Проектирование систем естественного освещения. Измерение естественной освещенности. Естественное освещение и его нормирование Послеполуденное время и вечер

Мне нравится

50

Освещённость поверхности представляет отношение падающего светового потока к площади освещённой поверхности.

В строительной светотехнике в качестве источника естественного света для помещений здания рассматривается небосвод. Поскольку яркость отдельных точек небосвода изменяется в значительных пределах и зависит от положения солнца, степени и характера облачности, степени прозрачности атмосферы и других причин, установить значение естественной освещённости в помещении в абсолютных единицах (лк) невозможно.

Поэтому для оценки естественного светового режима помещений используется относительная величина, позволяющая учесть неравномерную яркость неба, – так называемый коэффициент естественной освещенности (КЕО)

Коэффициент естественной освещённости e m в какой-либо точке помещения М представляет отношение освещённости в этой точке Е в m к одновременной наружной освещённости горизонтальной плоскости Е н , находящейся на открытом месте и освещаемой диффузным светом всего небосвода. КЕО измеряется в относительных единицах и показывает, какую долю в процентах в данной точке помещения составляет освещённость от одновременной горизонтальной освещённости под открытым небом, т.е.:

е m = (Е в м / Е н) × 100%

Коэффициент естественной освещённости является величиной, нормируемой санитарно-гигиеническими требованиями к естественному освещению помещений.

Согласно СНиП 23-05-95 "Естественное и искусственное освещение" , естественное освещение подразделяется на

• боковое,
• верхнее,
• комбинированной (верхнее и боковое)

Основным документом, регламентирующим требования к естественному освещению помещений жилых и общественных зданий, является СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 "Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий".

В соответствии с СанПиН 2.1.2.1002-00 "Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям" в жилых зданиях непосредственное естественное освещение должны иметь жилые комнаты и кухни. Согласно данным требованиям КЕО в жилых комнатах и кухнях должен быть не менее 0,5% в середине помещения.

Согласно СНиП 31-01-2003 "Здания жилые многоквартирные" отношение площади световых проёмов к площади пола жилых помещений и кухни следует принимать не более 1:5,5 и не менее 1:8 для верхних этажей со световыми проёмами в плоскости наклонных ограждающих конструкций - не менее 1:10 с учётом светотехнических характеристик окон и затенения противостоящими зданиями.

В соответствии с СНиП 23-05-95 нормированные значения КЕО - е N , для зданий, располагаемых в различных светоклиматических районах, следует определять по формуле:

e N = e Н × m N где N - номер группы обеспеченности естественным светом по таблице

Световые проёмы	Ориентация световых проёмов по сторонам света	Коэффициент светового климата, m
		Номер группы административных районов
		1	2	3	4	5
в наружных стенах зданий	северное	1	0,9	1,1	1,2	0,8
	северо-восточное, северо-западное	1	0,9	1,1	1,2	0,8
	западное, восточное	1	0,9	1,1	1,1	0,8
	юго-восточное, юго-западно	1	0,9	1	1,1	0,8
	южное	1	0,9	1	1,1	0,8

Освещённость в помещении достигается за счёт прямого диффузного света небосвода и отраженного диффузного света от внутренних поверхностей помещения, противостоящих зданий и поверхности земли, прилегающей к зданию. Соответственно КЕО в точке помещения М определяется как сумма:

e m = e н + e О + e З + e π где e н - КЕО, создаваемый прямым диффузным светом участка неба, видимого из данной точки через проёмы с учётом потерь света при
прохождении светового потока через остеклённый проём; e o - КЕО, создаваемый отражённым светом от внутренних поверхностей помещения (потолка, стен, пола); e З - КЕО, создаваемый отражённым светом от противостоящих зданий; e π - КЕО, создаваемый отражённым светом от прилегающей к зданию поверхности земли (грунта, асфальта, травяного покрова и др.)

Максимальное влияние на величину КЕО оказывает прямой свет неба.

Составляющую от прямого света небосвода определяют по формуле:

e н = е н 0 × τ 0 × q где e н 0 - геометрический КЕО (коэффициент небосвода); τ 0 - общий коэффициент светопропускания проёма; q - коэффициент, учитывающий неравномерную яркость неба;

Общий коэффициент светопропускания проёма τ 0 при боковом освещении определяется как произведение двух составляющих:

τ 0 = τ 1 × τ 2 где τ 1 - коэффициент пропускания незагрязнённого стекла или другого светопрозрачного заполнения (в современной нормативной документации
- коэффициент направленного пропускания видимого света оконного стекла или стеклопакета) τ 2 - коэффициент пропускания оконного блока без остекления при учёте затенения, создаваемого переплётами.

Значения коэффициентов τ 1 могут быть приняты по

При освещении производственных помещений используют естественное освещение , осуществляется за счет прямого и отраженного света неба.

