Естественное освещение производственных помещений может быть следующих видов:
а) верхнее - через световые фонари в перекрытии;
б) боковое - через окна в наружных стенах;
в) комбинированное - через световые фонари и через окна.
Естественная освещенность очень изменчива в зависимости от времени дня, сезона и атмосферных условий. Поэтому оценку естественного освещения помещений производят не на абсолютной величине создаваемой освещенности, а по относительной величине, показывающей во сколько раз освещенность внутри помещения меньше освещенности снаружи здания. Эта относительная величина, выраженная в процентах, называется коэффициентом естественной освещенности (КЕО) и определяется по формуле:
е = (Ев/Ен)∙100%, (3.7)
где е - КЕО, выраженный в процентах, %;
Ев - освещенность внутри помещения, лк;
Ен - освещенность снаружи здания (определяемая по горизонтальной плоскости в условиях экранирования прямых солнечных лучей), лк.
В строительных нормах и правилах предусматривается раздельное нормирование при освещении верхним и боковым светом; при использовании только бокового света нормируется минимальное значение КЕО (emin.), при освещении верхним или комбинированным светом - среднее значение КЕО (еср.). Это объясняется большой неравномерностью освещения при изменении бокового света. При освещении верхним или комбинированным светом имеет место достаточная равномерность освещения. Выбор КЕО по нормам определяется степенью точности выполняемых работ и видом естественного освещения [СНиП 23-05-95].
Расчет освещенности производится путем определения коэффициента естественной освещенности в различных точках помещения. Коэффициент естественной освещенности может быть представлен как сумма трех компонентов:
е = еп + ев + ез (12.8)
где: еп - КЕО от прямого света:
ев - КЕО, определяемый отраженным светом от внутренних поверхностей помещения;
ез – КЕО, определяемый отраженным светом от стен, противостоящих зданий, земли и т. п.
Классическим методом расчета естественного освещения является графический метод, предложенный Данилюком.
Для ориентировочных расчетов используются определения требуемой площади светопроемов, которая обеспечивает нормированную для данной работы величину коэффициента естественной освещенности. Используется следующие формулы:
а) при боковом освещении помещения:
So=(Sп∙emin∙hо∙k)/(100∙to∙r1) (12.9)
б) при верхнем освещении помещения:
Sф=(Sп∙eср.∙ hф)/(100∙to∙r2) (12.10)
где:
So - площадь проемов, м2;
Sф - площадь световых фонарей, м2;
Sп - площадь пола помещения, м2;
emin - нормированное минимальное значение КЕО для данного помещения при боковом освещении (Табл. 3.1 или СНиП 23-05-95);
eср. - нормированное значение КЕО для данного помещения при верхнем и комбинированном рабочем освещении (Табл. 3.1 или СНиП 23-05-95);
hо - световая характеристика окна (Табл. 3.2 или СНиП 23-05-95);
k - коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящими зданиями (табл. 3.4 или СНиП 23-05-95);
to - общий коэффициент светопропускания (табл. 3.5 или СНиП 23-05-95);
hф - световая характеристика фонаря (табл. 3.3 или СНиП 23-05-95);
r1 - коэффициент, учитывающий влияние отраженного света при боковом освещении (табл. 3.6 или СНиП 23-05-95);
r2 - коэффициент, учитывающий влияние отраженного света при верхнем освещении (табл. 3.7 или СНиП 23-05-95).
Таблица 3.1
Нормированные значения КЕО в помещениях производственных зданий, расположенных севернее 45о и южнее 60о северной широты
| Разряды работ | Характер работ выполняемых в помещении | Нормы КЕО, % | ||
| виды работы по степени точности | размеры объекта различения | при верхнем и комбинированном освещении, сср. | при боковом освещении, сmin | |
| Особо точные работы | 0,1 и менее | 3,5 | ||
| Работы высокой точности | 0,1-0,3 | |||
| Точные работы | 0,3-1,0 | 1,5 | ||
| Работы малой точности | 1-10 | |||
| Грубые работы | более 10 | 0,5 | ||
| Работы, требующие общего наблюдения за ходом производственного процесса без выделения отдельных деталей | - | 0,25 |
Примечания: 1. Нормировочные значения КЕО, умножаются на коэффициент:
0,75 при расположении зданий южнее 45о северной широты;
1,2 - при расположении зданий севернее 60о северной широты.
