Справочно-информационный материал Естественное освещение

Естественное освещение обусловлено видимой частью солнечной радиации. В спектральном составе солнечной радиации на границе земной атмосферы на видимую часть приходится 52%, у поверхности земли – 40%.

Видимый свет имеет большое биологическое значение. Это, прежде всего, связано со специфическим влиянием на функции зрения. Дневной свет оказывает воздействие на функциональное состояние центральной нервной системы, под его воздействием улучшаются рост и развитие организма, процессы кроветворения, работа эндокринных желез усиливается обмен веществ в организме, регулируются биологические ритмы.

Для оценки условий освещения принята международная система световых величин.

Основные световые понятия и единицы.

Световой поток (F) – мощность лучистой энергии, которая оценивается по световому ощущению, производимому на человеческий глаз; за единицу светового потока принят 1 люмен (лм). 1 лм – световой поток, излучаемый в единичном телесном углу точечным источником с силой света 1 кандела.

Сила света (/) – пространственная плотность светового потока. За единицу силы света принята кандела (кд) – сила света, испускаемая в перпендикулярном направление с площади 1/600000м² черного тела при температуре затвердевания платины.

Освещённость (Е) – это поверхностная плотность светового потока. Она определяется отношением светового потока, падающего на освещаемую поверхность, к площади этой поверхности. Единицей освещенности является люкс (лк). 1 лк – освещённость поверхности в 1 м при падении на неё светового потока в 1 лм.

Яркость (В) – это поверхностная плотность силы света в данном направлении. Яркость является величиной, непосредственно воспринимаемой глазом. Единицей измерения яркости является кандела на 1 м² (кд/м²). Это яркость такой плоской поверхности, которая в перпендикулярном направлении излучает силу света в 1 канделу с площади в 1 м².

Коэффициент отражения (р) – отношение светового потока, отражаемого от поверхности, к световому потоку, падающему на неё. Выражается в долях единицы или процентах.

Для гигиенической оценки естественного освещения помещений используют геометрический и светотехнический методы исследований.

Геометрические показатели

Световой коэффициент представляет отношение застекленной поверхности всех окон к площади пола помещения.

Для определения СК с помощью рулетки измеряют площадь стекол. Допускается измерение площадей световых проёмов с вычитанием (от 10% до 25%) площади переплётов.

Пример: Площадь застеклённой поверхности окон в помещении – 6 м², площадь пола – 30 м²; получаем отношение 6:30 или 1:5, т. е. световой коэффициент равен 1:5.

Коэффициент заглубления представляет отношение высоты верхнего края окна над полом (по вертикали) к глубине комнаты (расстояние от светонесущей стены до наиболее удаленной точки помещения по горизонтали). При этом если величина равна 2, образуется угол, равный 30°. При увеличении коэффициента заглубления более 2 у противоположной стены создаются неудовлетворительные условия естественной освещенности.

Световой коэффициент и коэффициент заглубления не учитывают затемнение противостоящими зданиями, для этого дополнительно определяют угол падения и угол отверстия.

Угол падения световых лучей.

Угол падения образуется двумя линиями, из которых одна – горизонтальная проводится от рабочей поверхности (точка А) к светонесущей стене (точка В). Вторая проводится из той же точки А к верхнему краю окна (точка С) (Рисунок 1). Вертикальный отрезок (СВ) и горизонтальный отрезок (АВ) измеряются рулеткой и используются для построения угла на бумаге. Размеры их откладываются в масштабе на листе, и в последующем угол измеряется транспортиром. Можно рассчитать величину угла с помощью таблицы тангенсов (Таблица 1).

Рисунок 1. – Световые углы

Пример: Сторона СВ – 2 м, сторона АВ – 3,9 м, тангенс угла CAB равен 2 : 3,9 = 0,51, что по таблице тангенсов соответствует 27°.

По гигиеническим рекомендациям угол падения должен быть не менее 27°.

Таблица 1. – Тангенсы углов, выраженные в натуральных числах

tg	Угол (°)	tg	Угол (°)	tg	Угол (°)
0,010	1	0,287	16	0,601	31
0,035	2	0,306	17	0,625	32
0,052	3	0,325	18	0,649	33
0,070	4	0,344	19	0,675	34
0,087	5	0,364	20	0,700	35
0,105	6	0,384	21	0,727	36
0,123	7	0,404	22	0,754	37
0,141	8	0,424	23	0,781	38
0,158	9	0,445	24	0,810	39
0,176	10	0,466	25	0,839	40
0,191	11	0,488	26	0,869	41
0,213	12	0,510	27	0,900	42
0,231	13	0,532	28	0,933	43
0,249	14	0,554	29	0,966	44
0,268	15	0,577	30	1,000	45

Угол отверстия световых лучей.

Угол отверстия образуется двумя линиями. Верхняя линия идет от рабочего места к верхнему краю светового проема. Нижняя линия идет от рабочего места к высшей точке противостоящего здания или другого предмета, затеняющего окна (точка Д).

В построенном ранее чертеже угла падения верхняя линия является одновременно верхней границей угла отверстия. Затем находят проекцию линии АД на стекло. Угол САД представляет собой угол отверстия. Для его расчета находят разницу углов CAB и ДАВ. Угол ДАВ рассчитывается аналогично углу CAB по методу тангенсов, после чего его величина вычитается из найденного ранее угла падения. Оставшаяся величина составит угол отверстия.

При определении углов глаз наблюдателя должен находиться на уровне рабочей поверхности.

Пример: Сторона ДВ – 1,6 м, сторона АВ – 3,9 м, тангенс угла ДАВ равен 1,6 : 3,9 = 0,41, что соответствует 22°. Угол падения равен 27°. Угол отверстия = 27 – 22 = 5°.

По гигиеническим рекомендациям угол отверстия должен быть не менее 5°.

Светотехнический показатель – коэффициент естественной освещённости (КЕО). Коэффициент естественной освещённости представляет собой процентное отношение горизонтальной освещённости внутри помещения к одновременной горизонтальной освещенности под открытым небосводом при рассеянном освещении. При боковом одно­стороннем освещении нормируется минимальное значение КЕО, которое должно быть измерено в небольших помещениях на расстоянии 1 м от наиболее удаленной от световых проёмов стены.

Определение освещенности осуществляется методом люксметрии. Объективный люксметр состоит из воспринимающей части в виде фотоэлемента и присоединенного к нему стрелочного гальванометра – регистрирующая часть. Фотоэлемент представляет собой железную пластинку, на которую нанесены слои селена – фотоактивный слой, и слой золота или платины, выполняющий функцию электрода.

Портативный люксметр типа Аргус-01 в качестве первичного преобразователя содержит кремниевый фотодиод с системой светофильтров.