С физиологической точки зрения естественное освещение наиболее благоприятно для человека. В течение дня оно меняется в достаточно широких пределах в зависимости от состояния атмосферы (облачность). Свет, попав в помещение, многократно отражается от стен и потолка, попадает на освещенную поверхность в исследуемую точку. Таким образом, освещенность в исследуемой точке складывается из суммы освещенностей.

Конструктивно естественное освещение подразделяют на:

боковое (одно–, двустороннее) – осуществляемое через световые проемы (окна) в наружных стенах;

верхнее – через световые проемы, расположенные в верхней части (крыше) здания;

комбинированное – сочетание верхнего и бокового освещения.

Естественное освещение характеризуется тем, что создаваемая освещенность изменяется в зависимости от времени суток, года, метеорологических условий. Поэтому в качестве критерия оценки естественного освещения принята относительная величина – коэффициент естественной освещенности (КЕО), или е , не зависящий от вышеуказанных параметров.

Коэффициент естественной освещенности (КЕО) – отношение освещенности в данной точке внутри помещения Е вн к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности Е н , создаваемой светом полностью открытого небосвода (не закрытого зданиями, сооружениями, деревьями) выраженного в процентах, т.е.:

(8) где Е вн – освещенность внутри помещения в контрольной точке, лк;

Е н – одновременно измеренная освещенность снаружи помещения, лк.

Для измерения фактического КЕО необходимо проведение одновременных замеров освещенности внутри помещения Е вн в контрольной точке и наружной освещенности на горизонтальной площадке под полностью открытым небосводом Е н , свободном от предметов (зданий, деревьев) , закрывающих отдельные части небосвода. Измерения КЕО могут проводиться только при сплошной равномерной десятибалльной облачности (сплошная облачность, просветы отсутствуют). Измерения проводятся двумя наблюдателями с помощью двух люксметров, одновременно (наблюдатели должны быть оснащены хронометрами).

Контрольные точки для замеров должны выбираться в соответствии с ГОСТ 24940–96 «Здания и сооружения. Методы измерения освещенности».

Величины КЕО для различных помещений лежат в пределах 0,1–12%. Нормирование естественного освещения осуществляется в соответствии со СНиП 23–05–95 «Естественное и искусственное освещение».

В небольших помещениях при одностороннем боковом освещении нормируется (т.е. измеряется фактическая освещенность и сравнивается с нормами) минимальное значение КЕО в точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещений и условной рабочей поверхности на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов.

Рабочая поверхность – поверхность, на которой производится работа и на которой нормируется или измеряется освещенность.

Условная рабочая поверхность – горизонтальная поверхность на высоте 0,8м от пола.

Характерный разрез помещения – это поперечный разрез посередине помещения, плоскость которого перпендикулярна плоскости остекления световых проемов (при боковом освещении) или продольной оси пролетов помещения.

При двустороннем боковом освещении нормируют минимальное значение КЕО – в плоскости посередине помещения.

В крупногабаритных производственных помещениях при боковом освещении минимальное значение КЕО нормируется в точке, удаленной от световых проемов:

на 1,5 высоты помещения – для работ I –IV разрядов;

на 2 высоты помещения – для работ V–VII разрядов;

на 3 высоты помещения для работ VIII разряда.

При верхнем и комбинированном освещении нормируется среднее значение КЕО в точках, расположенных на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности или пола. Первая и последняя точки принимаются на расстоянии 1 м от поверхности стен или перегородок.

(9)

где e 1 , e 2 ,..., е n - значения КЕО в отдельных точках;

n - число точек контроля освещенности.

Допускается деление помещения на зоны с различными условиями естественного освещения, расчет естественного освещения производят в каждой зоне независимо друг от друга.

При недостаточном по нормам естественном освещении в производственных помещениях его дополняют искусственным освещением . Такое освещение называется совмещенным .

В производственных помещениях со зрительной работой I–III разрядов следует устраивать совмещенное освещение.

В крупнопролетных сборочных цехах, в которых работы выполняются в значительной части объема помещения на разных уровнях от пола и на различно ориентированных в пространстве рабочих поверхностях применяют верхнее естественное освещение.

Естественный свет должен равномерно освещать рабочие места. Для верхнего и комбинированного естественного освещения определяют неравномерность естественного освещения промышленных помещений, которая не должна превышать 3: 1 для работ I–VI разрядов по зрительным условиям, т.е.

(10)

Определенное по таблице 1 СНиП 23–05–95 значение КЕО, уточняется с учетом характеристики зрительной работы, системы освещения, района расположения зданий на территории страны по формуле

, (11)

где N – номер группы обеспеченности естественным светом (Прил. Д СНиП 23–05–95);

е н – коэффициент естественного освещения (табл.1 СНиП 23–05–95);

m N – коэффициент светового климата, определяемый в зависимости от района расположения здания на территории страны и ориентации здания относительно сторон света (cм. табл. 4 СНиП 23–05–95).

