3.1.2 Расчет средних пролетов, освещаемых через фонари

Для определения требуемой площади остекления фонарей необходимо использовать формулу (3.2)

.

Значение отдельных составляющих следующее:

а) е_N = е_н·m_N = 4,0 · 0,8 = 3,2%,

где е_н·по таблице В.1 [1 табл. 1] для IV разряда зрительной работы для фонарей составляет 4%;

m_N по таблице В.4 [1] для прямоугольных фонарей с ориентацией светопроемов СВ – ЮЗ принимаем 0,80;

б) коэффициент запаса сохраняет ранее определенное значение (К_з = 1,3);

в) Коэффициент светопропускания τ₀ для фонарей остается таким же как и для бокового освещения и равен 0,49;

г) Коэффициент r₂ находим по таблице Г.8 [1] при отношении высоты помещения от условной рабочей поверхности до нижней грани остекления фонаря Н_ф = 7,2 – 0,8 + 2,5 = 8,9м к ширине пролета l = 24м и наличии двух смежных пролетов с фонарями

.

Значении ρ_ср = 0,3 остается по заданию. r₂ = 1,05;

д) световая характеристика фонаря η_ф определяется по таблице Г.8 [1]. при отношении длины помещения l_n к ширине пролета l.

и отношении высоты помещения Н к ширине пролета l.

равна 9,5. η_ф ≈ 4,0;

е) значение коэффициента К_ф, учитывающий тип фонаря, определяется по таблице Г.8 [1] равен 1,2.

Подставляя найденные значения в формулу (3.2), получаем

.

На участке протяженностью 6м площадь остекления фонаря

м².

По конструктивным соображениям следует принять по две створки с каждой стороны фонаря высотой 1,5м каждая. Полученная площадь

S = 6 · 1,5 · 2 = 36м²,

т.е. на 7% меньше установленной по предварительному расчету, что допустимо.

На основании полученных в предварительном расчете данных, увязанных с конструктивными возможностями, необходимо вычертить в масштабе М 1:200 габаритные схемы поперечного разреза и планов по окнам и фонарям. На схемах наносятся в масштабе толщины стен. Планы могут быть вычерчены на половину длины здания, учитывая их симметричность относительно следа характерного разреза, принимаемого посредине длины пролетов против оконных проемов. На чертеже записываются исходные данные, результаты предварительного расчета и вчерчивается расчетная таблица для второго этапа работы.

3.2 Пример выполнения проверочного расчета естественного освещения

На поперечном разрезе (рис. 3.6) отмечаются контрольные точки на уровне условной рабочей поверхности. Условную рабочую плоскость в промышленных зданиях принято считать на высоте 0,8м выше уровня пола помещения. Точки размещаются симметрично относительно осей пролетов на расстоянии не более 3м друг от друга но не менее 5 точек в пролете. Крайние точки смещаются внутрь здания на 1м от поверхностей стен и на 1м от оси колонны. Светопроемы в поперечном разрезе нумеруются римскими цифрами – в примере их пять.

Расчет КЕО от бокового освещения выполняется по формуле (3.4)

.

Так как по заданию противолежащих зданий нет, то слагаемое равно 0 и формула упрощается:

.

Определение величины ε для каждой из точек производится с помощью графиков Данилюка I и II (рис. Г.1; Г.2) [1]. График I предназначен для наложений на поперечный разрез, а график II – на план по окнам.

График Г.1 последовательно накладывается в точки с 1 по 7, расположенные в бесфонарном пролете таким образом, чтобы его основание совпадало со следом рабочей плоскости, а центр – с соответствующей точкой. В этом положении подсчитывается количество лучей n₁ (за луч принимаем промежуток между смежными линиями графика), проходящих между нижней и верхней гранями оконного проема. Результаты записываются в графу 2 расчетной таблицы (табл. 3.1). Подсчет значений n₀₁ в рассматриваемом примере для точек, следующих за точкой 7, не производится ввиду малости получаемого количества лучей.

