Лабораторна робота№5

Тема: Розрахунок природного освітлення

Мета: навчитись використовувати методики розрахунку природного освітлення виробничих, адміністративних, побутових, громадських або житлових приміщень для розв’язання практичних завдань.

Звітність. Звіт про виконану роботу слід подати за такою формою. Змістовна частина роботи:

1. Умова і завдання.

2. Вихідні дані для виконання завдання за варіантами.

3. Виклад виконання роботи з необхідними обґрунтуваннями та розрахунками.

4. Ескіз плану приміщення із зазначенням основних геометрич- них розмірів і розрахункової точки робочої поверхні, для якої виконується розрахунок.

5. Висновок.

Завдання

Виконати розрахунок бокового природного освітлення приміщення. Розрахунок треба провести згідно з завданими варіантами вихідних даних, наведеними в таблиці Д1 (див. додаток).

Визначити

1.Нормоване значення коефіцієнту природного освітлення приміщення для заданих умов.

2. Виконати перевірочний розрахунок бокового природного освітлення методом світлового коефіцієнта.

3.Розрахувати потрібну площу вікон для забезпечення нормованих значень бокового природного освітлення приміщення для заданих умов.

4. Зробити висновок щодо достатності або недостатності природного освітлення приміщення.

Вихідні дані

Приміщення: - L = 25м;

- B = 8м;

- h_прим. = 4м.

Вікна: - кількість 5 шт;

• розміри 2,5х3м²;

• рама метал;

• засклення шарів скла 3;

Затінення: - D = 60м;

- Н = 20м.

Приміщення знаходиться в м. Києві, вікна розташовані на південь.

Розв`язання

1) Встановимо, якого розряду зорову роботу можна виконувати в виробничому приміщенні з боковим одностороннім природним освітленням, та які найменші розміри повинен мати об`єкт розрізнення при зоровій роботі в цьому приміщенні методом відносної площі світлових прорізів.

- сумарна площа вікон (світлових прорізів):

S_вік.=5*2,5*3 = 34,5 м².

- площа підлоги приміщення:

S_підл.=L*B = 25*8 = 200 м².

- відносна площа світлових прорізів α:

α = (S_вік./ S_підл.)*100 = (34,5/200)*100 = 17,3%

За табл.7 визначаємо, що в цьому приміщенні можна запланувати виконання зорової роботи дуже високої точності, що відповідає II розряду зорової роботи. По таблиці 1 встановлюємо, що найменший розмір об`єкта розрізнення для цього розряду становить 0,15…0,3 мм.

2) Виконаємо розрахунок бокового природного освітлення методом коефіцієнта природного освітлення:

Розрахунок бокового природного освітлення приміщення базується на такій формулі

S_{вік.розр.} =100*( S_вік./ S_підл) = ((КПО)_N*К_З*Н_В*К_буд)/(Т_заг*r₁).

де S_вік – площа вікон

S_підл – площа підлоги

(КПО)_N – нормоване значення КПО

К_З – коефіцієнт запасу

Н_В – світлова характеристика вікон

К_буд – коефіцієнт, що враховує затінення вікон будівлями, розташованими навпроти (табл.10)

Т_заг – загальний коефіцієнт світлопропускання світлових прорізів

r₁ – коефіцієнт, що враховує підвищення КПО завдяки світлу, яке відбивається від поверхонь приміщення.

2.1) Визначаємо нормоване значення коефіцієнту природного освітлення ((КПО)_N).

- по таблиці для виробничого приміщення для ІІ розряду зорової роботи визначаємо нормоване значення коефіцієнта природного освітлення:

(КПО)_норм=2,5%

- для IV поясу світлового клімату (м.Київ) та для орієнтації вікон на південь по таблиці 6 знаходимо, що коефіцієнт світлового клімату m_N=0,85.

- нормоване значення КПО_N по формулі (2) дорівнює:

(КПО)_N=(КПО)_норм* m_N=2,5*0,85 = 2,125%

2.2) Обираємо розрахункову точку на робочій поверхні та визначаємо її координати, знаходимо основні геометричні відношення та значення світлової характеристики вікон Н_В і коефіцієнта r₁, що враховує відбивні властивості внутрішніх поверхонь приміщення.

Для розрахунків потрібно знати:

L – довжина приміщення

В – глибина приміщення

h – висота від рівня робочої поверхні до верхнього краю вікна

b – відстань від розрахункової точки М робочої поверхні до зовнішньої стіни приміщення

Співвідношення L/B, B/h, b/B.

2.2.1) Визначаємо розрахункову точку на робочій поверхні.

- розрахункову точку вибираємо на підставі рекомендацій п.1.2.3, оскільки розташування робочих місць нам невідоме. Умовна робоча поверхня розташована на висоті 0,8м від підлоги, висота підвіконня – 1м, а висота вікон – 2,5м, тому висота від рівня робочої поверхні до верхнього краю вікна буде дорівнювати:

h = 1+2,5-0,8 = 2,7м

- приймаємо, що розрахункова точка М умовної робочої поверхні знаходиться на відстані 1м від стіни, яка найбільш віддалена від вікон, тобто відстань від точки М до зовнішньої стіни приміщення буде дорівнювати

b = В-1 = 8-1 = 7м

2.2.2)Визначаємо значення світлової характеристики вікон η_В.