Естественное освещение наиболее благоприятно для зрения, поскольку солнечный свет необходим для нормальной жизнедеятельности человека. Видимые лучи солнечного спектра (400-760 мкм) обеспечивают функцию зрения, определяют естественный биоритм организма, положительно влияют на эмоции, интенсивность обменных процессов; ультрафиолетовый спектр (290-400 мкм) - стимулирует процессы обмена веществ, кроветворения, регенерации тканей и обладает антирахитическим (синтез витамина D) и бактерицидным действием.

Все помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь, как правило, естественное освещение.

Естественное освещение помещений создается за счет прямого, рассеянного и отраженного солнечного света. Оно может быть боковым, верхним, комбинированным. Боковое освещение - через световые проемы в наружных стенах, верхнее - через световые проемы в покрытии и фонари, а комбинированное - в наружных стенах и в покрытиях.

Наиболее гигиенично боковое освещение, проникающее через окна, поскольку верхний свет при одной и той же площади остекления создает меньшую освещенность помещения; кроме того, световые проемы и фонари, расположенные в потолке, менее удобны для уборки и требуют специальных приспособлений для этой цели. Возможно использовать вторичное освещение, т.е. освещение через застекленные перегородки из соседнего помещения, оборудованного окнами. Однако оно не отвечает гигиеническим требованиям и допускается только в таких помещениях как коридоры, гардеробы, санузлы, душевые, подсобные помещения, моечные отделения.

Проектирование естественного освещения зданий должно базироваться на детальном изучении технологических или иных процессов, выполняемых в помещении, а также на светоклиматических особенностях территории. При этом учитывают:

Характеристику зрительной работы; местонахождение здания на карте светового климата;

Требуемую равномерность естественного освещения;

Расположение оборудования;

Желательное направление падения светового потока на рабочую поверхность;

Продолжительность использования естественного освещения в течение суток;

Необходимость защиты от слепящего действия прямого солнечного света.

В качестве гигиенических показателей естественной освещенности помещений применяют:

Коэффициент естественной освещенности (КЕО) - отношение естественной освещенности внутри помещения в контрольных точках замера (не менее 5) к освещенности снаружи здания (%). Существует две группы методов определения КЕО - инструментальные и расчетные.

В помещениях с боковым освещением нормируется минимальное значение коэффициента, а в помещениях с верхним и комбинированным освещением - среднее. Например, КЕО в торговых залах при боковом освещении должен быть равен 0,4-0,5 %, при верхнем - 2 %.

Для предприятий общественного питания при проектировании бокового естественного освещения КЕО должен быть: для залов, буфетов - 0,4-0,5 %; горячих, холодных, кондитерских, доготовочных и заготовочных цехов - 0,8-1 %; моечных кухонной и столовой посуды - 0,4-0,5 %.

Световой коэффициент - отношение площади застекленной поверхности окон к площади пола. В производственных, торговых и административных помещениях он должен составлять не менее -1:8, в бытовых - 1:10.

Однако этот коэффициент не учитывает климатические условия, архитектурные особенности здания и прочие факторы, влияющие на интенсивность освещения. Так, интенсивность естественного освещения во многом зависит от устройства и расположения окон, ориентации их по сторонам света, затененности окон близлежащими зданиями, зелеными насаждениями.

Угол падения - угол, образованный двумя линиями, одна из которых проходит от рабочего места к верхнему краю остекленной части оконного проема, другая - горизонтально от рабочего места к окну. Угол падения уменьшается по мере удаления от окна. Считается, что для нормальной освещенности естественным светом угол падения должен быть не менее 27о. Чем выше окно, тем больше угол падения.

Угол отверстия - угол, образованный двумя линиями, одна из которых соединяет рабочее место с верхним краем окна, другая - с наивысшей точкой затемняющего свет объекта, расположенного перед окном (противостоящее здание, дерево и т.п.). При таком затемнении освещенность в помещении может оказаться неудовлетворительной, хотя угол падения и световой коэффициент вполне достаточны. Угол отверстия должен быть не менее 5о.

Освещенность помещений находится в прямой зависимости от числа, формы и размера окон, а также от качества и чистоты стекол.

Загрязненные стекла при двойном остеклении снижают естественную освещенность до 50-70 %, гладкое стекло задерживает 6-10 % света, матовое - 60, замерзшее - до 80%.

На освещенность помещений влияет цвет стен: белый отражает до 80 % солнечных лучей, серый и желтый - 40 %, а синий и зеленый - 10-17 %.

Для лучшего использования поступающего в помещение светового потока стены, потолки, и оборудование должны быть окрашены в светлые тона. Особенно важна светлая окраска оконных переплетов, потолков, верхних частей стен, которые обеспечивают максимум отраженных световых лучей.

Резко снижает естественную освещенность помещений загромождение световых проемов. Поэтому на предприятиях запрещается заставлять окна оборудованием, продукцией, тарой как внутри, так и вне здания, а также заменять стекла фанерой, картоном и др.

