РАСЧЕТ ЕСТЕСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ. 2.27. Достаточность размеров и расположение световых проемов в помещении, а также соблюдение требований норм естественного освещения помещений определяются
2.27. Достаточность размеров и расположение световых проемов в помещении, а также соблюдение требований норм естественного освещения помещений определяются предварительным и проверочным расчетами. 2.28. Для предварительного расчета площадей световых проемов при верхнем освещении следует применять графики для следующих фонарей: зенитных - рис. 1, с вертикальным двухсторонним остеклением (прямоугольных) - рис. 2, с наклонным двухсторонним остеклением (трапециевидным) - рис. 3, с вертикальным односторонним остеклением (шед) - рис. 4, с наклонным односторонним остеклением (шед) - рис. 5. Площадь световых проемов фонарей А ф, % от площади пола помещения А п определяется по рис. 1-5 в такой последовательности: а) в зависимости от разряда зрительной работы или назначения помещения и пояса светового климата по табл. 1-5 определяется нормированное значение КЕО для рассматриваемого помещения; б) на ординате графика определяют точку, соответствующую нормированному значению КЕО, через найденную точку проводят горизонталь до пересечения с соответствующей кривой (рис. 1), по абсциссе точки пересечения определяют значение А ф/ А п; в) разделив значение А ф/ А п на 100 и умножив на площадь пола, находят площадь световых проемов в м2. 2.29. Для предварительного расчета размеров световых проемов при боковом освещении следует применять графики: для жилых помещений рис. 6, для помещений общественных и производственных зданий - рис. 7 и школьных классов - рис. 8. 2.30. В случаях когда размеры и расположение световых проемов в проекте зданий были выбраны по архитектурно-строительным соображениям, предварительный расчет значений КЕО в помещениях с верхним освещением следует производить по рис. 1-5, с боковым освещением - по рис. 6-8. Значения КЕО определяются по рис. 1-5 в такой последовательности: а) по строительным чертежам находят суммарную площадь световых проемов в свету (фонарей) А ф, освещаемую площадь пола помещений А п и определяют значение А ф/ А п; б) с учетом типа светового проема и количества пролетов в помещении выбирают соответствующие рисунок и прямую на нем; в) по значениям А ф/ А п на выбранной прямой находят точку е ср. Значения КЕО определяются по рис. 6-8 в такой последовательности: а) по строительным чертежам находят суммарную площадь световых проемов (в свету) А о и освещаемую площадь пола помещения А п и определяют значение Ао/ А п; б) определяют глубину помещения d п и высоту верхней грани световых проемов над уровнем условной рабочей поверхности h 01 и по ним значение d п/ h 01; в) с учетом типа помещений выбирают соответствующий рисунок (рис. 6-8); г) по значениям А о/ А п и d п/ h 01 находят точку с соответствующим значением е.
