МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ВЫПОЛНЕНИЮ СВЕТОТЕХНИЧЕСКОГО РАСЧЕТА
Учебно-методическое пособие
Специальность: 270102 –
промышленное и граж-
данское строительство
ЧЕРЕПОВЕЦ
Методические указания по выполнению светотехнического расчета. Учебно-методическое пособие. – Череповец: ГОУ ВПО ЧГУ, 2008. – с.
Рассмотрено на заседании кафедры строительных конструкций и архитектуры, протокол №
Одобрено редакционно-издательской комиссией Инженерно-экономического института ГОУ ВПО ЧГУ, протокол №
В данном учебном пособии приведена последовательность выполнения светотехнического расчета при боковом освещении (через окна в стенах здания), а также при верхнем (через фонари) и верхне-боковом (комбинированном) освещении по методу А.М. Данилюка. Светотехнический расчет производится для определения площади и расположения световых проемов в гражданских и промышленных зданиях.
Составитель: Е.В. Белановская – доцент каф. СКиА (ГОУ ВПО ЧГУ)
Рецензенты: В.Н. Ворожбянов – канд. техн. наук, профессор (ГОУ ВПО ЧГУ); А.Г. Каптюшина – канд. техн. наук, доцент (ГОУ ВПО ЧГУ)
Научный редактор: В.Н. Ворожбянов – канд. техн. наук, профессор (ГОУ ВПО ЧГУ)
ГОУ ВПО Череповецкий госу-
дарственный университет, 2008
Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь, как правило, естественное освещение. Без естественного освещения допускается проектировать конференц-залы, залы заседаний, выставочные залы, санитарно-бытовые помещения. Естественное освещение подразделяется на боковое, верхнее и верхне-боковое (комбинированное).
При одностороннем боковом естественном освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке, расположенной на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов, на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности (или пола).
При двустороннем боковом освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке посередине помещения на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности (или пола).
При верхнем или верхне-боковом естественном освещении нормируется среднее значение КЕО в точках, расположенных на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности.
Уровень условной рабочей поверхности принимается на расстоянии 800 мм от пола помещения. Условная рабочая поверхность принимается на уровне пола помещения для вестибюлей, гардеробных, лестниц, коридоров, спортивных залов, актовых залов, фойе, кладовых.
Допускается деление помещения на зоны с боковым освещением (зоны, примыкающие к наружным стенам с окнами) и зоны с верхним освещением; расчет естественного освещения в каждой зоне производится независимо.
I. Светотехнический расчет при боковом освещении
Светотехнический расчет заключается в определении требуемой площади светопроемов в помещении. Установленные расчетом размеры световых проемов допускается изменять на +5, –10%.
При боковом освещении требуемая площадь светопроемов принимается равной
, (1)
где
1. Sоктр – требуемая площадь светопроемов;
2. ен – коэффициент естественной освещенности. енIII (для III светового района) определяют по прил. 2 (для гражданских зданий) и по прил. 3 (для промышленных зданий).
Номер светового района определяют по карте светового климата (рис. 1).
Рис. 1. Карта светового климата
Пересчет коэффициента естественной освещенности для I, II, IV и V световых районов производят по формуле
енI,II,IV,V = енIII · m · C, (2)
где m – коэффициент светового климата, определяемый по табл. 1;
С – коэффициент солнечности климата, определяемый по табл. 2 в зависимости от ориентации окон рассматриваемого помещения по сторонам горизонта.
Полученные по формуле (2) значения следует округлять до десятых долей.