В складских помещениях освещение обычно не предусматривается, а в некоторых случаях нежелательно (например, в кладовых для хранения овощей), и не допускается (в холодильных камерах). Однако для хранения муки, крупы, макаронных изделий, пищеконцентратов, сухофруктов целесообразно естественное освещение.

При недостаточном естественном освещении допускается комбинированное освещение, при котором одновременно используется естественный и искусственный свет.

Еще по теме Гигиенические требования к естественному освещению:

1. Гигиенические требования к естественному и искусственному освещению аптек, складов мелкооптовой торговли фармацевтической продукции.
2. Гигиенические нормативы микроклимата спортивных помещений различной специализации. Естественное и искусственное освещение спортивных помещений с учетом гигиенических норм.
3. Исследование и гигиеническая оценка условий естественного освещения.
4. Тема 7. Гигиеническая оценка условий естественного и искусственного освещения помещений аптек и предприятий фармацевтической промышленности.
5. Гигиеническая оценка инсоляционного режима, естественного и искусственного освещения (на примере помещений лечебно-профилактических и учебных учреждений)

Системы естественного освещения являются идеальным вариантом практически для любых зданий и сооружений. Ведь в отличии от искусственного света естественный не имеет мерцаний, обеспечивает полную светопередачу, комфортен для глаз и конечно же является совершенно бесплатным.

Да и вообще приятный, согревающий луч света всегда наполняет комнату особой атмосферой. Поэтому не удивительно что с древних времен люди стараются в своих зданиях обеспечить максимум естественного света.

За время своего развития человечество придумало немало способов обеспечить свое жилище солнечными лучами. Но все эти способы условно можно разделить на три способа.

Итак:

• Наиболее часто применяемым является боковое освещение . В данном случае свет струится через проем в стене и падает на человека сбоку. Откуда пошло и название.

Боковое освещение достаточно просто реализуемо и обеспечивает качественную освещенность внутри дома. В то же время в широких залах, когда стены противоположные от окна расположены далеко, солнечный свет далеко не всегда достает во все уголки комнаты. Для этого увеличивают высоту оконных проемов, но такой выход не всегда возможен.

• Более интересным для таких помещений является верхнее освещение . В этом случае свет падает из проемов в крыше и струится на человека сверху.

Такой вид освещения является практически идеальным. Ведь при правильном планировании можно обеспечить освещенность любого уголка дома.

Но как вы понимаете он возможен только при одноэтажном планировании. Да и теплопотери у такого вида естественного освещения на порядок выше. Ведь теплый воздух всегда поднимается вверх, а там холодные окна.

• Именно поэтому существует освещение естественное комбинированное. Оно позволяет взять лучшее из первых двух видов. Ведь комбинированным называется освещение, при котором свет на человека падает как сверху, так и снизу.

Но как вы понимаете такой вид освещения так же возможен только в одноэтажном здании или на верхних этажах многоэтажных зданий. Но вот стоимость таких оконных систем является не маловажным ограничивающим фактором их применения.

Методы правильного планирования естественного освещения

Но зная виды естественного освещения мы не на шаг не приблизились к раскрытию вопроса как организовать правильное освещение у себя дома? Для ответа на него давайте мы шаг за шагом разберем основные этапы планирования.

Нормы естественного освещения зданий

Для того чтоб правильно спланировать освещение мы прежде всего должны ответить на вопрос, а какое оно должно быть? Ответ на этот вопрос нам дает СНиП 23 – 05 – 95 который устанавливает нормы КЕО для промышленных, жилых и общественных зданий.

• КЕО – это коэффициент естественного освещения. Он является соотношением между уровнем естественного освещения в определенной точке дома и освещенностью вне помещения.
• Оптимальность данного параметра рассчитана научно-исследовательскими институтами и сведена в таблицу, которая стала нормой при проектировании. Но дабы пользоваться этой таблицей нам необходимо знать нашу широту.

• Из уроков БЖД и географии вы должны помнить, что чем южнее, тем интенсивность солнечного потока выше. Поэтому вся территория нашей страны была разделена на пять зон светового климата, каждая из которых имеет два подвида.
• Зная нашу зону светового климата, мы наконец можем определить необходимый нам КЕО. Для жилых зданий он составляет от 0,2 до 0,5. Причем чем южнее, тем КЕО меньше.
• Это связано опять-таки с географией. Ведь чем южнее, тем освещенность вне помещения выше. А КЕО это отношение освещенности вне помещения и внутри его. Соответственно для создания одинакового уровня освещенности для домов на юге и севере последним придётся приложить больше усилий.

• Чтоб двигаться дальше, нам необходимо узнать, а где эта точка в доме для которой мы будем определять уровень освещенности? Ответ на этот вопрос нам дают п.5.4 – 5.6 СНиП 23 – 05 -95.
• Согласно им, при двухсторонем боковом освещении жилых помещений нормируемой точкой является центр комнаты. При одностороннем боковом освещении нормируемой точкой является плоскость в метре от стены противоположной окну. В остальных помещениях нормируемой точкой является центр помещения.