Рис. 1. График для определения среднего значения КЕО в производственных помещениях с зенитными фонарями с глубиной проема до 0,7 м и размерами в плане, м 1 - 2,9´5,9; 2 - 2,7´2,7; 2,9´2,9; 1,5´5,9; 3 - 1,5´1,7 Рис. 2. График для определения среднего значения КЕО в производственных помещениях с прямоугольными фонарями 1 - три пролета и более; 2 - два пролета; 3 - один пролет
Рис. 3. График для определения среднего значения КЕО в производственных помещениях с трапециевидными фонарями 1 - три пролета и более; 2 - два пролета; 3 - один пролет Рис. 4. График для определения среднего значения КЕО в производственных помещениях с фонарями шед, имеющими вертикальное остекление 1 - три пролета и более; 2 - два пролета; 3 - один пролет
Рис. 5. График для определения среднего значения КЕО в производственных помещениях с фонарями шед, имеющими наклонное остекление 1 - три пролета и более; 2 - два пролета; 3 - один пролет Рис. 6. График для определения относительной площади световых проемов (Ао/ А п) при боковом освещении в жилых помещениях
Рис. 7. График для определения КЕО при боковом освещении помещений общественных и производственных зданий Рис. 8. График для определения площади световых проемов (А о/ А п) при боковом освещении в рабочих кабинетах Графики (рис. 1-5) разработаны применительно к наиболее часто встречающимся в практике проектирования габаритным схемам производственных зданий и типовому решению светопрозрачных конструкций: зенитных фонарей (рис. 1) - стеклопакетами в металлических одинарных глухих переплетах; прямоугольных, трапециевидных и фонарей шед (рис. 2-5) - одним слоем оконного стекла в металлических одинарных открывающихся переплетах; окон - двумя слоями листового оконного стекла в спаренных металлических (рис. 7) и деревянных (рис. 6-8) открывающихся переплетах. Таблица 12
Если в проекте здания приняты другие типы заполнений световых проемов то найденные по рис. 1-8 значения относительной площади световых проемов следует делить, а значение КЕО умножать на значение коэффициента K 1 согласно табл. 12. В случаях когда при верхнем освещении длина помещения меньше 72 м или высота свыше 10 м, найденное по рис. 1-5 значение относительной площади световых проемов следует делить, а значение КЕО умножать на значение коэффициента К 2: при устройстве фонарей прямоугольных, трапециевидных и шед согласно табл. 13 и зенитных - согласно табл. 14. 2.31. Проверочный расчет КЕО в помещениях следует производить согласно указаниям СНиП II-4-79 и прил. 1 настоящего Пособия. Таблица 13
Таблица 14
2.32. Проверочный расчет КЕО в точках характерного разреза помещения еj от зенитных фонарей следует выполнять в соответствии с методикой, приведенной в [16], по формуле e '=110 A фto r 2dm/pp h p2 K з; (3) где d - коэффициент, учитывающий возрастание светопередачи светового проема зенитного фонаря за счет распределения яркости облачного неба МКО, определяемый по рис. 9; m - коэффициент, корректирующий погрешность расчета КЕО при замене реального проема точечным источником света, определяемый по рис. 10; е ' - значение КЕО от одного зенитного фонаря под центром светового проема; N ф - количество зенитных фонарей в ряду; d ji - световая компонента ряда зенитных фонарей, определяемая по рис. 11-14 соответственно для точек характерного разреза под световыми проемами и между ними; j и i - соответственно номера расчетной точки характерного разреза и ряда зенитных фонарей.
Рис. 9. График зависимости коэффициента d, учитывающего возрастание светопередачи светового проема зенитного фонаря за счет распределения яркости облачного неба МКО, от индекса светового проема i ф а ф; b ф и h ф - соответственно длина, ширина и высота фонаря Рис. 10. График для определения коэффициента m, учитывающего погрешность расчета КЕО при замене реального проема точечным. источником света в зависимости от hр/ а к 1 - а ф/ b ф=1; 2 - а ф/ b ф=2; 3 - а ф/ b ф=4 Пример расчета. Требуется определить значения и неравномерность распределения КЕО по характерному разрезу четырехпролетного цеха с зенитными фонарями при совмещенном освещении. Работы, выполняемые в цехе, относятся к IV разряду зрительных работ. Нормированный КЕО=2,4%. Исходные данные: ширина пролета b п1=30 м; ширина помещения b п=120 м; длина а п=144 м; высота помещения от условной рабочей поверхности до низа светового проема h р=12 м. Зенитный фонарь принят с размерами светового проема b фХ а ф=2,9´5,9 м, А ф=17,1 м2, высотой светового проема h ф=0,86 м. Остекление - двухслойные стеклопакеты; переплеты - стальные; коэффициенты отражения: граней световых проемов r1=0,7; потолка, ферм r2=0,6; стен и колонн r3=0,4; пола r4=0,15; покрытие и несущие конструкции - из сборных железобетонных элементов; расположение зенитных фонарей: в поперечном направлении с шагом d' ф=15 м, в продольном - с шагом d' ф=12 м.
