Лабораторная работа «Исследование и расчет естественного освещения»

При строительстве современных зданий и сооружений зачастую предусматривают специальные проемы, оснащенные остекленными надстройками. Их называют светоаэрационными фонарями. Эти устройства имеют свои особенности и определенные функции, которые в обязательном порядке необходимо учитывать при проведении монтажных работ.

Светоаэрационные фонари — это устройства, отвечающие не только за освещение, но и за воздухообмен в помещении. Такие фонари принято разделять на несколько категорий по форме.

· Прямоугольные. Имеют вертикальное остекление. Они отличаются водонепроницаемостью и очень удобны в очистке. Такие устройства по праву считаются наиболее простыми в эксплуатации. Главный их недостаток заключается в слабойсветоактивности.

· Трапециевидные. Этот вариант фонарей, наоборот, обладает хорошейсветоактивностью, поскольку остекление расположено к горизонту под углом от 70 до 80 градусов. В качестве недостатка следует отметить высокуюзагрязняемость трапециевидных сооружений.

· Треугольные. Фонари такого вида являются обособленными, поскольку применяются исключительно для освещения. Тоже считаются трудноочищаемыми.

· М-образные. Больше подходят для производственных помещений, требующих интенсивного воздухообмена.

· Шедовые. Варианты фонарей, по типу конструкции схожие с предыдущими. Чаще всего они ориентированы на северную часть небосвода. Считаются невыгодными с экономической точки зрения. Кроме того, они препятствуют нормальному сходу снега с поверхности крыши.

Отдельно следует сказать о зенитных фонарях, поскольку они имеют светопрозрачные поверхности. У них довольно высокаясветоактивность. Такие фонари не требуют много места, но при этом обеспечивают равномерное освещение всей территории.

Существенный недостаток заключается в чрезмерной загрязняемости пылью. Но если фонари имеют сводчатые и купольные прозрачные элементы, то перечисленные недостатки становятся менее существенными

Конструктивные решения фонарей

Фонари верхнего света могут быть самых разных типов.

А-- прямоугольный;

Б-- трапециевидный;

В-- пилообразный (шедовый) с вертикальным или наклонным остеклением;

Г-- двускатный;

Д-- купольный;

Е-- зенитный (арочный).

Шедовые и трапециевидные фонари

Для многих производств попадание прямых солнечных лучей на рабочие места недопустимо. В таких случаях устраивают шедовые фонари (зубчатые) с односторонним вертикальным остеклением, ориентированным на север.

Большая площадь остекления позволяет достигнуть отличного индекса дневного освещения, оптимального соотношения контраста освещённых областей, постоянность и равномерность освещения на объекте. Фонари используют непрямые отражаемые части солнечной энергии. На основе ориентации преимущественно на север (для шедовых фонарей) и на основе создания уклона остекленной площади (для трапециевидных), позволяет предохранять помещение от прямого солнечного излучения и таким способом естественно защищать от избыточного подогрева и чрезмерного солнечного света -- например, от избыточной экспозиции или ослепления.

Шедовые и трапециевидные фонари можно использовать только для объектов, ориентированных в пространстве подходящим способом (север -- юг), или не имеющими прямого попадания солнечного излучения в остекленную часть фонарей. Большая площадь остекления способствует значительным энергетическим потерям объекта, и поэтому необходимо применять канальный поликарбонат с хорошими тепловыми и изоляционными характеристиками. В сравнении с другими типами фонарей, массивная конструкция шедовых, прямоугольных и трапециевидных фонарей существенно не влияет на локальное увеличение и уменьшение индекса освещённости. Конструкция таких фонарей является удобной только для больших площадок индустриальных объектов.

Назначение и типы световых фонарей

В покрытиях зданий предусмат­ривают специальные проемы с остекленными надстройками, называемыми световыми фонарями.

Наряду с освещением эти фонари служат целям воздухообмена в помещениях, в следствии чего их называют светоаэрационными.

Фонари подразделяют на:

- прямоугольные,

- трапециевидные,

- тре­угольные,

- М-образные,

- шедовые;

- зенитные.

Прямоугольные фонари, имеющие верти­кальное остекление, отличаются незначительной инсоляцией и загрязняемостью; они более водонепроницаемы и удобны в очистке, нежели фонари с наклонным остеклением.

Такие фонари просты в устройстве и надежны в эксплуатации.

Недостаток прямоугольных фонарей - относительно малая светоактивность.

Так, для удовлетворения заданной освещенности площадь остекления в прямоугольных фонарях должна быть примерно в 1,6 раза больше, чем в фонарях с наклонным остеклением.

В трапециевидных фонарях остекление расположено к горизонту под углом 70-80°, поэтому они обладают хорошейсветоактивностыо.

Однако значительная инсоляция, повышен­ная загрязняемость, возможность протекания при открытых переплетах и усложненное конструктивное решение ограничивают применение тра­пециевидных фонарей.

Треугольные фонари имеют профили тре­угольников с наклоном остекленных поверхностей к горизонту в 45°.

Их применяют лишь для целей освещения, т. е. устраивают с глухим остек­лением.

Несмотря на хорошие светотехнические качества, эти фона­ри устанавливают редко, что объясняется их значительной инсолирующей способностью, сложностью конструкции и трудностью очистки.

Фонари М-образные устраивают с верти­кальным и наклонным остеклением и для них характерны преимущества и недостатки фонарей, рассмотренных выше.

Их применяют преимуще­ственно в зданиях с производствами, требующими интенсивного возду­хообмена.

Шедовыефонари как и М-образные, устраи­вают с вертикальным или наклонным остеклением, как правило, ориен­тированным на северную часть небосвода.

Такие фонари изолируют помещения от прямых солнечных лучей, создают равномерное и рас­сеянное освещение, однако для устройства их требуются сложные и трудно поддающиеся типизации конструкции.

Рассмотренные традиционные типы фонарей существенные недостатки.

В частности, они недостаточно светоактивны, многодельны, отличаются большой ме­таллоемкостью, имеют негерметичную конструкцию и не­экономичны в эксплуатации.

Кроме того, такие фонари задерживают много снега на крышах зданий.

Более совершенная конструкция зенитных фонарей имеющих светопрозрачные поверхности в плоскости по­крытия.

Светопрозрачные ограждения выполняют из стеклоблоков, стек­лопластика и органического стекла.

Зенитные фонари обладают высокойсветоактивностью, по сравнению с прямоугольными фонарями требуют в 2 раза меньшую площадь световых проемов, обеспечивают равномерное освещение рабочих мест, имеют небольшой вес и хорошие эксплуатаци­онные качества.

Недостаток зенитной конструкции фонарей - повышеннаязагрязняемост пылью.

В фонарях со сводчатыми и купольными прозрачными элементами, обладающими хорошими аэродинамическими свойствами, эти недостатки проявляются незначительно.