Таблица 1
| Пояс светового климата | Коэффициент светового климата m |
| I | 1.2 |
| II | 1.1 |
| IV | 0.9 |
| V | 0.8 |
Таблица 2
| Пояс светового климата | Коэффициент солнечности климата С при световых проемах, ориентированных по сторонам горизонта (азимут, град) | ||
| 136-225° (юг) | 226-315°;46-135° (запад, восток) | 316-45° (север) | |
| I | 0.9 | 0.95 | |
| II | 0.85 | 0.9 | |
| IV а) севернее 50°с.ш. б) 50° с.ш. и южнее | 0.75 0.7 | 0.8 0.75 | 0.95 |
| V а) севернее 40°с.ш. б) 40° с.ш. и южнее | 0.65 0.6 | 0.7 0.65 | 0.9 0.85 |
3. Кз – коэффициент запаса, принимаемый по табл. 3
Таблица 3
| Помещения | Примеры помещений | Коэффициент запаса Кз при расположении светопропускающего материала | ||
| вертикаль но | наклонно | горизон тально | ||
| Помещения жилых и общественных зданий | Жилые комнаты, учебные помещения, кабинеты и рабочие помещения общественных зданий, лаборатории, читальные залы, залы совещаний, торговые залы и т.д. | 1.2 | 1.4 | 1.5 |
| Производственные помещения с воздушной средой, содержащей в рабочей зоне: а) св. 5 мг/м3 пыли, дыма, копоти б) 1-5 мг/м3 пыли, дыма, копоти в) менее 1 мг/м3 пыли, дыма, копоти г) значительные концентрации паров, кислот, щелочей, газов, способных при соприкосновении с влагой образовывать слабые растворы кислот, щелочей, а также обладающих большой коррозирующей способностью | Агломерационные фабрики, цементные заводы и обрубные отделения литейных цехов Цехи кузнечные, литейные, мартеновские, сварочные, сборного железобетона Цехи инструментальные, сборочные, механические, механосборочные, пошивочные Цехи химических заводов по выработке кислот, щелочей, ядохимикатов. Цехи гальванических покрытий и гальванопластики различных отраслей промышленности с применением электролиза | 1.5 1.4 1.3 1.5 | 1.7 1.5 1.4 1.7 | 1.8 1.5 |
Примечание: Значения коэффициента запаса, указанные в графах 3, 4, 5, следует умножать: на 1.1 – при применении узорчатого стекла, стеклопластика, армопленки и матированного стекла, а также при использовании световых проемов для аэрации; на 0.9 – при применении органического стекла.
4. η0 – световая характеристика окон, определяемая по табл. 4
Таблица 4
Значения световой характеристики окон η0 при боковом освещении
| Отношение длины помещения lп к его глубине В | Значение световой характеристики η0, при отношении глубины помещения В к его высоте от уровня условной рабочей поверхности до верха окна h1 | |||||||
| 1.5 | 7.5 | |||||||
| 4 и более | 6.5 | 7.5 | 12.5 | |||||
| 7.5 | 8.5 | 9.6 | 12.5 | |||||
| 8.5 | 9.5 | 10.5 | 11.5 | |||||
| 1.5 | 9.5 | 10.5 | ||||||
| 26.5 | ||||||||
| 0.5 | - |
5. Кзд – коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями, определяемый по табл. 5
Таблица 5
Значения коэффициента Кзд, учитывающего затенение окон противостоящими зданиями в зависимости от отношения расстояния между рассматриваемым и противостоящим зданиями Р к высоте расположения карниза противостоящего здания над подоконником рассматриваемого окна Нзд
| Р/ Нзд | Кзд |
| 0.5 | 1.7 |
| 1.4 | |
| 1.5 | 1.2 |
| 1.1 | |
| 3 и более |
6. τ0 – общий коэффициент светопропускания, определяемый по формуле
τ0 = τ1 τ2 τ3 τ4 τ5, (3)
где τ1 – коэффициент светопропускания материала, определяемый по табл. 6;
τ2 – коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема, определяемый по табл. 7;
τ3 – коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях, определяемый по табл. 8 (при боковом освещении τ3 = 1);
τ4 – коффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах, определяемый по табл. 9;
τ5 – коэффициент, учитывающий потери света в защитной сетке, устанавливаемой под фонарями (τ5 = 1).