Обратите внимание! Для одно-, двух- и трехкомнатных квартир такой расчет делается для одной жилой комнаты. В четырехкомнатной квартире такой расчет делается для двух комнат.

• Для верхнего и комбинированного освещения нормируемой точкой является плоскость в метре от наиболее затемненных стен. Эта норма относится и к промышленным помещениям.
• Но все что мы привели выше инструкция предписывает применять для жилых и общественных зданий. С производственными все немного сложнее. Дело в том, что производства бывают разные. На одних обрабатываю метровые заготовки, а на других имеют дело с микросхемами.
• Исходя из этого все виды работ разделили на восемь классов в зависимости от разряда зрительной работы. Там, где обрабатывают изделия меньше 0,15 мм отнесли к первой группе, а там, где точность не особенно нужна отнесли восьмой. И вот для промышленных предприятий КЕО выбирают исходя из разряда зрительной работы.

Выбор оконных систем для здания

Естественный свет в наше здание будет проникать через окна. Поэтому зная нормы, которые нам необходимо соблюсти, можно переходить к выбору окон.

• Самой перовой задачей является выбор оконных систем. То есть мы должны определиться какое у нас будет освещение – верхнее, боковое или комбинированное в каждой комнате. Для ответа на этот вопрос нужно учитывать архитектурное строение здания, его географическое расположение, используемые материалы, теплоэффективность дома и конечно не маловажную роль отыграет цена.
• Если вы делаете выбор в пользу верхнего освещения, то вы можете использовать так называемые светоаэрационные или зенитные фонари. Это специальные конструкции, которые зачастую кроме света обеспечивают еще и вентиляцию зданий.
• Светоаэрационные фонари в большинстве случае имеют прямоугольную форму. Это связано с удобством монтажа. В то же время наиболее удачными в плане освещения считается треугольная форма. Но для треугольных фонарей практически не существует надёжных систем поднятия окон для вентиляции.
• Светоаэрационные фонари обычно устанавливают над промышленными зданиями с большим внутренним тепловыделением, либо на зданиях, расположенных в южных широтах как на видео. Это связано с большими тепловыми потерями таких оконных систем.

	Прямоугольные светоаэрационные фонари рекомендованы для применения в II-IV климатической зоне. При это если установка производится на территориях южнее 55° широты, то ориентация фонаря должна быть выполнена на юг и север. Применять такие фонари следует в зданиях с избытком явного тепла выше 23Вт/м 2 , и с уровнем зрительной работы IV-VII разряда.
	Трапециевидные светоаэрационные фонари предназначены для первой климатической зоны. Применяют их для зданий в которых выполняют зрительную работу II- IV класса и имеющие избыток явного тепла выше 23Вт/м 2 .
	Зенитные фонари рекомендуется устанавливать в I- IV климатической зоне. При этом при расположении зданий южнее 55 0 в качестве светопропускных материалов следует применять рассеивающие или теплозащищенные стекла. Применяется для зданий с избытком явного тепла меньше 23Вт/м 2 и для всех классов зрительной работы. Важно отметить, что фонари должны равномерно размещаться по всей площади крыши.
	Зенитный фонарь со светопроводной шахтой может применяться для все климатически зон. Обычно применяется для зданий с кондиционированным воздухом и малым диапазоном перепада температур (например, его вполне можно смонтировать своими руками в жилых зданиях), а также для зон где выполняются работы II-VI класса. Нашли широкое применение в зданиях с подвесными потолками.

• Зенитные фонари в последнее время получают все более широкое распространение как на производстве, так и в жилищном строительстве. Это связано с удобством монтажа таких систем и достаточно комфортной стоимостью. Тепловые потери у таких оконных систем не так велики, что позволяет успешно их применять и в северных широтах.

Обратите внимание! Для исключения вероятности получения человеком травм все горизонтальные и наклонные поверхности вертикального освещения должны иметь специальные сетки. Они необходимы для исключения падения обломков стекла.

• Если вы решили применить освещение помещений естественное бокового типа, то СНиП II-4-79 рекомендует отдавать предпочтение оконным системам стандартного типа. Для таковых систем уже произведены все необходимы расчеты и существуют даже рекомендации. Эти рекомендации вы можете увидеть в таблице ниже.

• Для бокового естественного освещения важным аспектом является затененность оконных систем от прилежащих зданий. Это необходимо учитывать при расчетах.

• Для зданий, в которых противолежащая от окна стена находится на значительном расстоянии, достаточно часто монтируют многоярусные оконные системы. Но при этом следует помнить, что высота одного яруса не должна превышать 7,2 метра.
• Очень важным аспектом при выборе оконных систем является их правильна ориентация по сторонам света. Ведь не для кого не секрет, что окна, выходящие на юг, дают значительно больше света. Это следует по максимум использовать в зданиях, строящихся в северных широтах. В то же время для зданий, строящихся в южных широтах, рекомендуется ориентировать окна на север и запад.