Рис. 11. Зависимость световой компоненты d ij ряда зенитных фонарей со световыми проемами размерами, м: 2,7´2,7; 2,9´2,9 и 2,9´5,9 в точках характерного разреза по осям зенитных фонарей от d j/ h p 1 - d' ф/ h p=0,5; 2 - d' ф/ h p=1,0; 3 - d' ф/ h p=1,5; 4 - d' ф/ h p=2,0; 5 - d' ф/ h p=2,5; 6 - d' ф/ h p=3,0 Рис. 12. Зависимость световой компоненты d ij ряда зенитных фонарей со световыми проемами размерами, м: 2,7´2,7; 2,9´2,9 и 2,9´5,9 в точках характерного разреза между зенитными фонарями от d j/ h p 1 - d' ф/ h p=0,5; 2 - d' ф/ h p=1,0; 3 - d' ф/ h p=1,5; 4 - d' ф/ h p=2,0; 5 - d' ф/ h p=2,5; 6 - d' ф/ h p=3,0 Расположение зенитных фонарей и расчетные точки характерного разреза приведены на рис. 15. Решение. 1. По формулам СНиП II-4-79 находим общий коэффициент светопропускания зенитного фонаря tо=0,45 и коэффициент запаса К з=1,4. 2. Определяем средневзвешенный коэффициент отражения rср поверхностей помещения (потолка, стен, пола): rср=(0,6·15950+0,4·6336+0,15·17280)/39566=0,37. 3. По rср и h p/ b п1=12/30=0,4 в табл. 33 СНиП II-4-79 находим коэффициент, учитывающий увеличение КЕО за счет света, отраженного от поверхностей помещения, r 2=1,1. 4. По индексу светового проема i ф=2,3 с помощью графика рис. 9 определяем коэффициент, учитывающий возрастание светопередачи светового проема зенитного фонаря за счет распределения яркости облачного неба МКО d=1,06. 5. По соотношению h p/ а к=12/4,14=2,9 (а к - сторона квадрата, равновеликого световому проему) с помощью графика рис. 10 определяем коэффициент m=0,95. 6. По графику рис. 11 в зависимости от отношения d j/ h p и d' ф/ h p= 1 (где d j, расстояние в плане от расчетной точки до оси ряда зенитных фонарей, d' ф - шаг фонарей в ряду) для расчетных точек находим значения световой компоненты d ji от рядов зенитных фонарей. При d j/ h p>3,2 значение d ji принимаем равным нулю. Значения световой компоненты от разных рядов зенитных фонарей для расчетных точек характерного разреза помещения записываем в табл. 15. Таблица 15
Рис. 13. Зависимость световой компоненты d ij ряда зенитных фонарей со световыми проемами размерами, м: 1,5´1,7; 1,5´2,9; 1,5´3,9; 1,5´5,9 в точках характерного разреза по осям зенитных фонарей от d j/ hp 1 - d' ф/ h p=0,5; 2 - d' ф/ h p=1,0; 3 - d' ф/ h p=1,5; 4 - d' ф/ h p=2,0; 5 - d' ф/ h p=2,5; 6 - d' ф/ h p=3,0
Рис. 14. Зависимость световой компоненты d ij ряда зенитных фонарей со световыми проемами размерами, м: 1,5´1,7; 1,5´2,9; 1,5´3,9; 1,5´5,9 в точках характерного разреза между зенитными фонарями от d j/ hp 1 - d' ф/ h p=0,5; 2 - d' ф/ h p=1,0; 3 - d' ф/ h p=1,5; 4 - d' ф/ h p=2,0; 5 - d' ф/ h p=2,5; 6 - d' ф/ h p=3,0
Рис. 15. Расположение зенитных фонарей и расчетных точек в покрытии здания i - номера рядов зенитных фонарей; j - номера расчетных точек характерного разреза 7. По формуле (3) определяем значение КЕО от одного зенитного фонаря е' под центром светового проема е =(110·17,1·0,45·1,1·1,06·0,95)/(3,14·122·1,4)=1,48. 8. По формуле (2) определяем значение КЕО, %, в расчетных точках: е 1=1,48·2,08=3,08; е 2=1,48·1,57=2,32; е 3=1,48·2,04=3,02; е 4=1,48·1,47=2,18; е 5=1,48·1,777=2,61; е 6=1,48·0,79=1,17; e 7 = 1,48·0,32=0,47. На рис. 15 по I-I изображена кривая КЕО, построенная по найденным значениям еj, в расчетных точках. 