Таблица 6
| Вид светопропускающего материала | τ1 |
| Стекло оконное листовое: -одинарное -двойное -тройное | 0.9 0.8 0.75 |
| Стекло витринное толщиной 6-8 мм | 0.8 |
| Стекло листовое армированное | 0.6 |
| Стекло листовое узорчатое | 0.65 |
| Стекло листовое со специальными свойствами: -солнцезащитное -контрастное | 0.65 0.75 |
| Органическое стекло: -прозрачное -молочное | 0.9 0.6 |
| Пустотелые стеклянные блоки: -светорассеивающие -светопрозрачные | 0.5 0.55 |
| Стеклопакеты | 0.8 |
Таблица 7
| Вид переплета | τ2 |
| Переплеты для окон жилых и общественных зданий | |
| Деревянные одинарные | 0.8 |
| Деревянные спаренные | 0.75 |
| Деревянные двойные раздельные | 0.65 |
| Деревянные с тройным остеклением | 0.5 |
| Металлические одинарные | 0.9 |
| Металлические спаренные | 0.85 |
| Металлические двойные раздельные | 0.8 |
| Металлические с тройным остеклением | 0.7 |
| Переплеты для окон и фонарей промышленных зданий | |
| Деревянные одинарные | 0.75 |
| Деревянные спаренные | 0.7 |
| Деревянные двойные раздельные | 0.6 |
| Стальные одинарные открывающиеся | 0.75 |
| Стальные одинарные глухие | 0.9 |
| Стальные двойные открывающиеся | 0.6 |
| Стальные двойные глухие | 0.8 |
Таблица 8
| Вид несущих конструкций покрытия | τ3 |
| Стальные фермы | 0.9 |
| Деревянные и железобетонные фермы и арки | 0.8 |
| Балки и рамы сплошные при высоте сечения: -50 см и более -менее 50 см | 0.8 0.9 |
Таблица 9
| Солнцезащитные устройства, изделия и материалы | τ4 |
| Убирающиеся регулируемые жалюзи и шторы (межстекольные, внутренние, наружные) | |
| Стационарные жалюзи и экраны с защитным углом не более 45° при расположении пластин жалюзи или экранов под углом 90° к плоскости окна: -горизонтальные -вертикальные | 0.65 0.75 |
| Горизонтальные козырьки: -с защитным углом не более 30° -с защитным углом от 15 до 45° (многоступенчатые) | 0.8 0.9-0.6 |
7. r1 – коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию, принимаемый по табл. 10 (при боковом одностороннем освещении) и по табл. 11 (при двустороннем освещении)
Таблица 10
Значения коэффициента r1 при боковом одностороннем освещении
| В/h1 | lр/B | Средневзвешенный коэффициент отражения ρср потолка, стен, пола | ||||||||
| 0.5 | 0.4 | 0.3 | ||||||||
| lп/B | ||||||||||
| 0.5 | 2 и > | 0.5 | 2 и > | 0.5 | 2 и > | |||||
| 1 – 1.5 | 0.1 0.5 | 1.05 1.4 2.1 | 1.05 1.3 1.9 | 1.05 1.2 1.5 | 1.05 1.2 1.8 | 1.05 1.15 1.6 | 1.1 1.3 | 1.05 1.2 1.4 | 1.1 1.3 | 1.1 1.2 |
