1803

7. РАСЧЕТ ЕСТЕСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ ЗДАНИЯ

Проектирование естественного освещения зданий (помещений)

базируется на изучении трудовых процессов, выполняемых в помеще-

ниях, а также на светоклиматических особенностях места строительства

зданий. При этом должны быть определены следующие параметры: ха-

рактеристика и разряд зрительных работ; группа административного

района, в котором предполагается строительство здания; нормирован-

ное значение КЕО с учетом характера зрительных работ и светоклима-

тических особенностей места расположения зданий

Расчет естественного освещения помещений здания сводится к

выбору необходимой площади оконных проемов, а также их размеров, и

проверке соответствия освещенности помещений требованиям СП

52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение» (актуализи-

рованная редакция СНиП 23-05-95*) [10]. В частности:

-определение нормативных значений КЕО в помещениях здания

согласно СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение»

(актуализированная редакция СНиП 23-05-95*) [10];

-определение значения КЕО ряда помещений с выбранными оконными проемами в расчетной точке характерного сечения при боковом освещении фасадов согласно [11];

-сопоставление расчетных и нормативных значений КЕО.

Коэффициент естественной освещенности помещения eр должен удовлетворять нормативным требованиям естественной освещенности на рабочих местах или в расчетной точке помещения, а именно

7.1 РАСЧЕТ НОРМАТИВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЕСТЕСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ

Нормируемое значение коэффициента естественной освещенности (КЕО)

Нормируемые значения КЕО (п.5.3 [10]) для зданий, расположен-

ных в различных районах определяются по формуле (ф.1 [10]):

eN= eн mN ,

где eн – нормируемое значение КЕО (табл. 2 и прил. К [10]); mN – коэффициент светового климата (табл.4 [10]).

51

7.2ОЦЕНКА ЕСТЕСТВЕННОЙ ОСВЕЩЕННОСТИ ПОМЕЩЕНИЙ

Расчетное значение коэффициента естественной освещенности (КЕО)

Расчеты выполняются в соответствии с требованиями СП

52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение» (актуализи-

рованная редакция СНиП 23-05-95*) [10] и СП 23-102-2003 «Проекти-

рование естественного освещения зданий» [11].

Расчетное значение КЕО eр, полученное расчетным путем, выража-

ется в процентах и определяется при боковом освещении по формуле

[11]:

eр= ( q+ зд bф kзд) ro o/kз ,

где - геометрический КЕО в расчетной точке при боковом освещении,

учитывающий прямой свет участка неба;

q – коэффициент, учитывающий неравномерную яркость участка об-

лачного неба МКО (табл. Б.1 [11]);

зд - геометрический КЕО в расчетной точке при боковом освещении,

учитывающий свет, отраженный от участков фасадов зданий противостоящей застройки;

bф – средняя относительная яркость участка фасадов зданий противостоящей застройки (табл. Б.2 [11]);

ro – коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию (табл.Б.4 и табл.Б.5 [11]) (определяется по интерполяции в зависимости от отношения глубины помещения к высоте от уровня условной рабочей поверхности до верха окна; отношения расстояния расчетной точки от наружной стены к глубине помещения и отношения ширины помещения к его глубине);

kзд – коэффициент, учитывающий изменения внутренней отраженной составляющей КЕО в помещении при наличии противостоящих зданий

[11];

o – общий коэффициент светопропускания светопрозрачных ограж-

дающих конструкций;

kз (таблица 3* [10])– коэффициент запаса.

Геометрический КЕО в расчетной точке при боковом освещении, учитывающий прямой свет участка неба, определяется по методике СП

23-102-2003.

Расчет естественного освещения помещений производится без учета мебели, оборудования, озеленения и других затеняющих предме-

тов, а также при 100% использовании светопрозрачных заполнений в светопроемах [10, п.5.9].

52

Допускается снижение расчетного значения КЕО eр от нормируе-

мого значения КЕО eн не более чем на 10% [10, п.5.9].

Геометрический КЕО в расчетной точке при боковом освещении, учитывающий прямой свет участка неба, определяется по формуле

(Б.9 [11]):

= 0,01 n1 n2 , [11]

где n1- количество лучей по графику 1 (рис.8[11]), проходящих от неба

через световые проемы в расчетную точку на поперечном разрезе по-

мещения (рис.);

n2- количество лучей по графику 2 (рис.10[11]), проходящих от неба че-

рез световые проемы в расчетную точку на плане помещения (рис.).