- тоді L/B = 25/7 = 3,6≈4, знаходимо також B/h = 8/2,7 = 2,96≈3.

Для цих значень по таблиці 9 знаходимо світлову характеристику вікон η_В = 8.

2.2.3)Визначаємо середнє значення коефіцієнта відбиття ρ_сер.

- визначаємо відношення b/B = 7/8 = 0,875 ≈ 0,9.

- визначаємо площу стін S_стін, стелі S_стелі, підлоги S_{підлоги} та відповідні коефіцієнти відбиття ρ_стелі, ρ_стіни, ρ_{підлоги}.

- бокові стіни мають сумарну площу 2*В* h_прим. = 2*8*4 = 64м², протилежна від вікон стіна L* h_прим. = =25*4 = 100м², тоді загальна площа стін S_стін = 64+100 = 164 м².

- S_стелі = S_{підлоги} = L*B = 25*8 = 200 м².

- по таблиці 13 для свіжопобіленої стелі приймаємо ρ_стелі = 0,7, по таблиці 14 для стін, що обклеєні світлими шпалерами ρ_стіни, = 0,3, а по таблиці 12 для підлоги приймаємо ρ_{підлоги} = 0,25.

- середнє значення коефіцієнта відбиття

ρ_сер = (ρ_стелі * S_стелі + ρ_стін * S_стін + ρ_{підлоги} * S_{підлоги})/ (S_стелі + S_стін + S_{підлоги}) = (0,7*200 + 0,3*164 + 0,25*200)/(200+164+200) = (140 + 49,2 + 50)/564 = 239,2/564 = 0,42 ≈ 0,4.

2.2.4.) Визначаємо коефіцієнт r₁.

Отже, ρ_сер = 0,4, L/B = 4, B/h = 3, b/B = 0,9.

Тепер по таблиці визначаємо, що значення коефіцієнта r₁ = 1,9.

2.3) Визначаємо загальний коефіцієнт світлопропускання вікон для забезпечення бокового природного освітлення приміщення τ_заг.

Вікна мають регульовані внутрішні жалюзі, виготовлені з потрійних металевих рам, в яких вставлене віконне листове скло.

Загальний коефіцієнт світлопропускання вікон визначається за формулою: τ_заг = τ₁*τ₂*τ₃ , де

τ₁ – коефіцієнт світло пропускання матеріалу вікон (табл.16);

τ₂ – коефіцієнт, що враховує втрати світла у віконній рамі (табл.17);

τ₃ – коефіцієнт, що враховує втрати світла у сонцезахисних пристроях (табл.18);

- коефіцієнт світолопропускання матеріалу вікон τ₁ визначається за табл.16. Для потрійного листового віконного скла τ₁ = 0,73.

- по таблиці 17 для подвійних металевих рам, що відкриваються, коефіцієнт τ₂ = 0,6.

- по таблиці 18 для регульованих внутрішніх жалюзі τ₃ = 1.

Загальний коефіцієнт світло пропускання вікон визначається наступним чином:

τ_заг = τ₁*τ₂*τ₃ = 0,73*0,6*1 = 0,438

2.4) Визначаємо коефіцієнт К_буд, що враховує затінення вікон будівлями, розташованими навпроти.

Для розрахунків потрібно знати:

D – відстань до протилежної будівлі

H – висота карнизу протилежного будинку

- відношення геометричних розмірів D/H = 60/20 = 3

По табл.10 визначаємо К_буд = 1,0.

2.5) Визначаємо коефіцієнт запасу К_З.

Для нормальних умов середовища за рекомендаціями табл.8 приймаємо, що коефіцієнт запасу К_З = 1,2

2.6) Розрахуємо необхідну площу вікон для забезпечення бокового природного освітлення приміщення.

Підсумуємо необхідні для розрахунку значення:

1. Нормоване значення (КПО)_N= 2,125%

2. Коефіцієнт запасу К_З = 1,2.

3. Світлова характеристика вікон η_В = 8.

4. Коефіцієнт, що враховує затінення будівлями, розташованими навпроти К_буд = 1,0.

5. Загальний коефіцієнт світлопропускання світлових прорізів τ _заг = 0,438.

6. Коефіцієнт, що враховує підвищення КПО завдяки світлу, яке відбивається від поверхонь приміщення r₁ = 1,9.

7. Площа підлоги S_{підлоги} = 200 м².

Необхідна розрахункова площа вікон визначається за такою формулою:

S_{вік.розр.} = ((КПО)_N*К_З*η_В*К_буд* S_{підлоги} )/( τ _заг*r₁*100) = (2,125*1,2*8*1,2*200)/(0,438*1,9*100) = =4080/83,22 = 49,03 м².

Фактична площа світлових прорізів для даного приміщення становить S_вік.=34,5 м².

Висновок.

Оскільки розрахункова площа вікон перевищує фактичну для даного приміщення більше ніж на 10%, то можна зробити висновок, що для запропонованих умов потрібне значення КПО = 2,125% не може бути забезпечене, природне освітлення для заданого розряду зорової роботи є недостатнім.

Можна запропонувати виконання суміщеного освітлення або ж запропонувати виконувати в цьому приміщенні зорові роботи іншого розряду.