Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

0727_Shihov_FizikaSredy_UchebPos_2021

.pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
01.01.2024
Размер:
11.38 Mб
Скачать

2)выбирается соответствующий график, приведенный на рис. 3.8, 3.9

или 3.10;

3)на ординате графика определяется точка, соответствующая нормированному значению КЕО, через которую проводится горизонталь до пересечения с соответствующей прямой графика проектируемого фонаря;

4)по абсциссе точки пересечения определяется процентное отноше-

ние площади фонарного остекления (

Асф

к площади пола (Ап);

5) определяется площадь световых проемов (м2) путем деления полу-

ченного значения ( Асф

/ Ап) на 100 и умножения на площадь пола (Ап).

 

 

 

 

 

Таблица 3.4

Типы фонарей для освещения общественных зданий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Характеристика фонаря

 

 

 

Вид отра-

 

 

 

 

 

 

жения опор-

Форма опор-

 

Размеры

Тип здания

 

Тип фо-

ного ста-

ного стакана и

 

входного

 

 

наря

кана и све-

светопроводной

 

отверстия в

 

 

 

топровод-

шахты

 

плане, м

 

 

 

ной шахты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Инженерно-админи-

 

 

 

прямоугольный

 

 

стративное без под-

 

зенитный

диффузное

параллелепипед

 

1,5х,7;

весных потолков

 

 

 

 

2,7х2,7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

То же, с подвесным

 

 

 

 

 

 

светопрозрачным по-

 

зенитный

направлен-

то же

 

то же

толком

 

 

ное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

То же, с подвесным

 

 

 

усеченная

 

 

непрозрачным по-

 

шахтный

диффузное

пирамида

 

то же

толком

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Общественное с тех-

 

 

 

прямоугольный

 

 

ническим этажом

 

шахтный

 

параллелепи-

 

1,5х,7;

 

 

 

направлен-

пед,

 

2,7х2,7

 

 

 

ное

цилиндр

 

диаметр

 

 

 

 

 

 

1,2; 1,5

 

 

 

 

 

 

 

Общественное с

 

 

 

усеченная

 

 

подвесным свето-

 

зенитный

направлен-

пирамида,

 

 

прозрачным потол-

 

 

усеченный

 

то же

 

 

ное

 

ком

 

 

конус

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

То же, с подвесным

 

 

 

Усеченная

 

 

непрозрачным по-

 

шахтный

 

пирамида,

 

 

толком

 

 

диффузное

усеченный

 

то же

 

 

 

 

конус

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Суммарная площадь фонарей не должна превышать 20% освещаемой

площади пола помещения, над которым устанавливаются фонари.

101

Рис. 3.8. Графики для определения среднего значения КЕО eср зенитных и шахтных фонарей с размерами в плане, м: 1-2,9х5,9; 2-2,7х2,7; 2,9х2,9; 1,5х5,9; 3-1,5х1,7: а)- в помещениях с зенитными фонарями с глубиной проема 0,7 м; б)- в общественных помещениях с шахтными фонарями с глубиной светопроводной шахты 3,5 м; в) – то же, с шахтными фонарями диффузного света с глубиной светопроводной шахты 3,5 м

Рис. 3.9. Графики для определения среднего значения КЕО eср шахтных фонарей диффузного света с глубиной светопроводной

шахты 3,5 м

Фонари рекомендуется размещать между фермами или балками покрытия на площади, свободной от инженерных коммуникаций и оборудования. В целях обеспечения равномерности освещения размеры выходных отверстий фонарей должно быть не более 0,25-0,50 высоты помещения, а расстояние между крайним рядом фонарей и стеной не должно превышать половины расстояния между средними рядами фонарей.

102

Рис. 3.10. График для определения среднего значения КЕО eср

вобщественных помещениях с фонарями:

1- трапециевидный фонарь; 2 - шед, имеющий наклонное остекление; 3 - прямоугольный фонарь; 4 - шед, имеющий вертикальное остекление

При расположении зданий в III и IV климатических районах Российской Федерации в зенитных и шахтных фонарях необходимо применять солнцезащитные устройства.