• Это позволит не только более рационально использовать световой день, но и сократить затраты. Ведь для зданий в южных широтах для ограничения слепящего действия солнца монтируют специальные светозаграждающие устройства, а при правильной ориентации окон этого можно избежать.

Сочетание норм КЕО и норм освещённости

Но нормы КЕО рассчитаны далеко не для каждого вида здания. Иногда может случиться так, что по нормам КЕО освещенность достаточная, но нормы освещенности рабочего места не соблюдены.

Этот недостаток естественного освещения можно компенсировать путем создания совмещённого освещения, либо увязать через критическую наружную освещенность.

• Критической наружной освещенностью называется естественная освещенность на открытой площадке равная нормируемому значению искусственного освещения. Эта величина позволяет привести КЕО в соответствии с требованиями по искусственному освещению.
• Для этого используется формула Е н =0,01еЕ кр, где Е н – нормируемое значение освещенности, е – выбранный норматив КЕО, а Е кр – наша критическая наружная освещенность.

• Но даже этот способ далеко не всегда позволяет добиться требуемых нормативов. Ведь показатели естественного освещения далеко не всегда позволяют добиться нормируемых значений освещенности рабочего места. В первую очередь это касается зданий, расположенных в северных широтах, где и интенсивность светового потока ниже и тепловые потери не дают возможность установить большое количество окон.

• Специально для нахождения золотой середины существует так называемый расчет приведенных затрат для естественного освещения. Он позволяет определить, что выгоднее для здания создать качественное освещение естественное или ограничится совмещенным, а может и вовсе искусственным освещением.

Вывод

Помещения без естественного освещения далеко не так комфортны, как здания с прямыми лучами солнечного света. Поэтому, при наличии такой возможности, естественный свет обязательно следует создавать для любых зданий и сооружений.

Конечно вопрос естественного освещения значительно более объемен и многогранен, но основные аспекты естественного освещения зданий мы вполне раскрыли, и мы очень надеемся, что это поможет вам в правильном выборе освещения для дома или предприятия.

9.1 Технико-экономическая оценка различных вариантов естественного и совмещенного освещения помещений должна производиться для всего года или отдельных его сезонов. Продолжительность использования естественного освещения следует определять промежуточным временем между моментами выключения (утром) и включения (вечером) искусственного освещения, когда естественная освещенность становится равной нормированному значению освещенности от установки искусственного освещения.

В помещениях жилых и общественных зданий, в которых расчетное значение КЕО составляет 80 % и менее нормированного значения КЕО, нормы искусственной освещенности повышают на одну ступень по шкале освещенности.

9.2 Расчет естественной освещенности в помещениях следует производить в зависимости от групп административных районов по ресурсам светового климата Российской Федерации и рассматриваемого периода года:

а) при расположении зданий в 1-й, 3-й и 4-й группах административных районов для всех месяцев года - по облачному году;

б) при расположении зданий во 2-й и 5-й группах административных районов для зимней половины года (ноябрь, декабрь, январь, февраль, март, апрель) - по облачному небу, для летней половины года (май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь) - по безоблачному небу.

9.3 Среднюю естественную освещенность в помещении при верхнем освещении от облачного неба в какой-либо момент времени суток определяют по формуле

где е ср - среднее значение КЕО; определяют по формуле (Б.8) приложения Б;

Наружная горизонтальная освещенность при сплошной облачности; принимают по таблице В.1 приложения В.

Примечание - Значения наружной освещенности в приложении Г приведены для местного среднего солнечного времени Т М . Переход от местного декретного времени к местному среднему солнечному производят по формуле

T M = T Д – N + l - 1, (14)

где T Д - местное декретное время;

N - номер часового пояса (рисунок 25);

l - географическая долгота пункта, выраженная в часовой мере (15° = 1 ч).

9.4 Значение естественной освещенности в заданной точке А при боковом освещении в условиях сплошной облачности определяют по формуле

где - расчетное значение КЕО в точке А помещения при боковом освещении; определяют по формуле (Б.1) приложения Б;

Наружная освещенность на горизонтальной поверхности при облачном небе.