9. Находим среднее значение КЕО е ср помещения: где N j - количество расчетных точек, в которых определяется КЕО. е cр=2(0,47/2+1,17+2,61+2,18+3,02+2,32+3,08)/13=2,25%<2,4%. 10. Определяем значение неравномерности естественного освещения в точке 7 e cp/ е мин=2,25/0,47=4,8>3. Из-за затемненных зон, образовавшихся в крайних пролетах, среднее значение КЕО по характерному разрезу помещения оказалось несколько ниже нормируемой величины, а значения неравномерности естественного освещения в точке 7 значительно превышают допустимые. Для обеспечения требуемого среднего значения КЕО и равномерности освещения в крайних пролетах помещения необходимо устроить дополнительные ряды зенитных фонарей. 2.33. Расчет значений КЕО в точках характерного разреза помещения при верхнем освещении еj, от шахтных фонарей следует выполнять по формуле где А ф.в - площадь верхнего основания светопроводной шахты фонаря; N ф - количество шахтных фонарей; q (a) - коэффициент, учитывающий неравномерную яркость облачного неба МКО и определяемый по рис. 16; a - угол между прямой, соединяющей расчетную точку с центром нижнего основания светопроводной шахты и нормалью к этому основанию; К с - коэффициент светопередачи светопроводной шахты фонаря, определяемый для фонарей с диффузным отражением стенок шахты по рис. 17, для фонарей с направленным отражением стенок шахты - по рис. 18; eср - среднее значение условного геометрического КЕО. Коэффициенты tо, К э, r 2 определяются согласно СНиП II-4-79.
Рис. 16. График для определения коэффициента q (a) в зависимости от угла a 1 - в зоне с устойчивым снежным покровом; 2 - на остальной территории СССР
Рис. 17. График для определения коэффициента светопередачи К с фонарей с диффузным отражением стенок шахты 1 - rд=0,9; 2 - rд=0,8; 3 - rд=0,7; 4 - rд=0,6; 5 - rд=0,5; i ф - индекс шахтного фонаря
Рис. 18. График для определения коэффициента светопередачи К с фонарей с направленным отражением стенок шахты 1 - rд=0,9; 2 - rд=0,8; 3 - rд=0,7; 4 - rд=0,6; 5 - rд=0,5; i ф - индекс шахтного фонаря Расчет КЕО по формуле (4) следует выполнять в такой последовательности: а) вычисляют значение условного геометрического КЕО в первой точке характерного разреза помещения по формуле б) повторяют вычисления в соответствии с подпунктом «а» для всех точек характерного разреза помещения до Nj включительно (где Nj - количество точек, в которых производится расчет КЕО); в) определяют eср по формуле ecp=(e1+e2+e3+…+e Nj)/ Nj; (6) г) последовательно для всех точек вычисляют прямую, составляющую КЕО sпр, по формуле sпр=e j to/ К з; (7) д) отраженную составляющую КЕО sотр, значение которой одинаково для всех точек, определяют по формуле sотр=eср(r 2-1)to/ К з; (8) е) определяют расчетное значение КЕО в каждой точке характерного разреза еj с учетом отраженного от поверхностей помещения света по формуле ej =sпр+sотр; (9) д) расчет среднего значения КЕО е ср в плоскости характерного разреза помещения с шахтными фонарями выполняют по формуле е ср=(е 1+ е 2+ е 3+…+ еN-j + eNj /2)/(Nj -1). (10)
|
; (2)
,
, (4)
, (5)