Далее измерителем либо масштабной линейкой отмеряется расстояние от каждой из расчетных точек до средней точки по высоте окна и на таких расстояниях от линии окон в плане накладывается на план график Г.2. Основание графика при этом должно располагаться параллельно линии окон. Для упрощения операции по выбору расстояния между точкой и серединой проема можно вместо измерителя или масштабной линейки воспользоваться концентрическими окружностями, нанесенными на график Г.1, и соответствующими им параллельными прямыми, нанесенными на график Г.2. Замечая номер концентрической окружности, проходящей через центр окна по графику Г.1, совмещают прямую с тем же номером графика Г.2 с линией окон на плане и тем самым устанавливают график Г.2 на надлежащем расстоянии от окон.

Количество лучей, проходящих через проемы окон, расположенных по одной стороне от оси симметрии плана, следует удвоить и записать в графу 3 расчетной таблицы.

Произведение n₁, n₂, разделенное на 100, выразит геометрический КЕО для каждой из точек от бокового освещения ε_б. Полученные значения записываем в графу 4.

Затем с помощью транспортира измеряются углы между средними лучами и следом рабочей плоскости на разрезе и записываются результаты в графу 5, после чего по таблице Г.10 находятся значения коэффициентов q, учитывающих неравномерную яркость неба при пасмурной погоде, и заносятся в графу 6.

Значение коэффициентов светопропускания и запаса сохраняют такими же, как в предварительном расчете: τ₀ = 0,49 и К_з = 1,3.

Коэффициент r₁ для каждой из точек при боковом освещении приобретает различные значения в зависимости от степени удаления точки от окон. Отношение удаления точки l к общей ширине пролета В = 24м в рассматриваемом примере объединены в таблицу

Номер точки	1	2	3	4	5	6	7
l/В	0,055	0,167	0,33	0,5	0,67	0,83	1,0

Значение других показателей, необходимых для нахождения r₁ по таблице В.5 [1], остаются те же, что и в предварительном расчете:

; ; ρ_ср = 0,3.

Найденные величины r₁ записываются в графу 7 расчетной таблицы.

Подставляя выявленные сомножители в формулу (3.4), получим искомые значения , которые запишем в графу 8 расчетной таблицы.

Расчет КЕО от верхнего освещения выполняется по формуле (3.5)

.

Для удобства подсчетов формула может быть переписана

где - составляющая от прямого света небосвода, значения которой различны в разных точках;

- составляющая от отраженного света, принимаемая приближенно одинаковой в разных точках помещения, освещаемого верхним светом.

Расчет в примере выполнен для точек от 3 до 19, т.е. охватывает не только точки в пролетах с фонарями, но и часть точек бес фонарного пролета, в которые проникает некоторое количество естественного света от фонарей.

Для определения геометрического КЕО при верхнем освещении следует воспользоваться графиками Данилюка II и III (рис. Г.2; Г.3). График III предназначен для поперечного разреза, а график II – для плана или продольного разреза.

Накладывая график III на каждую из контрольных точек характерного разреза, можно посчитать количество лучей n₃, проходящих между нижней и верхней гранью видимых из точки проемов фонарей. Результаты необходимо записать в графы 9, 12, 15 и 18 расчетной таблицы. Далее следует замерить расстояния между контрольными точками и средними точками проемов фонарей, последовательно наложить график II на план фонаря и определить количество проходящих от половины его длины лучей. Удвоенный результат записывается соответственно в графы 10, 13, 16 и 19 расчетной таблицы. Значение геометрического коэффициента естественного освещения в каждой точке от каждого отдельного проема фонаря

заносятся в графы 11, 14, 17, 20. Сумма этих значений для каждой из точек записывается в графу 21.

В графу 22 записываются значения σ_пр, для подсчета которых принимаются ранее найденные величины τ₀ =0,49 и К_з = 1,3.

Чтобы определить слагаемое σ_отр, предварительно вычисляется по формуле (3.7) значение

,

где N – количество расчетных точек.

