РАСЧЕТ ЕСТЕСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ

 

2.1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К РАСЧЕТУ

 

Для выполнения расчета естественного освещения помещения принимаются следующие исходные данные.

1. Район строительства.
2. Разряд зрительной работы – для производственного здания; назначение помещения – для жилого или общественного здания.
3. Объемно-планировочное решение здания. План и разрез помещения; тип, размеры и расположение светопроемов.
4. Заполнение светопроемов: светопропускающий материал, переплеты.
5. Ориентация по сторонам света.
6. Вид несущей конструкции (при верхнем или комбинированном освещении).

 

2.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОРМАТИВНОГО ЗНАЧЕНИЯ КЕО

 

Нормированное значение КЕО e_н определяют по формуле (2).

При разной ориентации и типе световых проемов коэффициенты светового климата m для одного помещения могут отличаться друг от друга. Следует принять большее значение m.

 

 

2.3. РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ ДЛЯ КЕО

 

Коэффициент естественной освещенности определяется по формулам:

а) при боковом освещении *

 

e_б = ε_б · q · β_a · r₁ · τ₀ / K_з (3)

 

б) при верхнем освещении

 

e_в = [ ε_в + ε_ср(r₂ · K_ф – 1)] · τ₀ / K_з (4)

 

 

в) при комбинированном освещении

 

e_к = e_б + e_в, (5)

 

где ε_б, ε_в – геометрические коэффициенты естественной освещенности при боковом и верхнем освещении соответственно. Определяются с помощью кеометра (рис.1), построение которого основано на графоаналитическом методе А.М.Данилюка.

ε_ср – среднее значение геометрического КЕО при верхнем освещении;

q – коэффициент, учитывающий неравномерную яркость облачного неба;

β_a – коэффициент ориентации световых проемов, учитывающий ресурсы естественного света по кругу горизонта;

r₁, r₂ – коэффициенты, учитывающие повышение КЕО благодаря свету, отраженному от внутренних поверхностей помещения, при боковом и верхнем освещении соответственно.

τ₀ – общий коэффициент светопропускания;

K_з – коэффициент запаса;

K_ф – коэффициент, учитывающий тип фонаря.

 

_____________________________________________________

* Формула приведена для случая, когда отсутствуют противостоящие здания.

 

 

2.4. ВЫБОР РАСЧЕТНЫХ ТОЧЕК

 

Вычерчивается план помещения в одном из масштабов: 1:100, 1:200 и т.д. Выбирается и вычерчивается характерный поперечный разрез помещения (п.1.1). На разрезе отмечают уровень рабочей поверхности, согласно табл.1, 2 или п.1.4. На рабочей поверхности располагают расчетные точки: крайние точки – на расстоянии 1 м от противоположных стен или осей колонн, остальные – распределяют равномерно между крайними. Количество точек должно быть не менее пяти и нечетным.

При двухстороннем боковом или верхнем освещении следует маркировать световые проемы (например, А, В, С…).

 

 

2.5. РАСЧЕТ ЗНАЧЕНИЙ КЕО ПРИ БОКОВОМ ОСВЕЩЕНИИ

 

Значения КЕО при боковом освещении определяются по формуле (3), расчетные коэффициенты сводятся в таблицу 5 (приведен вариант таблицы для случая двухстороннего освещения).

а) Определяется геометрический КЕО по формуле

 

ε_б = 0,01 n₁ · n₂ , (6)

 

где n₁ – количество лучей по шкале IБ кеометра, проходящих от неба через световые проемы в расчетную точку на поперечном разрезе помещения;

n₂ - количество лучей по шкале II кеометра, проходящих от неба через световые проемы в расчетную точку в сечении, проведенном через эту точку и центр окна.

При определении n₁ кеометр накладывается на чертеж поперечного разреза помещения таким образом, что центр кеометра совмещается с расчетной точкой, а основание кеометра – с рабочей поверхностью (рис.2).

При определении n₂ кеометр накладывается на план помещения. Расчетные точки с разреза на план переносят следующим образом: на разрезе измеряют расстояние от точки до центра светопроема (ОС – на рис.2) и откладывают его на плане по линии характерного разреза от центра окна (или простенка). Основание кеометра располагают параллельно плоскости светопроемов, а центр совмещается с расчетной точкой (рис.3).

