Последовательность расчета бокового освещения.5 Расчет естественного освещения 5.1 Общие исходные данные Прежде, чем приступить к расчету естественного освещения, необходимо подобрать (может дать заказчик) исходные данные: 1. Разряд зрительных работ (подбирается по виду производства). 2. Нормируемое значение КЕО для бокового, верхнего и комбинированного освещения (подбирается по разряду зрительной работы [1, таблица 1]). 3. Группа административных районов по ресурсам светового климата [1, приложение Д]. 4. Откорректировать значение КЕО по зависимости (3) для своей группы административных районов (в дальнейшем именно с этим КЕО необходимо будет работать). 5. Коэффициент запаса [1, таблица 4]. 6. Габариты помещения. Обычно показываются в виде схемы плана и разреза, при необходимости — перспективы (рисунок 2). 7. Средневзвешенный коэффициент отражения стен, пола и потолка (в соответствии с отделкой помещения). 8. Пожелания заказчика. Схема плана Схема разреза 1 — 1 Рисунок 2 — Схема к общим исходным данным 5.2 Расчет бокового освещения Сутью расчета бокового освещения является расчет общей площади Fф боковых светопроемов с заданными, конструктивными и светотехническими параметрами, обеспечивающих нормируемую освещенность в 5.2.1 Исходные данные а) нормируемое значение КЕО, коэффициент запаса, средневзвешенный коэффициент отражения потолка, стен и пола принять из общих исходных данных; б) начертить схему плана и разреза (рисунок 3) расчетного помещения (взять из общих исходных данных) с показом нормативной точки и габаритов помещения; в) подобрать тип окон и рассчитать их общий коэффициент светопропускания t0 t0 = t1 t2, (4) где t1 — коэффициент светопропускания остекления (можно принять t1 = 0,9 — для обычного стекла; 0,8 — для профильного стекла; 0,75 — для стеклоблоков; 0,81 — для однокамерных стеклопакетов; 0,64 — для двухкамерных стеклопакетов); t2 — коэффициент светопропускания переплетов (можно принять t2 = 0,8 — для деревянных переплетов; 0,9 — для металлических и 0,7 — для железобетонных переплетов). Рисунок 3 — Схема к расчету бокового освещения Примечание — для расчета на первой стадии принять окно длиной, равной длине расчетного помещения и высотой h=1/3H. 5.2.2 Расчет КЕО в нормируемой точке КЕО можно определить из зависимости (2), причем ЕТ может быть определено инструментальным путем, т.е. люксметром. На световой поток, попадающий на светочувствительный элемент люксметра, воздействует ряд факторов. Поэтому для расчета КЕО не инструментальным путем, формула (2) приобретает другой вид. В результате многочисленных исследований КЕО при боковом освещении (ерб) предложено [1] рассчитывать из зависимости (5) где eрб — геометрический КЕО; q — коэффициент неравномерной яркости неба, определяемый по формуле (1); ba — коэффициент ориентации световых проемов, учитывающий ресурсы естественного света по кругу горизонта, определяемый по таблице 2; eзд — геометрический КЕО, создаваемый в расчетной точке противостоящим зданием; вф — средняя относительная яркость противостоящего здания; ga — коэффициент ориентации фасада противостоящего здания, учитывающий зависимость его яркости от ориентации по сторонам горизонта; Кзд — коэффициент, учитывающий изменение внутренней отраженной составляющей КЕО в помещении при наличии противостоящих зданий; r0 — коэффициент, учитывающий повышение КЕО благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения и подстилающего слоя при открытом горизонте, определяемый по приложению [1]; t0 — общий коэффициент светопропускания светопроема (см. п. 5.2.1); Кз — коэффициент запаса (см. п. 5.1). Таблица 2 — Значения коэффициента ba в зависимости от ориентации светового проема и плотности застройки (Н/Р) Таблица 2 — Значения коэффициента ba в зависимости от ориентации светового проема и плотности застройки (Н/Р)
В формулу (5) входит ряд параметров, характеризующих влияние на КЕО противостоящих зданий (второе слагаемое в скобках). В расчете не будет учитываться влияние противостоящих зданий, поэтому зависимость (5) примет следующий вид: (6) Рассчитать каждый из множителей зависимости (6). Геометрический коэффициент естественной освещенности можно рассчитать двумя путями (примеры расчета приведены в приложении В). Полученное значение ерб сравниваем с еNб для бокового освещения. В результате можно получить: 1. еN» ерб (точность сравнения составляет до 1/10 еN); 2. еNб > ерб. еNб < ерб. В позиции 1 площадь окна угадали. В позиции 2 площадь окна необходимо корректировать. Это можно осуществить из приближенной зависимости (7) где FФ — фактическая площадь окна; F0 — площадь окна, принятая условно. Отсюда находим: (8) Все дальнейшие расчеты следует осуществлять с окнами в виде сплошной ленты площадью Fо. 5.2.3 Построение графика изменения КЕО Для построения графика необходимо: 1. Начертить схему разреза и плана помещения, как показано на рисунке 4. 2. Окно представить в виде сплошной ленты, но его высоту откорректировать в соответствии с изменением площади FФ. В любом случае высота окна не должна превышать 1/2Н2. 3. Нанести на УРП не менее 5 точек и пронумеровать их (см. рисунок 4). Рисунок 4 — Схема к построению графика изменения КЕО Точка Т, в которой мы уже рассчитывали КЕО, может быть одной из показанных на рисунке 3. 4. Рассчитать КЕО в каждой из расчетных точек по изложенной выше методике и результаты записать в таблицу 3. Таблица 3 — Ведомость расчетных характеристик при боковом освещении