Расчет естественной освещенности в заданной точке М помещения от окон при безоблачном небе следует производить:

а) при отсутствии солнцезащитных средств в светопроемах и противостоящих зданий по формуле

; (16)

б) при затенении окон противостоящими зданиями по формуле

в) при наличии солнцезащитных средств в светопроемах по формуле

, (18)

где e б i - геометрический КЕО, определяемый по формуле (Б.9);

b б - коэффициент относительной яркости участка неба, видимого через светопроем; принимают по таблице 11;

Наружная освещенность на вертикальной поверхности, создаваемая рассеянным светом безоблачного неба; принимают в зависимости от ориентации поверхности фасада здания и времени суток по таблице В.3 приложения В;

Рисунок 25 - Карта часовых поясов

b ф i - средняя относительная яркость фасадов противостоящих зданий; определяют по таблице Б.2 приложения Б;

Определяют по формуле (Б.5);

r ф - средневзвешенный коэффициент отражения фасадов противостоящих зданий; принимают по таблице Б.3 приложения Б;

Наружная суммарная освещенность на вертикальной поверхности, создаваемая рассеянным светом неба, прямым светом солнца и светом, отраженным от земной поверхности; принимают по таблице В.4 приложения В.

Расчет средней естественной освещенности в помещении от безоблачного неба при верхнем освещении в зависимости от типа светового проема производят:

а) при световых проемах в плоскости покрытия, имеющих заполнение из светорассеивающих материалов, по формуле

; (19)

б) при световых проемах в плоскости покрытия, имеющих заполнение из светопрозрачных материалов, по формуле

; (20)

в) при фонарях шед по формуле

; (21)

г) при прямоугольных фонарях по формуле

где t о - см. формулу (Б.1);

r 2 и k ф - см. формулу (Б.2);

e ср - см. формулу (Б.7);

Суммарная наружная освещенность на горизонтальной поверхности, создаваемая безоблачным небом и прямым светом солнца; принимают по таблице В.3 приложения В;

Наружная освещенность на горизонтальной поверхности, создаваемая безоблачным небом; принимают по таблице В.3 приложения В;

b B - коэффициент относительной яркости участков безоблачного неба, видимых через светопроемы; принимают по таблице 12;

См. формулу (16);

И - наружная освещенность на двух противоположных сторонах вертикальной поверхности; принимают по таблице В.4 приложения В.

Примечания

1 Прямой солнечный свет в расчетах освещенности учитывают при наличии в световых проемах солнцезащитных средств или светорассеивающих материалов; в остальных случаях прямой солнечный свет не учитывают.

2 Значения расчетных коэффициентов в таблицах 11 и 12 приведены для местного среднего солнечного времени.

Таблица 11

Ориентация светопроемов	Значение коэффициента b б
Время суток, ч
В		3,1		1,9	1,4	1,25	1,2	1,3	1,4	1,55	1,7	1,8	1,9	1,95	1,85
ЮВ	1,05	1,1	1,45	2,5	2,6	1,9	1,5	1,3	1,25	1,3	1,35	1,45	1,6	1,85	1,9
Ю	1,5	1,35	1,1	1,2	1,3	1,5	1,7	1,85	1,7	1,5	1,3	1,2	1,1	1,35	1,5
ЮЗ	1,9	1,85	1,6	1,45	1,35	1,3	1,25	1,3	1,5	1,9	2,6	2,5	1,45	1,1	1,05
З	1,85	1,95	1,9	1,8	1,7	1,55	1,4	1,3	1,2	1,25	1,4	1,9		3,1
СЗ	1,3	1,5	1,7	1,75	1,75	1,7	1,6	1,5	1,4	1,3	1,25	1,25	1,3	1,9	2,9
С	1,2	1,2	1,3	1,45	1,5	1,6	1,6	1,65	1,6	1,6	1,5	1,45	1,3	1,2	1,2
СВ	2,9	1,9	1,3	1,25	1,25	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,75	1,75	1,7	1,5	1,3

Таблица 12

Тип светового проема	Значение коэффициента b B
Время суток, ч
Прямоугольный фонарь	1,3	1,42	1,52	1,54	1,42	1,23	1,15	1,14	1,15	1,23	1,42	1,54	1,52	1,42	1,3
В плоскости покрытия	0,7	0,85	0,95	1,05	1,1	1,14	1,16	1,17	1,16	1,14	1,1	1,05	0,95	0,85	0,7
Шед (ориентированный на СЗ, С, СВ)		1,17	1,13	1,04	0,95	0,9	0,85	0,8	0,85	0,9	0,95	1,04	1,13	1,17

Примеры расчета времени использования естественного освещения в помещениях

Пример 1

Требуется определить, как изменится продолжительность использования естественного освещения в марте за средние сутки в рабочей комнате с верхним естественным освещением через зенитные фонари и с системой общего люминесцентного освещения, если уменьшить запроектированную площадь зенитных фонарей в два раза и перейти на совмещенное освещение.

Рабочая комната расположена в Москве, точность зрительных работ, выполняемых в ней, соответствует Б-1 разряду норм по приложению И СНиП 23-05.

Первоначально запроектированная площадь фонарей обеспечивала среднее значение КЕО в рабочей комнате, равное 5 %; при уменьшении площади фонарей в два раза среднее значение КЕО составляет 2,5 %. Работа выполняется в две смены с 7 до 21 ч по местному времени.