3.8.2. Расчет площади световых проемов производственных зданий при боковом или верхнем естественном освещении помещений

Предварительная площадь световых проемов при боковом освещении

помещений

S

 

, м2, производственных зданий определяется по формуле

0

(3.17):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

K e р

 

 

 

 

 

S

 

=

п

з N

0

ф

,

(3.17)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

100

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 1

 

 

 

где Sп - площадь пола помещения, м2;

K з - расчетный коэффициент, учитывающий снижение КЕО и освещенности в процессе эксплуатации вследствие загрязнения и старения светопрозрачных заполнений в световых проемах, источников света (ламп и светильников), а также снижение отражающих свойств поверхностей помещения, принимаемый по табл.3 свода правил СП 52. 13330.2016;

eN - нормированное значение КЕО при боковом естественном освещении, %;

0 - световая характеристика окон при боковом освещении;

103

 

рф - средневзвешенный коэффициент отражения фасада при наличии

противостоящих зданий;

 

 

 

0 - общий коэффициент светопропускания окон,

определяемый по

 

формуле (3.18):

 

 

 

0 = 1 2 3 4 5 ,

(3.18)

где

 

1 - коэффициент светопропускания материала;

 

 

 

2 - коэффициент, учитывающий потери света в переплетах;

3 - коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструк-

циях покрытий (при боковом освещении 3=0);

 

4

- коэффициент, учитывающий световые потери в солнцезащитных

 

устройствах;

5

- коэффициент, учитывающий световые потери в защитной сетке,

устанавливаемой под фонарями, принимаемый равным 0,9 (при боковом

освещении 5

=1);

r

- коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом осве-

1

щении благодаря свету, отраженному от внутренних поверхностей помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию.

Значения световой характеристики окон при боковом освещении ( 0 ) принимают согласно табл. 3.5 в зависимости от отношения длины помещения (Lп) к его глубине (В) и отношения глубины помещения (В) к высоте от

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

уровня условной рабочей поверхности до верха окна ( 1 ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3.5

Значения световой характеристики окон 0 при боковом освещении

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отношение длины Lп

Значение 0 при отношении глубины помещения (В)

к высоте от уровня условной рабочей поверхнокости

к его глубинеВ

 

до верха оконного проема

h

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

1,5

2

3

4

 

5

7,5

10

4

6,5

7

7,5

8

9

10

11

12,5

3

7,5

8

8,5

9,6

10

11

12,5

14

2

8,5

9

9,5

10,5

11,5

13

15

17

1,5

9,5

10,5

13

15

17

19

21

23

1

11

15

16

18

21

23

26,5

29

0,5

18

23

31

37

45

54

66

-

Средневзвешенный коэффициент отражения фасада (рф) противосто-

ящего здания с учетом остекленных проемов следует рассчитывать по фор-

муле (3.19):

104

рф=

N

 

 

 

 

 

 

 

 

р

мi

S

мi

р

S

ок

 

 

ок

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

Sмi

Sок

 

 

 

i

 

 

 

 

 

,

(3.19)

где рмi, рок - коэффициенты отражения материала отделки фасада и остекленных проемов противостоящего здания с учетом переплетов соответственно;

Sмi, Sок - площадь фасада без светопроемов и площадь светопроемов соответственно.

Значения коэффициентов ( 1 ), ( 2 ) и ( 3 ) устанавливают по приложе-

нию 15, а (

 

4 ) - по приложению 16.

 

Численные значения коэффициента (r1) приведены в приложении 17. Для определения коэффициента (r1) предварительно следует устано-

вить средневзвешенный коэффициент отражения ( ср ) по формуле (3.20):

где

 

 

 

ср

 

s

s

 

s

 

,

 

 

 

1

1

2

 

2

 

3

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s

s

2

s

3

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1 ,

2

, 3

- коэффициенты отражения потолка,

s1 , s2

,

s3 - площади потолка, стен, пола, м2.

При боковом освещении в системе верхнего ( ср ) определяется по формуле (3.21):

(3.20)

стен и пола;

и бокового освещения

ср

 

0,5

П

 

2

s

2

 

3

s

3

,

(3.21)

 

 

 

 

 

 

 

s

s

 

s

 

 

 

 

 

 

 

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

 

П

- коэффициент отражения глухих частей покрытия и фонарей;

 

 

 

2

,

 

3

,

s

, s

2

, s

3

- то же, что в формуле (3.20).

 

 

 

 

 

1

 

 

 

Когда отделка помещения неизвестна, расчетное значение средневзвешенного коэффициента отражения внутренних поверхностей помещения следует принимать равным 0,4.

Предварительный расчет площади световых проемов промышленных зданий при верхнем освещении производится по формуле (3.22):

S

ф

0

 

=

S

K e

ф

р

п

з N

 

 

ф

100

r К

ф

 

0

2

 

,

(3.22)

где Sп- площадь пола помещения, м2;

eв - нормированное значение КЕО при верхнем естественном освещении; N

Ф - световая характеристика фонаря или светового проема в плоскости покрытия;

Kф - коэффициент, учитывающий тип фонаря;

105

K

з - коэффициент запаса;

0

- общий коэффициент светопропускания;

r

 

2 - коэффициент повышения КЕО при верхнем освещении светом, от-

раженным от внутренних поверхностей помещения.