| 1.6 – 2.5 | 0.3 0.5 0.7 | 1.05 1.3 1.85 2.25 3.8 | 1.05 1.2 1.6 3.3 | 1.05 1.1 1.3 1.7 2.4 | 1.05 1.2 1.5 1.7 2.8 | 1.05 1.15 1.35 1.6 2.4 | 1.05 1.1 1.2 1.3 1.8 | 1.05 1.15 1.3 1.55 | 1.1 1.2 1.35 1.8 | 1.05 1.1 1.2 1.5 |
| 2.6 – 3.5 | 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 | 1.1 1.15 1.2 1.35 1.6 2.6 3.6 5.3 7.2 | 1.05 1.1 1.15 1.25 1.45 1.75 2.2 3.1 4.2 5.4 | 1.05 1.05 1.1 1.2 1.3 1.45 1.7 2.4 4.3 | 1.05 1.1 1.15 1.2 1.35 1.6 1.9 2.4 2.9 3.6 | 1.1 1.1 1.15 1.25 1.45 1.7 2.2 2.45 3.1 | 1.05 1.1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.55 1.9 2.4 | 1.05 1.1 1.15 1.25 1.4 1.6 1.9 2.2 2.6 | 1.05 1.1 1.1 1.15 1.3 1.5 1.7 1.85 2.2 | 1.05 1.05 1.1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.7 |
| >3.5 | 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 | 1.2 1.4 1.75 2.4 3.4 4.6 7.4 | 1.15 1.3 1.5 2.1 2.9 3.8 4.7 5.8 7.1 7.3 | 1.1 1.2 1.3 1.8 2.5 3.1 3.7 4.7 5.6 5.7 | 1.1 1.2 1.4 1.6 2.4 2.9 3.4 4.3 | 1.1 1.15 1.3 1.4 1.8 2.1 2.6 2.9 3.6 4.1 | 1.05 1.1 1.2 1.3 1.5 1.8 2.1 2.4 3.5 | 1.05 1.1 1.25 1.4 1.7 2.3 2.6 3.5 | 1.05 1.05 1.2 1.3 1.5 1.8 2.3 2.6 | 1.05 1.1 1.2 1.3 1.5 1.7 1.9 2.1 2.5 |
Примечания: 1. В – глубина помещения (расстояние от стены с окном до противоположной стены), м;
2. h1 – высота от уровня условной рабочей поверхности до верха окна, м;
3. lр – расстояние от стены с окном до расчетной точки (расчетная точка принимается на расстоянии 1 м от стены, противоположной к окну), м;
4. lп – длина помещения, м;
5. Средневзвешенный коэффициент отражения определяется по формуле
ρср = (ρ1 S1+ ρ2 S2 + ρ3 S3)/(S1+ S2+ S3), (4)
где ρ1, ρ2, ρ3 – коэффициенты отражения потолка, стен и пола, принимаемые в зависимости от цветовой отделки. Для потолка ρ = 0.65-0.7; для стен ρ = 0.4-0.65; ρ = 0.15-0.45;
S1, S2, S3 – площади потолка, стен (без учета стены со светопроемами) и пола.
Таблица 11
Значения коэффициента r1 при боковом двустороннем освещении
| В/h1 | lр/B | Средневзвешенный коэффициент отражения ρср потолка, стен, пола | ||||||||
| 0.5 | 0.4 | 0.3 | ||||||||
| lп/B | ||||||||||
| 0.5 | 2 и > | 0.5 | 2 и > | 0.5 | 2 и > | |||||
| 1 – 1.5 | 0.1 0.5 | 1.05 1.35 1.6 | 1.05 1.25 1.4 | 1.05 1.15 1.25 | 1.05 1.15 1.45 | 1.05 1.1 1.3 | 1.1 1.15 | 1.05 1.1 1.25 | 1.1 1.15 | 1.1 1.1 |
| 1.6 – 2.5 | 0.3 0.5 0.7 | 1.05 1.3 1.8 2.1 2.35 | 1.05 1.2 1.45 1.75 | 1.05 1.1 1.25 1.5 1.6 | 1.05 1.2 1.4 1.75 1.9 | 1.05 1.15 1.25 1.45 1.6 | 1.05 1.1 1.15 1.2 1.5 | 1.05 1.15 1.25 1.3 1.5 | 1.1 1.15 1.25 1.35 | 1.05 1.1 1.2 1.2 |