2. В значениях размеров северных проемов допускается отклонение расчетной величины КЕО средней и минимальной от нормировочной на ±10 %.
Таблица 3.2
Значение световой характеристики окна hо
| Отношение длины помещения А (вдоль стен с окнами к его ширине В (рис. 3.1) | Значения световой характеристики при его отношении ширины помещения В к возвышению верхнего края окна под горизонтальной рабочей поверхностью h, (рис. 3.1), равном | |||||||
| 0,5 | 1,5 | |||||||
| 4 и более | - | - | 9,5 | |||||
| 9,5 | 8,5 | 9,5 | 11,5 | |||||
| 11,5 | ||||||||
| 1,5 | 11,5 | 12,5 | ||||||
| 0,5 | - | - | - | - | - |
Примечание: Таблицей 3.2 можно пользоваться при высоте подоконника не более 1,2 м. При высоте подоконника более 1,2 м световая характеристика окна определяется как разность характеристик для двух окон: окна высотой (h1) от рабочей плоскости до верхнего края окна и окна высотой от рабочей поверхности до подоконника (h2).
Таблица 3.3
Значение световой характеристики фонарей hф
| Типы фонарей | Количество пролетов | Значение световой характеристики при отношении длины вдоль оси фонаря Lф к высоте помещения h, равном | ||||||||
| и при отношении высоты помещения к ширине пролета L, равном (рис. 3.1) | ||||||||||
| 0,4 | 0,7 | 1,0 | 0 4 | 0,7 | 1,0 | 0 4 | 1 0 | |||
| Фонари с вертикальными двухсторонними остеклениями (прямоугольные, М-образные) | 5,2 | 8,0 | 9.9 | 4,6 | 7,3 | 8,9 | 3,9 | 6,0 | 7,3 | |
| 5,2 | 6,1 | 7,5 | 4.7 | 5,6 | 6,9 | 3,9 | 4,6 | 5,6 | ||
| 3 и более | 4,7 | 4,7 | 4,7 | 4,3 | 4,3 | 4,3 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | |
| Фонари с вертикальным односторонним остеклением (шеды) | 4,6 | 7,1 | 8,8 | 4,0 | 6,3 | 7,6 | 3,3 | 5,1 | 6,3 | |
| 4,6 | 5,4 | 6,7 | 4,0 | - | - | - | - | - |
Таблица 3.4
Значение коэффициента k, учитывающего затенение окна
противостоящими зданиями
| L/H | 0,5 | 1,5 | 3 и более | ||
| Коэффициент h | 1,7 | 1,4 | 1,2 | 1,1 |
Примечание: L – расстояние между рассматриваемыми и противостоящими зданиями; Н - высота расположения карниза противостоящего здания над подоконником рассматриваемого окна.
Таблица 3.5
Значение общего коэффициента светопропускания tо
| Характеристика помещения по условиям загрязнения воздуха | Виды помещения | Положение остекления | Значение коэффициента to | ||||||
| при деревянных и ж/б переплетах | при стальных переплетах | При стекло-ж/б заполнении | |||||||
| одинарных | двойных | сдвоенных | одинарных | двойных | сдвоенных | ||||
| Группа Б | Цеха холодного проката, инструментальные цеха, машинные залы ГТС аппаратные залы предприятий | Верти- | 0,5 | 0,35 | 0,4 | 0,6 | 0,4 | 0,4 | 0,35 |
| Помещения | кальное | ||||||||
| с незначи- | |||||||||
| тельными | Наклон- | 0,4 | 0,25 | 0,3 | 0,5 | 0,3 | 0,4 | 0,25 | |
| выделениями | ное | ||||||||
| пыли, | |||||||||
| копоти | |||||||||
| (ПДК пыли | |||||||||
| и других | |||||||||
| аэрозолей) |
Таблица 3.6
Значение коэффициента r1, учитывающего отраженный свет при одном
Боковом освещении
| Средневзвешанный коэффициент отражения стен, потолка, пола помещения, rср. | Значение коэффициента r1 | |
| при одностороннем освещении | при двухстороннем освещении | |
| 0,5 0,4 0,3 | 2,2 1,7 1,2 |
Примечания:
1. В производственных помещениях с односторонним освещением при отсутствии внутренних стен значения коэффициента r1, приведенное в табл. 3.6 умножают на 0,7.