б) Определяется коэффициент q – по кеометру. Кеометр накладывается на поперечный разрез помещения так же, как при определении количества лучей n₁. Значение q берется по шкале III по линии, соединяющей расчетную точку и центр окна (ОС – на рис.2).

 

Таблица 5

Расчет КЕО при боковом освещении

 

№ точки

Проем

Кол-во лучей

εб

q

βa

r1

τ0

Kз

eб′

eб

n1

n2

А

В

А

В

А

В

А

В

А

В

 

в) Коэффициент β_a принимается равным при ориентации светопроема: Ю – 1,34; ЮВ и ЮЗ – 1,32; В и З – 1,24; СВ и СЗ – 1,09; С – 1,00.

 

г) Коэффициент r₁ определяется по таблице 7. Предварительно для этого:

- вычисляется отношение длины помещения L к его глубине B - ;

- вычисляется отношение глубины помещения B к высоте от уровня рабочей поверхности до верха окна h - ;

- вычисляются и заносятся в таблицу 5 отношения расстояний расчетных точек от внутренней поверхности наружной стены (на разрезе) к глубине помещения B - ;

- средневзвешенный коэффициент отражения ρ_ср принимается равным: 0,5 – для помещений жилых и общественных зданий; 0,4 – для производственных помещений.

 

д) Коэффициент τ₀ определяется по формуле

 

τ₀ = τ₁ · τ₂ · τ₄, (7)

 

где τ₁ – коэффициент светопропускания материала, принимаемый по табл.8;

τ₂ – коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема, определяемый по табл.8;

τ₄ – коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах, определяемый по табл.9; при отсутствии солнцезащитных устройств τ₄ = 1.

 

е) По таблице 10 находится коэффициент K_з.

 

ж) Расчетные значения КЕО e_б^′ вычисляются по формуле 3.

При двухстороннем освещении значения e_б^′ для каждой точки суммируются и определяются окончательные значения КЕО в каждой расчетной точке - e_б.

 

2.6. РАСЧЕТ ЗНАЧЕНИЙ КЕО ПРИ ВЕРХНЕМ ОСВЕЩЕНИИ

 

Значения КЕО при верхнем освещении определяются по формуле (4), расчетные коэффициенты сводятся в таблицу 6 (приведен вариант таблицы для случая двухстороннего остекления).

а) Определяется геометрический КЕО по формуле

 

ε_в = 0,01 n₃ · n₂, (8)

 

где n₃ – количество лучей по шкале IВ кеометра, проходящих от неба через световые проемы фонаря в расчетную точку на поперечном разрезе помещения;

n₂ - количество лучей по шкале II кеометра, проходящих от неба в расчетную точку через световые проемы на плане или продольном разрезе помещения.

Значения n₃ и n₂ при верхнем освещении определяются аналогично значениям n₁ и n₂ при боковом освещении (п.2.5а и рис. 4, 5).

 

б) Определяется ε_ср по формуле

 

ε_ср = , (9)

 

где N – число расчетных точек.

 

в) Коэффициент r₂ определяется по табл.11. Для этого:

- вычисляется отношение высоты помещения,

принимаемой от условной рабочей поверхности до нижней грани остекления, H_ф, к глубине помещения или ширине пролета B;

- средневзвешенный коэффициент отражения ρ_ср принимается равным: 0,5 – для помещений жилых и общественных зданий; 0,4 – для производственных помещений.

 

г) По табл.12 принимается коэффициент K_ф.

 

д) Коэффициент τ₀ определяется по формуле

 

τ₀ = τ₁ · τ₂ · τ₃ · τ₄, (10)

 

где τ₁ – коэффициент светопропускания материала, принимаемый по табл.8;

τ₂ – коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема, определяемый по табл.8;

τ₃ – коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях, определяемый по табл.8;

τ₄ – коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах, определяемый по табл.9; при отсутствии солнцезащитных устройств τ₄ = 1.

 

Таблица 6

Расчет КЕО при верхнем освещении

 

№ точки

Проем

Кол-во лучей

εв

εср

r2

Kф

εср (r2 Kф – 1)

εв + εср (r2 Kф – 1)

τ0

Kз

eв′

eв

n3

n2

C

D

C

D

C

D

C

D

C

D

 

е) По таблице 10 находится коэффициент K_з.