| 2.6 – 3.5 | 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 | 1.1 1.15 1.2 1.35 1.5 1.8 2.25 2.8 3.65 4.45 | 1.05 1.1 1.15 1.2 1.4 1.6 1.9 2.4 2.9 3.35 | 1.05 1.05 1.1 1.2 1.25 1.35 1.45 1.9 2.6 2.65 | 1.05 1.1 1.15 1.2 1.3 1.5 1.7 1.9 2.2 2.4 | 1.1 1.1 1.15 1.2 1.35 1.5 1.6 1.9 2.1 | 1.05 1.1 1.1 1.15 1.2 1.25 1.3 1.5 1.6 | 1.05 1.1 1.1 1.2 1.35 1.5 1.65 1.8 | 1.05 1.1 1.1 1.1 1.25 1.4 1.5 1.6 1.7 | 1.05 1.05 1.1 1.1 1.15 1.2 1.25 1.3 1.4 |
| >3.5 | 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 | 1.2 1.4 1.75 2.35 3.25 4.2 5.1 5.8 6.2 6.3 | 1.15 1.3 1.5 2.8 3.5 4.5 4.9 | 1.1 1.2 1.3 1.75 2.4 2.85 3.2 3.6 3.9 | 1.1 1.2 1.4 1.6 1.9 2.25 2.55 2.8 3.4 3.5 | 1.1 1.15 1.3 1.4 1.7 2.3 2.4 2.8 2.9 | 1.05 1.1 1.2 1.3 1.45 1.7 1.85 1.95 2.3 2.4 | 1.05 1.1 1.25 1.35 1.65 1.95 2.1 2.25 2.45 2.6 | 1.05 1.05 1.2 1.25 1.5 1.7 1.8 2.1 2.25 | 1.05 1.1 1.15 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 2.5 |
Примечания: 1. В – глубина помещения (расстояние от стены с окном до середины помещения), м;
2. h1 – высота от уровня условной рабочей поверхности до верха окна, м;
3. lр – расстояние от стены с окном до расчетной точки (расчетная точка принимается на расстоянии 1 м от стены, противоположной к окну), м;
4. lп – длина помещения, м;
5. Средневзвешенный коэффициент отражения определяется по формуле
ρср = (ρ1 S1+ ρ2 S2 + ρ3 S3)/(S1+ S2+ S3), (4)
где ρ1, ρ2, ρ3 – коэффициенты отражения потолка, стен и пола, принимаемые в зависимости от цветовой отделки. Для потолка ρ = 0.65-0.7; для стен ρ = 0.4-0.65; ρ = 0.15-0.45;
S1, S2, S3 – площади потолка, стен (без учета стены со светопроемами) и пола.
Пример 1: Определить нормативную площадь световых проемов в комнате жилого дома, построенного в г. Архангельске (рис. 2), с окном с тройным остеклением в деревянных переплетах, ориентированным на северную сторону горизонта. Высота помещения 2.7 м. Расстояние между рассматриваемым и противостоящим зданием Р=15 м. Высота расположения карниза противостоящего здания над подоконником рассматриваемого окна Нзд=20 м.
Рис. 2. План и разрез помещения (к примеру 1)
Решение:
, (1)
енIII = 0.5% (прил. 2)
енI = енIII · m · C = 0.5 · 1.2 · 1 = 0.6%
Кз = 1.2 (табл. 3)
η0: lп/B = 2.6/4.2 = 0.62; В/h1 = 4.2/1.5 = 2.8; η0 = 37 (табл. 4)
Кзд: Р/Нзд= 15/20 = 0.75; Кзд = 1.55 (табл. 5)
τ0 = τ1 τ2 τ3 τ4 τ5 = 0.75 · 0.5 · 1 · 1 · 1 = 0.375 (табл. 6-9)
r1: lп/B = 0.62; В/h1 = 2.8; lр/B = 3.2/4.2 = 0.76; ρср = (ρ1S1 + ρ2S2 + ρ3S3)/
(S1+ S2+ S3) = (0.7·10.9 + 0.6·29.7 + 0.35·10.9)/(10.9+29.7+10.9)=0.57; r1 = 3.0 (табл. 10)
Sоктр = 0.6 · 1.2 · 37 · 10.9 · 1.55/100 · 0.375 · 3 = 4 м2