5. Построить график по расчетным значениям ерб. На графике должны быть нанесены оси абсцисс и ординат. Удобно (но не обязательно) ось абсцисс совмещать с УРП, а ось ординат разместить вне здания. На оси абсцисс наносятся расстояния от окон в метрах, а на оси ординат — значения КЕО в процентах. Пример графика приведен на рисунке 5. Рисунок 5 — Пример графика изменения КЕО при боковом освещении
1. Последовательность расчета комбинированного освещения. 17. Последовательность расчета комбинированного освещения. Рекомендуемый алгоритм расчета Расчет общего освещения рекомендуется выполнять в следующей последовательности: 1. Выбрать систему освещения. 2. Обосновать нормированную освещенность на рабочих местах заданного объекта. 3. Выбрать экономичный источник света. 4. Выбрать рациональный тип светильника. 5. Оценить коэффициент запаса освещенности, k, и коэффициент неравномерности освещения, Z. 6. Оценить коэффициенты отражения поверхностей в помещении (потолка, стен, пола), r. 7. Рассчитать индекс помещения i. 8. Найти коэффициент использования светового потока, h. 9. Рассчитать требуемое количество светильников, N, или световой поток лампы, ФЛ, которые необходимы для обеспечения на объекте требуемой освещенности Еmin. 10. Выполнить эскиз расположения светильников на плане помещения с указанием размеров. Принципы выбора основных элементов, необходимых для расчета Выбор системы освещения В настоящей работе рассматривается только рабочее освещение, которое может быть общим и комбинированным. Устройство в производственных помещениях только местного освещения запрещено. Выбор системы освещения зависит, прежде всего, от такого важнейшего фактора, как точность выполняемых зрительных работ (наименьший размер объекта различения), согласно действующим нормам при выполнении работ I - IV разрядов следует применять систему комбинированного освещения. В механических, инструментальных, сборочных и др., как правило, применяют систему комбинированного освещения. В литейных, гальванических и т.п. цехах - систему общего освещения. Выбор системы освещения производится одновременно с выбором нормированной освещенности. Выбор нормированной освещенности Количественные и качественные показатели искусственного освещения определяют согласно действующим нормам [1]. В качестве количественной характеристики освещенности принята наименьшая освещенность рабочей поверхности Еmin, которая зависит от разряда зрительных работ, фона и контраста объекта с фоном и системы освещения.. Разряд зрительных работ определяется минимальным размером объекта различения, т.е. размером предмета, его части или дефекта на нем, которые необходимо обнаружить или различить в процессе производственной деятельности. Качественные показатели освещения (коэффициент пульсации и показатель ослепления) в данной работе не рассматриваются. Можно принять значение Еmin для точных работ III разряда 300-500 лк, для средней точности IV разряд 150 -300 лк, для работ малой точности V разряд 100 -150 лк. Меньшее значение освещенности в каждом разряде для светлого фона и большого контраста, большее для темного фона и малого контраста. В табл. 3 приложения приведены значения Emin для всех разрядов зрительных работ и различных контрастов. Выбор источников света Определяющими параметрами при выборе экономичного источника света являются строительные параметры, архитектурно - планировочное решение, состояние воздушной среды, вопросы дизайна и экономические соображения. Проектируя освещение, конструктор всегда принимает компромиссное решение. Общие рекомендации приведены в литературе [2 ]. Лампы накаливания - малоэкономичны, имеют светоодачу 7 -26 лм/Вт, они имеют искаженный спектр излучения, при работе сильно нагреваются. Но, с другой стороны они имеют низкую стоимость, просты в эксплуатации и могут быть рекомендованы для помещений с временным пребыванием людей, бытовых помещений и др. Основным достоинством люминесцентных ламп их высокая светоодача, до 75 лм/Вт и срок службы до 10000 ч, хорошая цветопередача, низкая температура. Хотя они дорогие, требуют специалистов для их обслуживания, имеют сложную пусковую аппаратуру, иногда шумят, мигают, при их утилизации возникают проблемы. В помещениях высотой до 6 м рекомендуется применять люминесцентные лампы. В производственных помещениях высотой до 7 - 12 м целесообразно применять лампы типа ДРЛ, т.к. они более мощные и имеют большую светоодачу до 90 лм/Вт. Перспективными являются металлогалогеновые ламп Настя набирает сообщение. 2. Расчет геометрического коэффициента естественной освещенности по методу Данилюка.
