1. Лабораторная работа № 1. Исследование и расчет

естественного освещения

1.1. Цель работы: изучение количественных характеристик освещения, приобретение навыков измерения естественной освещенности на рабочем месте, ознакомление с нормированием и расчетом естественного освещения.

1.2. Содержание работы

Ознакомиться с устройством и принципом действия люксметра-пульсаметра. Измерить освещенность на рабочих местах с помощью люксметра-пульсаметра. По измеренным значениям вычислить коэффициент естественной освещенности. Произвести оценку естественного освещения помещения. Выполнить расчет естественного освещения.

1.3. Основные теоретические положения

Важнейшим источником информации, поступающей в мозг человека из внешней среды, является зрение. Качество информации, получаемое посредством зрения, во многом зависит от освещения.

Основные светотехнические понятия и определения

Свет (видимое излучение) – представляет собой излучение, которое, воздействуя на рецепторы сетчатки (палочки и колбочки), вызывает зрительное ощущение.

По своей природе это электромагнитные волны длиной от 380 до 760 нм (1 нм =10^-9 м). Наибольшая чувствительность зрения – к излучению длиной волны 555 нм (желто-зеленый цвет), которая уменьшается к границам видимого спектра.

Освещение и световая среда характеризуются количественными и качественными светотехническими параметрами.

К количественным показателям относятся: световой поток, сила света, освещенность, яркость поверхности, коэффициент отражения.

Световой поток F - это часть лучистого потока, воспринимаемая органами зрения человека как свет. Он характеризует мощность светового излучения, измеряется в люменах (лм).

Сила света I - пространственная плотность светового потока, измеряется в канделах (кд).

Освещенность Е - поверхностная плотность светового потока, измеряется в люксах (лк).

Яркость поверхности L - светотехническая величина, непосредственно воспринимаемая глазом человека.

Яркость - это поверхностная плотность силы света I в данном направлении, измеряется в канделах на квадратный метр (кд/м²).

Объект различения - рассматриваемый предмет, отдельная его часть или дефект, которые требуется различать в процессе работы.

Рабочая поверхность - поверхность, на которой производится работа и нормируется или измеряется освещенность.

Условная рабочая поверхность - условно принятая горизонтальная поверхность, расположенная на высоте 0,8 м от пола.

Характерный разрез помещения - поперечный разрез посередине помещения, плоскость которого перпендикулярна к плоскости остекления световых проемов (при боковом освещении) или к продольной оси пролетов помещения.

В зависимости от источника света освещение может быть трех видов: естественное, искусственное и совмещенное.

Естественное освещение - освещение помещений светом неба (прямым или отраженным), проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях.

Совмещенное освещение - освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.

Источником естественного (дневного) освещения является солнечная радиация, то есть поток лучистой энергии солнца, доходящей до земной поверхности в виде прямого и рассеянного света.

Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь, как правило, естественное освещение.

Естественное освещение помещений по конструктивному исполнению подразделяется на боковое, верхнее и комбинированное.

Боковое естественное освещение - естественное освещение помещения через световые проемы в наружных стенах.

Боковое освещение может быть односторонним и двусторонним.

Двустороннее боковое естественное освещение - естественное освещение помещения за счет светопроемов, расположенных в плоскости двух окон.

Верхнее естественное освещение - естественное освещение помещения через фонари, световые проемы в стенах в местах перепада высоты здания.

Комбинированное естественное освещение - сочетание верхнего и бокового естественного освещения.

При выборе вида естественного освещения учитывают специфику технологического процесса, условия зрительной работы, конструктивные решения здания, климатические особенности места, экономические факторы и т.д.

Естественная освещенность изменяется в зависимости от географической широты, времени года и суток, степени облачности и прозрачности атмосферы. Поэтому для оценки естественного освещения принята относительная величина - коэффициент естественной освещенности КЕО, показывающий во сколько раз освещенность внутри помещения меньше освещенности снаружи здания.

Коэффициент естественной освещенности - это выраженное в процентах, отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода .

Коэффициент естественной освещенности рассчитывается по формуле (1.1):

(1.1)

где - коэффициент естественной освещенности (КЕО), %; - значение освещенности в данной точке внутри помещения, лк; - значение наружной горизонтальной освещенности, лк.

Для определения фактического значения КЕО используется фотометрический метод.

Нормирование естественного освещения

Нормирование освещения производится в соответствии со СНиП 23–05–95 «Естественное и искусственное освещение» и СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278–03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий». Нормы освещенности принимаются в зависимости от характеристики зрительной работы, которая определяется наименьшим размером объекта различения, от назначения помещения и вида освещения.

Естественное освещение нормируется с помощью коэффициента естественной освещенности КЕО.

Все виды работ, связанные со зрительным напряжением, в зависимости от размера объекта различения для жилых, общественных и административно-бытовых зданий делятся на восемь разрядов (А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, З), которые разбиваются на подразряды (1 и 2).

Разряд зрительной работы, определяется в зависимости от размера объекта различения.

Подразряд зрительной работы для жилых и общественных зданий определяется относительной продолжительностью зрительной работы при направлении зрения на рабочую поверхность.

Принято раздельное нормирование КЕО для бокового и верхнего естественного освещения. При боковом освещении нормируют минимальное значение КЕО.

В общественных зданиях при одностороннем боковом освещении нормируемое значение КЕО должно быть обеспечено в учебных и учебно-производственных помещениях средних специальных и высших учебных заведений - в расчетной точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности на расстоянии 1,2 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов.

При двустороннем боковом освещении помещений любого назначения нормируемое значение КЕО должно быть обеспечено в расчетной точке в центре помещения на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и рабочей поверхности.

При верхнем или комбинированном естественном освещении помещений любого назначения нормируется среднее значение КЕО.

Нормируемые значения КЕО для помещений жилых, общественных и административно-бытовых зданий приведены в табл. 1.1.

При нормировании естественного освещения, кроме назначения помещения (характера выполняемой в помещении зрительной работы), учитывается также световой климат района и ориентация светового проема по сторонам горизонта.

По ресурсам светового климата территория Российской Федерации разделена на пять групп административных районов.

В нормах даются значения КЕО для первой группы административных районов.

Нормируемое значение коэффициента естественной освещенности для зданий, располагаемых в различных административных районах следует определять по формуле (1.2):

(1.2)

где N - номер группы обеспеченности естественным светом; - нормируемое значение КЕО для здания, расположенного в первой группе административных районов, зависящее от назначения помещения и характера выполняемой в нем зрительной работы; - коэффициент светового климата, учитывающий особенности светового климата, определяется в зависимости от расположения здания на территории РФ (от группы администра-

Таблица 1.1

Требования к естественному освещению помещений жилых и общественных зданий

Характеристика зрительной работы	Наименьший или эквивалентный размер объекта различения, мм	Разряд зрительной работы	Подразряд зрительной работы	Относительная продолжительность зрительной работы при направлении зрения на рабочую поверхность, %	Нормируемое значение КЕО , %, при
					верхнем или комбинированном освещении	боковом освещении
Различение объектов при фиксированной и нефиксированной линии зрения:
очень высокой точности	От 0,15 до 0,30	А	1	Не менее 70	4,0	1,5
			2	Менее 70	3,5	1,2
высокой точности	От 0,30 до 0,50	Б	1	Не менее 70	3,0	1,0
			2	Менее 70	2,5	0,7
средней точности	Более 0,5	В	1	Не менее 70	2,0	0,5
			2	Менее 70	2,0	0,5

тивного района) и ориентации световых проемов по сторонам горизонта.