Лекция № 7 Методы расчета естественного освещения зданий

Форма и размеры светопроемов, характер их расположения в ограждающих конструкциях, а также соответствие норм естественного освещения определяется расчетом.

Расчет естественного освещения осуществляется в три этапа.

1. Предварительный расчет площади светопрозрачных ограждений.

2. Проверочный расчет КЕО и сравнение его величины с нормативным значением для данного вида зрительных работ.

3. Корректировка размеров светопроемов и мест их расположения и повторный проверочный расчет (по мере необходимости).

Предварительные (приближенные) методы расчета площади светопроемов

Предварительный расчет площади светопроемов можно производить двумя путями. Первый путь осуществляется с использованием формул (5) и (6) СНиП II-4-79. Второй - на основе графиков НИИСФ предварительного определения площади светопроемов [20]. Сначала рассмотрим ПЕРВЫЙ ПУТЬ.

Суммарная площадь боковых светопроемов помещений S_о (в свету) определяется по формуле:

, м². (37)

Суммарная площадь светопрозрачных ограждений (в свету) при верхнем освещении S_ф определяется по формуле:

, м². (38)

В формулах (4) и (5) приняты следующие условные обоозначения:

S_п - площадь пола рассматриваемого помещения, м²;

e_нб - нормированное значение КЕО при боковом освещении, %;

e_нв - то же, при верхнем освещении, %;

K_зб - коэффициент запаса, учитывающий снижение КЕО за счет загрязнения и старения материалов светопрозрачных ограждений, а также снижение отражающих свойств внутренних поверхностей помещения при боковом освещении;

K_зв - то же, при верхнем освещении;

_o - световая характеристика окон, показывающая необходимую площадь окна относительно площади пола, которая обеспечивает значение КЕО, равное 1 %;

К_зд - коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями; при отсутствии противостоящих зданий К_зд = 1;

_о - общий коэффициент светопропускания системы бокового освещения, определяемый по формуле:

_о = ₁  ₂  ₃ , (39)

где ₁ - коэффициент светопропускания материала;

₂ - коэффициент учитывающий потери света в переплетах светопроема;

₃ - коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах; при отсутствии солнцезащитных устройств ₃ = 1;

_ф - общий коэффициент светопропускания системы верхнего освещения, определяемый по формуле:

_ф = ₁₂₃₄₅, (40)

₁,₂,₃ - то же, что и в формуле (6), только для верхнего освещения;

₄ - коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях;

₅ - коэффициент, учитывающий потери света в защитной сетке, устанавливаемой под фонарями, принимаемый равным 0,9;

r₁ - коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию;

_ф - световая характеристика фонаря, показывающая необходимую площадь фонаря относительно площади пола, которая обеспечивает среднее значение КЕО, равное 1%;

r₂ - коэффициент, учитывающий повышение КЕО при верхнем освещении, благодаря свету, отраженному от внутренних поверхностей помещений;

К_ф - коэффициент, учитывающий тип фонаря

ВТОРОЙ ПУТЬ осуществляется с использованием графиков НИИСФ предварительного определения площади светопроемов различных систем естественного освещения зданий (рис.5.2 - 5.9) [20].

Площадь световых проемов S_ф и S_о для производственных помещений по этим графикам определяется следующим образом.

На вертикальной шкале откладывается определенное по формуле (36) нормативное значение КЕО (рис. 24 и 25, здесь для примера представлены графики только для двух видов светопроемов). Из данной точки, проводится горизонтальная линия до пересечения с соответствующей прямой графика. Вертикальная линия, проведенная из точки пересечения до горизонтальной шкалы, определит величину процентного отношения площади светопрозрачного ограждения от площади пола помещения. Разделив значение S_ф / S_п или S_о / S_п на 100 и умножив на площадь пола помещения, получают площадь световых проемов в м². Полученную площадь светопрозрачных ограждений размещают в ограждающих конструкциях здания с учетом приведенных в данном разделе требований и рекомендаций по проектированию естественного освещения.

Для боковых светопроемов в жилых помещениях и рабочих кабинетах (рис. 25) методика определения выглядит несколько иначе. Определяется отношение глубины помещения к высоте расположения верха окна над уровнем условной рабочей поверхности. Из точки на горизонтальной линии, соответствующей значению этого отношения, проводится вертикальная линия до пересечения с кривой, соответствующей нормативному значению КЕО. Из найденной точки проводится горизонтальная линия, которая укажет на величину процентного отношения площади светопрозрачного ограждения.

Приведенные графики разработаны применительно к наиболее часто встречающимся в практике проектирования габаритным схемам производственных зданий и типовому решению светопрозрачных конструкций: зенитных фонарей - стеклопакетами в металлических одинарных глухих переплетах; прямоугольных трапециевидных и шедовых фонарей - одним слоем оконного стекла в металлических одинарных открывающихся переплетах; окон - двумя слоями листового оконного стекла спаренных металлических и деревянных открывающихся переплетах.

При других типах заполнений светопроемов и габаритных схем зданий, найденные по графикам значения относительной площади световых проемов необходимо корректировать соответствующими коэффициентами.