Пример расчёта естественного освещения помещений

Район строительства: Самарская область.

Наименование помещения: конструкторская.

Высота помещения: hп=3,0м.

Длина помещения: ап=7,5м.

Глубина помещения: dп =4,5м.

Коэффициент отражения внутренних поверхностей помещения:

ρп=0,2; ρст=0,40; ρпот=0,6.

Естественное боковое одностороннее освещение.

Необходимо определить расчетное значение и распределение КЕО по характерному разрезу помещения и необходимые размеры оконных проёмов.

Решение

Конструкторская относится к помещениям административных зданий (таблица 2, п.2) [9]. Разряд зрительной работы А-1 по [11]. Нормированное значение коэффициента естественного освещения обеспечивается в расчетной точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов. Рабочая поверхность расположена на расстоянии 0,8 м от пола (таблица 2, п.2 ТСН 23-351-2004 Самарской области). Для упрощения расчетов противостоящие здания отсутствуют.

Нормированное значение КЕО, eн, для зданий, расположенных в Самарской области (приложение Д СНиП 23-05-95), определяется по формуле

eN= eн·mN,

где N – номер группы обеспеченности естественным светом (таблица 4 и приложение Д) [9] N=2;

eн – значение КЕО по таблице 1 [9] eн =1,5 %;

mN – коэффициент светового климата по таблице 4 [9] mN =0,9.

Таким образом,

eN= eн·mN=1,5 × 0,9=1,35 %.

Суть расчета сводится к тому, чтобы подобрать размеры световых проемов при заданных исходных данных, обеспечивающих нормированное значение КЕО в помещении конструкторской.

Расчетное значение КЕО при проектировании естественного бокового освещения помещения выражается в процентах и определяется согласно приложению Г [11]:

ерб = Пример расчёта естественного освещения помещений - student2.ru , (3.11)

где ерб – расчетное значение К.Е.О. при боковом освещении;

L – количество участков небосвода, видимых через световой проем из расчетной точки;

εбi – геометрический КЕО в расчетной точке при боковом освещении, учитывающий прямой свет от i-того участка неба, определяемый по формуле (Г.9) [11];

qi – коэффициент, учитывающий неравномерную яркость i-того участка облачного неба МКО, определяемый по таблице Г.1 [11];

M – количество участков фасадов зданий противостоящей застройки, видимых через световой проем из расчетной точки;

εздj – геометрический КЕО в расчетной точке при боковом освещении, учитывающий свет, отраженный от j-того участка фасадов зданий противостоящей застройки, определяемый по формуле (Г.10) [11];

bфj – средняя относительная яркость j-того участка противостоящего (экранирующего) здания, расположенного параллельно исследуемому зданию (помещению), определяется по таблице Г.2 [11];

kздj – коэффициент, учитывающий изменение внутренней отраженной составляющей КЕО в помещении при наличии противостоящих зданий, определяется по формуле (Г.5) [11];

r0 – коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от поверхности помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию, принимаемый по таблицам Г.4 и Г.5 [11];

kз – коэффициент запаса, принимаемый по таблице 3 [9];

τ0 – общий коэффициент светопропускания, определяемый по формуле

τ0 = τ1·τ2·τ3·τ4·τ5, (3.12)

где τ1– коэффициент светопропускания материала, определяется по таблице Г.7 [11];

τ2– коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема, определяется по таблице Г.7 [11];

τ3– коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях, определяется по таблице Г.8 [11] (при боковом освещении τ3=1);

τ4– коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах, определяется по таблице Г.8 [11];

τ5– коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитной сетке, устанавливаемой под фонарями, принимаемый равным 0,9, если они предусмотрены.

В данном случае при расчете общего коэффициента светопропускания формула (3.12) примет вид

τ0 = τ1·τ2. (3.13)

Оконные блоки устанавливаются в вертикальные стены. Принимаем их в раздельных деревянных переплетах с двойным слоем остекления, а несущие конструкции, солнцезащитные устройства и защитные сетки отсутствуют, поэтому τ3=1;τ4=1;τ5=1.

В связи с этим формула расчета коэффициента естественной освещености для помещения конструкторской при отсутствии противостоящих зданий примет вид

ерб = Пример расчёта естественного освещения помещений - student2.ru . (3.14)

Схема для определения КЕО в помещении представлена на рисунке 3.4. В выбранном масштабе вычерчивается план и поперечный разрез помещения с условной рабочей плоскостью (УРП), с указанием расчетных точек, причем нормированное значение КЕО должно соответствовать расчетному в точке, удаленной от стены, противоположной световым проемам на характерном разрезе помещения на расстоянии 1 м (точка М).

При проектировании естественного бокового освещения следует применять типовые конструкции окон, разработанные на основе единой для всего строительства номенклатуры из дерева, стали и алюминиевых сплавов согласно ГОСТ 11214-78.

Для данного случая принимаем три окна шириной 1,8 м, высотой окна 1,8 м. Причем на расчетной схеме они расположены симметрично относительно характерного разреза помещения I-I. Ширину простенков принимают равными, для удобства расчета.