2. Средневзвешанный коэффициент отражения внутренних поверхностей помещения определяется по формуле:
rср.=(r1∙S1 + r2∙S2 + r3∙S3)/(S1+S2+S3), (3.11)
где:
r1, r2, r3, - коэффициенты отражения соответственно от стен, потолка, пола, применяемые в зависимости от вида цветовой отделки (табл. 3.8);
S1, S2, S3 - площади соответственно стен, потолка и пола, м2.
Таблица 3.7
Значения коэффициента r2, учитывающего отраженный свет при верхнем освещении
| Количество пролетов в помещении | Средневзвешанный коэффициент отражения стен, потолка и пола помещения, rср. | Значение коэффициента r2 при отношении высоты помещения h к его ширине Lо(В) (рис. 3.1) | |||
| 0,16 | 0,36 | 0,66 | 1,0 | ||
| 0,5 | 1.5 | 1,6 | 1,7 | 1,9 | |
| 0,4 | 1,4 | 1,5 | 1,6 | 1,7 | |
| 0,3 | 1,2 | 1,3 | 1,4 | 1,5 | |
| 0,5 | 1,4 | 1,5 | 1,6 | 1,7 | |
| 0,4 | 1,3 | 1,4 | 1,5 | 1,6 | |
| 0,3 | 1.2 | 1,3 | 1,4 | 1,5 | |
| 3 и более | 0,5 | 1,3 | 1,3 | 1,3 | 1,3 |
| 0,4 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | |
| 0,3 | 1.1 | 1,1 | 1,1 | 1,1 |
Примечания: 1. Значение коэффициента r2 при фонарях пилообразной формы (шедах) увеличивается умножением на 1,2.
2. Высотой h помещения считается расстояние от горизонтальной рабочей плоскости до нижней грани остекления фонаря.
3. Коэффициент rср. определяется по формуле (3.11).
Рис.3.1. Схема обозначения размеров здания и световых проемов для расчета
естественного освещения.
Таблица 3.8
Коэффициенты отражения различных поверхностей rср.
| Характер отражающей поверхности | Коэффициент отражения,rср. |
| Побеленный потолок, побеленные стены с окнами, закрытыми белыми шторами Побеленные стены при незащищенных окнах, побеленный потолок в серых помещениях; чистый бетон, светлый деревянный потолок Бетонный потолок в грязных помещениях, деревянный потолок, бетонные стены с окнами, стены, оклеенные светлыми обоями Стены и потолок в помещениях с большим количеством темной пыли, сплошное остекление без штор, красный кирпич неоштукатуренный, стены с темными обоями Стены и потолок покрашены в светлые тона (светло-желтый, светло-зеленый, голубой и проч.) Стены и потолок покрашены в полутемные тона (серый, красный, зеленый) Стены и потолок покрашены в темные тона (коричневый, черный) |
Искусственное освещение
Выбор источника света
Для освещения используются следующие источники света:
- лампы накаливания;
- газоразрядные лампы низкого давления (люминесцентные);
- газоразрядные лампы высокого давления (дуговые ртутные люминесцентные ДРЛ);
- металлогалоидные (лампы высокого давления с иодидами ДРИ);
- дуговые ксеноновые лампы.
Выбор источников света определяется рядом факторов: характером работы, условиями среды и размерами помещения. Лампы накаливания следует применять в помещении, где выполняются грубые работы, для которых освещенность нормируется менее 50 лк, когда предъявляются повышенные требования к определению цветовых оттенков, а также во взрыве- и пожароопасных помещениях. Люминесцентные лампы следует применять в помещениях, где требуется большая освещенность, а также при повышенных требованиях к правильности определения цветов.
Выбор типа люминесцентных ламп для освещения помещения зависит от особенностей работы и окраски помещения. Лампы ЛХБ (лампа люминесцентная, холодно-белая), ЛД (люминесцентная дневного света) и особенно ЛДЦ (люминесцентная, дневного света, правильной цветопередачи) следует применять в тех случаях, когда это обусловлено специальными требованиями и определению цвета. Во всех остальных типах рекомендуются лампы типа ЛБ (люминесцентная, белого цвета). Лампы типа ДРЛ, ДРИ-700, натриевые и ксеноновые лампы используются для освещения открытых пространств.
Выбор источников света можно сделать по таблицам П5-П7 (приложения)
В таблицах 3.9; 3.10; 3.11 приведены характеристики основных типов люминесцентных ламп и ламп накаливания.
Таблица 3.9