Геометрический к. е. о. определяется различными методами. Однако наибольшее распространение имеет графический метод, разработанный А. М. Данилюком. Этот метод основан на закономерностях проекции телесного угла и светотехнического подобия. Если расположить на горизонтальной плоскости в центре полусферы точку и эту полусферу принять за небосвод равномерной яркости, а солнечный и отраженный свет не учитывать, то освещенность этой точки можно считать равной 1, или 100%. Для определения освещенности в помещении здание как бы располагается под полусферой. Исследуемая точка совмещается с центром полусферы. Световой проем проектируется на полусферу, а с нее — на горизонтальную плоскость. Тогда, согласно закону телесного угла и светотехнического подобия, отношение площади проекции светового проема к проекции полусферы даст искомое значение геометрического коэффициента естественной освещенности. Полусфера условно разбивается на 10 тыс. площадок (100Х100), каждая из которых, согласно закону телесного угла, создает одинаковую освещенность на горизонтальной плоскости. Световая энергия каждой площадки принимается за световой пучок. Число таких пучков, проникающих к расположенной в помещении точке через светопроемы, является мерилом освещенности. Чтобы получить геометрический коэффициент естественной освещенности в %, эту величину делят на 10 тыс. и умножают на 100. Площадки на полусфере образуются системой 100 меридианов и 100 параллелей, имеющих равновеликие горизонтальные проекции. Точки пересечения полученной таким образом сетки соединяются радиусами с центром полусферы. Разрез сферы по оси У —т. е. вертикальная проекция системы радиусов, дает график 1, а по оси X — Xt т. е. горизонтальная проекция, — график 2. Для подсчета числа световых пучков, достигших исследуемой точки в помещении, график 1 совмещают с разрезом помещения или здания, а график 2 — с планом (при боковом освещении) или с продольным разрезом (при верхнем освещении) и подсчитывают количество лучей, проходящих через светопроемы к исследуемой точке. Графический метод А. М. Данилюка благодаря высокой точности и простоте расчетов получил большое распространение и в настоящее время принят во всех странах, объединяемых Советом Экономической Взаимопомощи, при расчетах естественного освещения. Преимущество метода А. М. Данилюка состоит в том, что масштаб чертежей не имеет значения. Однако необходимо учитывать, что поперечный разрез, план или продольный разрез должны быть в одном масштабе. При разном масштабе (например, масштаб разреза 1:100, а масштаб плана 1:200), используя график 2, необходимо брать номер параллели, вдвое меньший номера полуокружности. Аналогично определяется геометрический к. е. о. на любой наклонной и вертикальной рабочих поверхностях. В этих случаях основание графика / при определении значения Л] следует совмещать на поперечном разрезе со следом условной рабочей поверхности, а полюс графика / — точку О с точкой М, в которой определяется геометрический к. е. о. При наклонных и вертикальных рабочих поверхностях расчет ведут только при помощи графиков 1 и 2. Если светопроемы имеют круглую, полукруглую, овальную либо другую, не прямоугольную форму, при расчете геометрического к. е. о. по графикам А. М. Данилюка их заменяют на проемы прямоугольной формы одинаковой
|