 

r

При определении коэффициента ( 2 ) предварительно следует устано-

вить средневзвешенный коэффициент отражения по формуле (3.20).

Численные значения коэффициента повышения КЕО при верхнем

освещении (r2) приведены в приложении 18 в зависимости от средневзвешенного коэффициента отражения и количества пролетов производственного здания.

Значения коэффициента (

Kф ), учитывающего тип фонаря, принимают

по табл. 3.6.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3.6

Значение коэффициента Kф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тип фонаря

K

ф

 

Тип фонаря

 

K

ф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Световые проемы в плоско-

 

 

 

 

 

 

 

сти покрытия, ленточные

1

 

Фонари прямоугольные

 

1,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фонари с односторонним наклон-

 

 

То же, штучные

1,1

 

ным остекленением (шеды)

 

1,3

 

 

 

 

 

Фонари трапециевидные

1,15

То же, с вертикальным

 

1,4

 

 

 

 

 

 

 

 

3.9. Проверочный расчет естественного освещения помещений

Проверочный расчет естественного освещения проводится в точках характерного разреза с помощью графоаналитического метода, разработанного А.М. Данилюком. Графоаналитический метод основан на определении значений коэффициентов естественной освещенности в расчетных точках производственного помещения с использованием графиков А.М. Данилюка, приведенных в приложениях 19-21. Для удобства работы с графиками масштаб чертежей плана и поперечного разреза помещения с нанесением на них расчетных точек на уровне рабочей поверхности выполняют соизмеримыми с графиками А.М. Данилюка. Графики должны быть светопрозрачными.

Графики применимы только для световых проемов прямоугольной формы. В случае, когда в наружных стенах помещения применяются световые проемы круглой, полукруглой или эллиптической формы, такие проемы следует заменять световыми проемами прямоугольной формы одинаковой площади.

106

3.9.1.Последовательность проведения проверочного расчета при боковом освещении производственных зданий

Расчет начинается с определения КЕО рактерного поперечного разреза помещения по

 

) в расчетных точках ха-

( e p

формуле (3.23):

 

 

 

 

(

 

q

a

 

b

 

a

р

)r

0

 

 

 

е

 

 

 

ЗД

 

ф

 

ф

1

,

(3.23)

 

р

 

 

 

 

 

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

З

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

- геометрический КЕО в расчетной точке при боковом осве-

щении, учитывающий прямой свет неба и определяемый с помощью графиков А.М. Данилюка I и II;

q - коэффициент учета неравномерной яркости облачного неба;

a - коэффициент ориентации световых проемов, учитывающий ре-

сурсы естественного света по кругу горизонта;

 

- геометрический КЕО в расчетной точке при боковом освеще-

 

ЗД

нии, учитывающий свет, отраженный от противостоящих зданий;

bф

- средняя относительная яркость фасада противостоящего здания;

а

- коэффициент ориентации фасада здания, учитывающий зависи-

мость его яркости от ориентации по сторонам горизонта. При ориентации фасада противостоящего здания на юг принимается равным 1,33; на юго-во- сток - 1,25; на восток (запад) – 1,13 и на север – 1,00.

рф, r1 , 0 и K З - то же, что и в формуле (3.17).

В случае отсутствия вблизи от проектируемого объекта противостоя-

щих зданий коэффициенты (

, b

,

а

и рф) в расчете не участвуют.

ЗД

ф

 

 

Геометрический коэффициент естественной освещенности, учитывающий прямой свет неба от равнояркого небосвода в какой-либо точке поме-

щения при боковом освещении, определяется по формуле (3.24):

 

 

 

i 0,01n1n2 ,

(3.24)

где

n

- число лучей по графику I (приложение 19), проходящих от

1

неба через световые проемы в расчетную точку на поперечном разрезе помещения;

n2 - число лучей по графику II (приложение 20), проходящих от неба через световые проемы в расчетную точку на плане помещения.

Значения коэффициента ( q ), учитывающего неравномерную яркость облачного неба, приведены в приложении 22.

Геометрический коэффициент естественной освещенности, учитывающий свет, отраженный от противостоящего здания при боковом освещении, определяется по формуле (3.25):

107

ЗД

,

n

,

0,01n

 

1

2

,

(3.25)

где n11- число лучей по графику I (приложнение 19), проходящих от противостоящего здания через световые проемы в расчетную точку на поперечном разрезе помещения;

n21- число лучей по графику П (приложение 20), проходящих от противостоящего здания через световой проем в расчетную точку на плане помещения.