 

ж) Расчетные значения КЕО e_в^′ вычисляются по формуле (4).

При двухстороннем остеклении значения e_в^′ для каждой точки суммируются и определяются окончательные значения КЕО в каждой расчетной точке – e_в.

 

2.7. РАСЧЕТ ЗНАЧЕНИЙ КЕО ПРИ КОМБИНИРОВАННОМ ОСВЕЩЕНИИ

 

По формуле (5) в расчетных точках определяются значения КЕО при комбинированном освещении: e_к(1) , e_к(2) , …, e_к(N).

 

2.8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕГО ЗНАЧЕНИЯ КЕО

 

При верхнем или комбинированном освещении помещения определяется среднее значение КЕО по формуле

 

e_ср = (11)

 

 

2.9. ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

 

На поперечном разрезе помещения строится график естественной освещенности. Для этого найденные в расчетных точках значения КЕО откладываются от этих точек в принятом масштабе в виде вертикальных отрезков вверх от рабочей плоскости. Концы отрезков соединяются кривой. На график наносятся горизонтальные линии, соответствующие значениям e_ни e_ср (при верхнем и комбинированном освещении).

На основании требований (раздел 1) дается оценка естественного освещения исследуемого помещения.

 

 

 

 

Таблица 7

Значения коэффициента r₁

 

Отношение глу- бины помещения B к высоте от уровня усл. раб. поверх-ти до верха окна h	Отношение расстояния расчетной точки от наруж- ной стены к глубине по- мещения B	Средневзвешенный коэф-т отражения ρср
0,5	0,4	0,3
Отношение длины помещения L к его глубине B
0,5	1,0	2,0	0,5	1,0	2,0	0,5	1,0	2,0
1,00	0,10	1,02	1,02	1,02	1,01	1,01	1,01	1,00	1,00	1,00
1,00	0,50	1,47	1,42	1,33	1,28	1,25	1,20	1,09	1,08	1,07
1,00	1,00	2,59	2,43	2,11	1,95	1,86	1,67	1,32	1,29	1,22
3,00	0,10	1,07	1,06	1,05	1,04	1,04	1,03	1,01	1,01	1,01
3,00	0,20	1,23	1,20	1,16	1,14	1,12	1,10	1,05	1,04	1,03
3,00	0,30	1,51	1,46	1,36	1,31	1,28	1,21	1,10	1,09	1,07
3,00	0,40	1,91	1,82	1,64	1,55	1,49	1,38	1,18	1,16	1,13
3,00	0,50	2,40	2,26	1,98	1,84	1,76	1,59	1,28	1,25	1,20
3,00	0,60	2,96	2,76	2,37	2,18	2,06	1,82	1,39	1,35	1,27

 

3,00	0,70	3,58	3,32	2,80	2,55	2,39	2,08	1,52	1,46	1,36
3,00	0,80	4,25	3,92	3,27	2,95	2,75	2,36	1,65	1,58	1,45
3,00	0,90	4,98	4,58	3,78	3,39	3,15	2,67	1,80	1,72	1,56
3,00	1,00	5,76	5,28	4,33	3,86	3,57	3,00	1,95	1,86	1,67
5,00	0,10	1,12	1,11	1,08	1,07	1,06	1,05	1,02	1,02	1,02
5,00	0,20	1,38	1,34	1,27	1,23	1,20	1,16	1,08	1,07	1,05
5,00	0,30	1,85	1,77	1,60	1,51	1,46	1,36	1,17	1,15	1,12
5,00	0,40	2,52	2,37	2,07	1,91	1,82	1,64	1,30	1,27	1,21
5,00	0,50	3,34	3,11	2,64	2,40	2,26	1,98	1,47	1,42	1,33
5,00	0,60	4,27	3,94	3,29	2,96	2,76	2,37	1,65	1,59	1,46
5,00	0,70	5,29	4,86	4,01	3,58	3,32	2,80	1,86	1,77	1,60
5,00	0,80	6,41	5,87	4,79	4,25	3,92	3,27	2,08	1,97	1,76
5,00	0,90	7,63	6,96	5,64	4,98	4,58	3,78	2,33	2,19	1,93
5,00	1,00	8,93	8,14	6,55	5,76	5,28	4,33	2,59	2,43	2,11

 

Примечания: 1. При промежуточных значениях , , и ρ_ср коэффициент r₁ определяется интерполяцией.2. Значения r₁ следует умножать на поправочный коэффициент, равный 0,8, при расчете КЕО на уровне пола.

