоскости пола и отложить на нем в некотором масштабе соответствующее значение действительного КЕО, полученные точки соединить плавной кривой. В соответствии с изложенными ранее основными принципами нормирования естественной освещенности нужно выбрать точку, в которой должно быть обеспечено нормируемое значение КЕО для рассматриваемого помещения. Необходимо сравнить расчетное (действительное) значение КЕО в выбран- ной нормируемой точке помещения с нормативным eN и дать заключение о соответствии естественной освещенности помещения требованиям санитарных норм. В случае, если в нормируемой точке помещения расчетное значение КЕО меньше нормативного более чем на 10 % (т. е. нормативные требования по естественной освещенности помещения не выполнены), необходимо использовать совмещенное освещение (естественное и искусственное). На разрезе помещения следует указать зону с достаточным естественным освещением и зону, в которой требуется дополнительное искусственное освещение.