Решение

1 В соответствии с таблицей 1 перечня административных районов по ресурсам светового климата Российской Федерации Москва расположена в первой группе и, следовательно, расчет естественной освещенности в помещении выполняют для условий облачного неба.

2 Из таблицы В.1 приложения В выписывают в таблицу 13 значение наружной горизонтальной освещенности при сплошной облачности для разных часов дня в марте.

Таблица 13

Время суток (местное солнечное время)	Наружная горизонтальная освещенность , лк	Средняя естественная освещенность в помещении E ср , лк
при КЕО = 5 %	при КЕО = 2,5 %
	-	-	-
	-	-	-
	-	-	-

3 Последовательно подставляя значение в формулу (13), определяют для соответствующих моментов времени значения средней освещенности внутри помещения Е cp . Результаты расчета записывают в таблицу 13.

4 По найденным значениям Е cp строят график (рисунок 26) изменения естественной освещенности в помещении в течение рабочего дня при КЕО = 5 % и 2,5 %.

5 В приложении И СНиП 23-05 находят, что для рабочей комнаты, расположенной в Москве, нормированное значение КЕО для Б-1 разряда работ равно 3 %.

1 - изменение естественной освещенности в помещении при КЕО, равном 5 %; 2 - то же, 2,5 %; А - точка, соответствующая времени выключения искусственного освещения утром;

Б - точка, соответствующая времени включения искусственного освещения вечером

Рисунок 26 - График изменения естественной освещенности в помещении в течение рабочего дня

Нормированная освещенность равна 300 лк. При уменьшении площади фонарей в два раза среднее расчетное значение КЕО составляет 0,5 нормированного значения КЕО; в этом случае в рабочей комнате нормированное значение освещенности от искусственного освещения необходимо повысить на одну ступень, т. е. вместо 300 лк следует принять 400 лк.

6 На ординате графика рисунка 26 находят точку, соответствующую освещенности 300 лк, через которую проводят горизонталь до пересечения с кривой в первой и второй половине дня. Точки А и Б пересечения с кривой проектируют на ось абсцисс. Точка а на оси абсцисс соответствует времени t a = 8 ч 20 мин, точка б - t б = 15 ч 45 мин.

Время использования естественного освещения в рабочей комнате при среднем КЕО, равном 3 %, определяют как разность t б - t а = 7 ч 25 мин.

7 Из рисунка 26 следует, что горизонталь, соответствующая освещенности 400 лк, не пересекается с кривой изменения естественной освещенности при среднем КЕО = 2,5 %, это означает, что время использования естественного освещения в рабочей комнате с уменьшенной в два раза площадью фонарей равно нулю, т. е. в течение всего рабочего времени в рабочей комнате должно работать постоянное дополнительное искусственное освещение.

Пример 2

Требуется определить естественную освещенность и продолжительность использования естественного освещения в течение дня в сентябре при сплошной облачности в трех точках А, Б и В (рисунок 27) характерного разреза школьного класса на уровне парт (0,8 м от пола). Точки расположены на следующих расстояниях от наружной стены с окнами: А - 1,5 м, Б - 3 м и В - 4,5 м. Расчетное значение КЕО в точке А е А = 4,5 %, в точке Б е Б = 2,3, в точке В е В = 1,6 %. Нормированная освещенность в классной комнате от установки искусственного освещения равна 300 лк. Школа расположена в Белгороде (50° с. ш.) и работает в одну смену с 8 до 14 ч (местное солнечное время).

Решение

1 Из таблицы В.1 приложения В выписывают значения наружной освещенности в течение дня для сентября. Последовательно подставляя значения в формулу (15), получают значения естественной освещенности в заданных точках Е гА , Е гБ , Е гВ . Результаты расчета записывают в таблицу 14.

А , Б , В - Расчетные точки

Рисунок 27 - Схематический поперечный разрез школьного класса

Примечание - Учитывая, что в таблице В.1 приложения В для 50° с. ш. наружная освещенность не приведена, находят требуемое значение наружной освещенности методом линейной интерполяции.

Таблица 14

2 По данным таблицы 14 строят график рисунка 28, для этого проводят горизонталь через точку оси ординат, которой соответствует освещенность 300 лк, до пересечения с кривыми освещенности Е гА , Е гБ , Е гВ (кривые 1 , 2 , 3 ).

3 Проектируют точки пересечения горизонтали с кривыми на ось абсцисс; время использования естественного освещения в точке А определяют из соотношения:

t 2 - t 1 = 14 ч 00 мин - 8 ч 20 мин = 5 ч 40 мин.

Из рисунка 28 следует, что в точках Б и В при сплошной облачности осенью необходимо иметь постоянное дополнительное искусственное освещение, так как в течение всего дня на втором и третьем рядах парт естественная освещенность ниже нормированного значения.

1 - в точке А ; 2 - в точке Б ; 3 - в точке В

Рисунок 28 - График изменения естественной освещенности в трех расчетных точках школьного класса в течение рабочего дня