Для этого складываются записи графы 21, а сумма делится на их количество:

коэффициенты r₂, К_ф, τ₀ и К_з сохраняют ранее найденные значения.

Получим

.

В графу 24 следует занести сумму а в графу 25 – окончательный результат, в котором учитывается сумма освещенностей боковым и верхним светом

.

По полученным в итоге выполнения проверочного расчета данным на разрезе (рис. 3.1) вычерчивается кривая коэффициента естественной освещенности. Масштаб ординат точек кривой освещенности выбирается так, чтобы она была наглядной.

В заключение проверочного расчета вычисляется среднее значение КЕО и сравнивается с нормированным для заданных условий.

Среднее значение КЕО определяется по формуле (3.8)

.

Следовательно:

.

В рассматриваемом случае е_ср = 3,48%. Эта величина меньше на 13% требуемой нормами при комбинированном освещении, , что не допустимо. Следовательно, необходимо увеличить площадь светопроемов (боковых и средних), после чего необходимо полностью выполнить перерасчет коэффициента естественного освещения.

Минимальная освещенность, полученная в точке 19, е_min = 2,3% превышает = 1,5%, требуемую нормами при боковым светом. Неравномерность освещения, которая характеризуется отношением средней освещенности к минимальной, составляет

_,

что менее допускаемой неравномерности 3:1.

Получаемые результаты свидетельствует, что принятые проектные решения окон и фонарей удовлетворяют нормативным требованиям, предъявляемым к освещению помещений естественным светом.

Таблица 3.1 - Расчетный КЕО промышленного здания	ер= ерб+ ерв			25	9,19	4,91	3,01	2,64	2,51	2,48	2,77	2,9	3,2	4,6	3,5	3,5	3,2	3,5	3,5	4,6	3,2	2,9	2,3
	Фонари	ерв		24			1,2	1,4	1,6	1,9	2,3	2,9	3,2	4,6	3,5	3,5	3,2	3,5	3,5	4,6	3,2	2,9	2,3
		σотр		23			0,9	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9
		σпр		22			0,3	0,5	0,7	1,0	1,4	2,0	2,3	3,7	2,6	2,6	2,3	2,6	2,6	3,7	2,3	2,0	1,4
		Σεрв		21			0,8	1,2	1,6	2,3	3,3	4,8	5,6	9,0	6,4	6,4	5,6	6,4	6,4	9,0	5,6	4,8	3,3
		V	εрвV	20							0,5	0,7	0,8	1,2	1,6	2,3	2,8	4,1	4,8	3,9
			n2	19							78	80	81	84	88	90	93	95	96	97
			n3	18							0,6	0,9	1,0	1,4	1,8	2,5	3,0	4,3	5,0	4,0
		IV	εрвIV	17																3,9	4,8	4,1	2,8
			n2	16																97	96	95	93
			n3	15																4,0	5,8	4,3	3,0
		III	εрвIII	14			0,8	1,2	1,6	2,3	2,8	4,1	4,8	3,9
			n2	13			81	84	88	90	93	95	96	97
			n3	12			1,0	1,4	1,8	2,5	3,0	4,3	5,0	4,0
		II	εрвII	11										3,9	4,8	4,1	2,8	2,3	1,6	1,2	0,8	0,7	0,5
			n2	10										97	96	95	93	90	88	84	81	80	78
			n3	9										4,0	5,0	4,3	3,0	2,5	1,8	1,4	1,0	0,9	0,6
	Окна	ерб		8	9,19	4,91	1,81	1,24	0,91	0,58	0,47
		r1		7	1,0	1,0	1,13	1,3	1,6	2,0	2,5
		q		6	1,23	1,02	0,8	0,74	0,64	0,6	0,57
		Θ0		5	69	44	26	21	14	11	9
		εрб		4	20,2	12,5	5,4	3,5	2,4	1,3	0,9
		n2		3	56	50	44	48	44	44	44
		n1		2	3,6	25	12	7	4,5	3	2
	№ Точ.			1	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19