Коэффициент ориентации световых проемов ( a ) принимается по приложению 23.

Среднюю относительную яркость противостоящего здания ( bф ), рас-

положенного параллельно рассматриваемому, определяют по приложению 24 с учетом средневзвешенного коэффициента отражения фасада здания.

Расчет проводится в следующей последовательности:

1)график 1 (приложение 19) исследуемого здания накладывают на поперечный разрез здания, совмещая полюс графика с расчетной точкой А (рис.3.14), а основание графика - со следом рабочей поверхности;

2)по графику 1 подсчитывают число лучей (n1), проходящих через поперечный разрез светового проема от неба, а при наличии противостоящего здания – число лучей (n21), проходящих в расчетную точку (А);

3)отмечают номера полуокружностей на графике 1, совпадающих с серединой (С1) участка светопроема, через который из расчетной точки видно небо, и с серединой (С2) участка светового проема, через который из расчетной точки видно противостоящее здание (см. рис.3.11);

Рис.3.11 .Пример подсчета количества лучей n1 и n11, проходящих через световой проем на характерном поперечном разрезе помещения при боковом освещении: 1- поперечный разрез здания; 2- граница противостоящего здания

108

4) определяют угол ( ), под которым видна середина светового проема из расчетной точки, и по его значению устанавливают величину коэффи-

циента (

q

);

 

5)график II (приложение 20) накладывают на план помещения таким образом, чтобы его вертикальная ось и горизонталь, номер которой соответствует номеру концентрической полуокружности, проходили через точку (С)

рис.3.12;

6)по графику 2 подсчитывают число лучей (n2), проходящих от неба, и число лучей (n21), проходящих от противостоящего здания, через световой проем на плане помещения в расчетную точку (А);

 

7) определяют значения геометрических коэффициентов КЕО (

 

б) и (

 

зд) по формулам (3.24) и (3.25);

 

 

 

 

 

 

8) устанавливают остальные значения коэффициентов ( b

, рф, r

,

0

и

 

ф

1

 

 

 

K з ), которые подставляют в формулу (3.23), и вычисляют значения ( е р

) для

 

 

б

 

 

 

 

каждой расчетной точки помещения.

Рис. 3.12. Пример подсчета количества лучей n2 и n 21 , проходящих через световой проем на плане помещения

По расчетным значениям ( ебр ) на поперечном разрезе помещения в вы-

бранном масштабе строится кривая освещенности, показывающая распределение освещенности на рабочей поверхности в плоскости характерного разреза помещения.

Минимальное значение ( ебр ) при боковом освещении сравнивают с нормативным значением ( еN ). При ебр < еN более чем на 10% следует увели-

чить площадь боковых световых проемов и провести повторный проверочный расчет.

109

3.9.2. Проверочный расчет естественного освещения производственных зданий при верхнем и комбинированном

расположении световых проемов

Проверочный расчет КЕО при верхнем освещении в расчетных точках помещений производится по формуле (3.26):

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вi

 

ср

(r

K

ф

1

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

B

=

i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

(3.26)

 

е р

 

 

 

 

 

К

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

вi - геометрический КЕО в расчетной точке при верхнем освеще-

нии от i -го проема, определяемый по графикам Данилюка;

 

cp -

среднее значение геометрического КЕО при верхнем освещении

по линии пересечения условной рабочей поверхности и плоскости характерного разреза помещения;

r2 - коэффициент, учитывающий повышение КЕО при верхнем освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения;

Kф - коэффициент, учитывающий тип фонаря;

0 - общий коэффициент светопропускания при верхнем освещении помещения;

K З - коэффициент запаса; N - количество точек.

Геометрический коэффициент естественной освещенности в какойлибо точке помещения от неба при верхнем освещении ( вi ) определяют по формуле (3.27):

вi =0,01 n3

.

n2

,

(3.27)

 

где n3 - число лучей по графику III (приложение 21), проходящих от неба в расчетную точку через i-й световой проем на поперечном разрезе помещения;

n2 - число лучей по графику II (приложение 20), проходящих от неба в расчетную точку через i-й световой проем на продольном разрезе помещения.

Среднее значение геометрического КЕО ( cp ) при верхнем освещении вычисляют по формуле (3.28):

1N

ср N вi

i1

,

(3.28)

где

N

- число расчетных точек.

 

Подсчет лучей ( n3 ) и ( n2 ) по графикам 111 и 11 при верхнем освещении выполняют в следующей последовательности:

110