 

Таблица 8

Значения коэффициентов τ₁ , τ₂ и τ₃

Вид светопропускаю- щего материала	τ1	Вид переплета	τ2	Несущие конструкции покрытий	τ3
Стекло оконное листовое: одинарное двойное тройное Стекло витринное толщиной 6-8 мм Стекло листовое армированное Стекло листовое узорчатое Стекло листовое со спец. свойствами: солнцезащитное контрастное	0,9 0,8 0,75 0,8   0,6   0,65     0.65 0.75	Переплеты для окон и фонарей промышлен- ных зданий: а) деревянные: одинарные спаренные двойные раздельные б) стальные: одинарные двойные открыв. двойные глухие	0,75 0,7 0,6   0,9 0,6 0,8	Стальные фермы Железобетонные и деревянные фермы и арки Балки и рамы сплошные при высоте сечения: 50 см и более менее 50 см	0,9 0,8   0,8 0,9

 

Органическое стекло: прозрачное молочное Пустотелые стеклянные блоки: светорассеивающие светопрозрачные Стеклопакеты	0.9 0.6     0.5 0.55 0.8	Переплеты для окон и фонарей жилых и общественных зданий: а) деревянные: одинарные спаренные двойные раздельные с тройным остеклен. б) металлические: одинарные спаренные двойные раздельные с тройным остеклен. Стекложелезобетон. панели с пустотелыми стекл. блоками	0.8 0.75 0.65 0.5   0.9 0.85 0.8 0.7   0.9

 

Таблица 9

Значения коэффициента τ₄

Солнцезащитные устройства	τ4	Солнцезащитные устройства	τ4
Убирающиеся регулируемые жалюзи и шторы	1,0	Горизонтальные козырьки: С защитным углом не более 30º С защитным углом 15º-45º (многоступенчатые)	0,8 0,9-0,6
Стационар. жалюзи и экраны с защитным углом не более 45º при расположении пластин жалюзи (экранов) под углом 90º к плоскости окна: Горизонтальные Вертикальные	0,65 0,75	Балконы: Глубиной до 1,20м Глубиной 1,20 – 1,50м	0,9 0,85
Лоджии Глубиной до 1,20м Глубиной 1,20 – 1,50м	0,8 0,7

 

 

Таблица 10

Значения коэффициента К_з

Помещения	Коэффициент Кз при расположении светопропускающего материала
Вертикально	Наклонно	Горизонталь-но
Производственные помещения (цехи инструментальные, сборочные, механические, пошивочные)	1,3	1,4	1,5
Помещения жилых и общественных зданий	1,2	1,4	1,5

 

Таблица 11

 

Значения коэффициента r₂

 

Отношение высоты помещения,принимае- мой от усл. рабочей поверх-ти до нижней грани остекления, Hф к ширине пролета B	Значения коэффициента r2
Средневзвешенный коэф-т отражения пола, стен и потолка
ρср = 0,5	ρср = 0,4	ρср = 0,3
Количество пролетов
		и более			и более			и более
	1,7	1,5	1,15	1,6	1,4	1,1	1,4	1,1	1,05
	1,5	1,4	1,15	1,4	1,3	1,1	1,3	1,1	1,05
0,75	1,45	1,35	1,15	1,35	1,25	1,1	1,25	1,1	1,05
0,5	1,4	1,3	1,15	1,3	1,2	1,1	1,2	1,1	1,05
0,25	1,35	1,25	1,15	1,25	1,15	1,1	1,15	1,1	1,05

 

 

Таблица 12

 

Значения коэффициента K_ф

 

Тип фонаря	Значения Kф
Световые проемы в плоскости покрытия, ленточные
Световые проемы в плоскости покрытия, штучные	1,1
Фонари с наклонным двусторонним остеклением	1,15
Фонари с вертикальным двусторонним остеклением	1,2
Фонари с наклонным односторонним остеклением (шеды)	1,3
Фонари с вертикальным односторонним остеклением (шеды)	1,4

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

 

1. СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение. -М.: Минстрой России, 1995.

 

2. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03. Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий.

 

3. МГСН 2.06-99. Естественное, искусственное и совмещенное освещение.