Геометрический КОЕ, учитывающий прямой свет неба от равнояркого небосвода в какой-либо точке помещения при боковом освещении определяется по формуле (Г.9) [11]:

eб = 0,01 ∙ (n1 ∙ n2), (3.15)

где n1 – количество лучей по графику I А.М. Данилюка (приложение Ж), проходящих от неба через световые проёмы в расчётную точку на поперечном разрезе помещения;

n2 – количество лучей по графику II, проходящих от неба через световые проёмы в расчётную точку на плане помещения (продолжение приложения Ж).

Подсчёт количества лучей по графикам I и II производится в следующем порядке:

а) основание графика I совмещается со следом рабочей поверхности на поперечном разрезе, а полюс графика О – с расчётной точкой М (рисунок 3.3);

б) подсчитывается количество лучей n1, проходящих через световые проёмы (n1=6,0 на рисунке 3.3);

в) отмечается номер полуокружности N (N=17,5 рисунок 3.3) на графике I, которая проходит через точку С – середину светового проёма;

г) график II накладывается на план помещения так, чтобы его вертикальная ось и горизонталь с N=17,5 по графику I проходили через точку С;

д) сумма лучей по графику II, проходящих через окна на плане помещения, определяется как n21+n22+n23 = 15+32+15 = 62.

Подставляя полученные значения n1 и n2 в формулу (3.15), получим

εб= 0,01· 6,0∙62∙= 3,72.

Коэффициент q, учитывающий неравномерную яркость облачного неба МКО (Международный комитет по освещенности), определяют по таблице Г.1 [11]. q=0,67 (методом интерполяции).

Общий коэффициент светопропускания оконных блоков подсчитывается по формуле (Г.6) [11]:

τ0 = τ1 ∙ τ2 = 0,8∙0,6 = 0,48,

где τ1 и τ2 принимаются из таблицы Г.7 [11]:

τ1 =0,8 – стекло оконное листовое двойное;

τ2 = 0,6 – переплеты двойные раздельные.

Расчет r0 производят по таблице Г.4 [11].

Коэффициент r0 учитывается в увязке с геометрическими размерами помещения и представляет собой отраженную составляющую КЕО внутри помещения.

Принимаем для расчета коэффициенты отражения пола, стен и потолка соответственно: ρп=0,2; ρст=0,4; ρпот=0,6.

Тогда средневзвешенный коэффициент отражения рассчитывается по формуле

Пример расчёта естественного освещения помещений - student2.ru , (3.16)

где ρп, ρст, ρпот – коэффициенты отражения пола, стен и потолка;

Ап, Аст, Апот – площади пола, стен и потолка.

Пример расчёта естественного освещения помещений - student2.ru .

Отношение глубины помещения dп к высоте от уровня условной рабочей поверхности до верха окна, hо1 равно

Пример расчёта естественного освещения помещений - student2.ru .

Отношение расстояния расчетной точки от внутренней поверхности наружной стены ℓт к глубине помещения dп равно

Пример расчёта естественного освещения помещений - student2.ru .

Согласно таблице Г.4 [11], значение r0 на условной рабочей поверхности определяется интерполяцией и равно r0=1,6, при отношении длины помещения ап к его глубине dп

Пример расчёта естественного освещения помещений - student2.ru .

Коэффициент запаса kз (таблица 3) [9] принимается равным kз=1,2 (при одной чистке окон в год).

Таким образом можно определить расчетное значение КЕО в точке М на характерном разрезе помещения, представленном в масштабе М 1:50 (рисунок 3.3):

ерб = Пример расчёта естественного освещения помещений - student2.ru .

Расчетное значение КЕО округляют с точностью до десятых долей. Таким образом, принимается ерб =1,6 %.

Аналогичным способом был определен КЕО в расчетных точках 1, 2, 3 на характерном разрезе помещения, а результаты расчетов представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Таблица расчёта КЕО для административного помещения

Номер точки n1 N n2 εб q τ0 r0 k3 ебр
М 17,5 3,72 0,67 0,48 1,6 1,2 1,6
5,94 0,71 0,48 1,5 1,2 2,5
9,5 10,5 0,85 0,48 1,4 1,2 5,0
6,5 24,1 0,99 0,48 1,2 1,2 11,5

Из всего вышеизложенного можно сделать вывод о том, что при заданных геометрических параметрах помещения и выбранных оконных блоках (таблица 3.2) будет обеспечено нормированное значение кео ен =1,35 %.

Таблица 3.2 - Конструктивные размеры оконных проёмов в стенах

административных зданий для установки деревянных оконных блоков

ГОСТ на типовую серию окон Конструктивные размеры окна, м: h0 (высота) / b0 (ширина)
ГОСТ 11214-78 1,2/1,2; 1,35/1,5; 1,8; 2,1; 2,4; 2,7 1,8/0,9; 1,2; 1,35; 1,5; 1,8; 2,1; 2,4; 2,7 2,1/0,9; 1,2; 1,35; 1,5; 1,8; 2,1; 2,4; 2,7

Исходные данные для расчета естественного освещения помещений административных зданий представлены в таблице 3.3.

Наши рекомендации