Геометрический КЕО зд в расчетной точке при боковом освещении, учитывающий свет, отраженный от участков фасадов зданий противостоящей застройки, определяем по формуле (Б.10 [11]):

зд= 0,01 n1' n2' , [11]

где n1' - количество лучей по графику 1 (рис.8[11]), проходящих от про-

тивостоящего здания через световые проемы в расчетную точку на по-

перечном разрезе помещения (рис.);

n2' - количество лучей по графику 2 (рис.10[11]), проходящих от противостоящего здания через световые проемы в расчетную точку на плане помещения (рис.).

Коэффициент kзд, учитывающий изменения внутренней отраженной составляющей КЕО в помещении при наличии противостоящих зданий, определяем по формуле (Б.5 [11]):

kзд = 1+(( kзд0 –1) Σ зд)/ (Σ +Σ зд) , [11]

где kзд0 - коэффициент, учитывающий изменение внутренней отраженной составляющей КЕО в помещении при полном закрытии небосвода зданиями, видимыми из расчетной точки (табл. Б.6 [11]);

ф – средневзвешенный коэффициент отражения фасада экранирующего здания без оконных проемов и с учетом оконных проемов (табл. Б.3. [11]);

ср – средневзвешенный коэффициент отражения внутренней поверхно-

сти помещения (п.5.10 10 ).

Коэффициент q, учитывающий неравномерную яркость участка облачного неба МКО в зависимости от угла возвышения (табл. Б.1 [11]) (по интерполяции).

Общий коэффициент светопропускания o светопрозрачных ограждающих конструкций 11 :

o= 1 2 3 4 5 ,

53

где 1 - коэффициент светопропускания стеклопакетов (по таблице Б.7

11 );

2 - коэффициент, учитывающий потери света в переплетах [11];

3 - коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях

[11].

7.3 ЦЕЛЬ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТА ЕСТЕСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЯ

Целью расчета естественного освещения помещения является вы-

бор необходимых типа и размеров светопрозрачной ограждающей кон-

струкции, обеспечивающей нормативные условия освещенности поме-

щения ().

Последовательность расчета естественного освещения помещения

зданий состоит в следующем:

1)подготовка исходных данных и выбор принципиального конструктивного решения проектируемой светопрозрачной ограждающей конструкции (типов световых проемов и светопропускающих материалов), а также системы освещения;

2)определение требований к естественному освещению помещений, с учетом ориентации здания и световых проемов по сторонам горизонта eN ;

3)выполнение предварительного расчета естественного освещения помещений (определение необходимой площади световых проемов), уточнение параметров световых проемов и помещений;

4)выполнение проверочного расчета естественного освещения помещений по п.п.7.2.;

5)сравнение полученных результатов расчета с нормативными требова-

ниями () и выводы.

7.4ВЫБОР ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

При оценке естественной освещенности помещений используются следующие данные:

-район строительства;

-назначение здания;

-назначение помещения;

54

-характеристика зрительной работы помещения: разряд и подразряд

зрительной работы;

-размеры здания или отдельного помещения;

-ориентация рассчитываемой светопрозрачной конструкции по сторо-

нам света;

-тип, размеры и принципиальное конструктивное решение проекти-

руемой светопрозрачной ограждающей конструкции, принимаемые

согласно задания и выполненных ранее расчетов;

-расположение расчетной точки помещения для оценки естественного

освещения.

Согласно п.5.4 СП 52.13330 в зависимости от вида бокового (од-

ностороннего, двухстороннего и т.д.) освещения помещений любого на-

значения нормируемое КЕО должно быть обеспечено:

-в расчетной точке в центре помещения на пересечении верти-

кальной плоскости характерного разреза и рабочей поверхности;

-в расчетной точке, расположенной на пересечении вертикальной

плоскости характерного разреза помещения и плоскости пола на рас-

стоянии 1м от стены, наиболее удаленной от световых проемов.

8.РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗВУКОИЗОЛЯЦИИ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ

8.1 НОРМАТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ЗВУКОИЗОЛЯЦИИ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

Согласно п.9.1 СП 51.13330.2011 нормируемыми параметрами звукоизоляции внутренних ограждающих конструкций жилых и обще-

ственных зданий являются индексы изоляции воздушного шума ограж-

дающими конструкциями Rw, Дб, и индексы приведенного уровня удар-

ного шума (изоляция ударного шума) Lnw, Дб (для перекрытий) в октав-

ных полосах частот со среднегеометрическими частотами 31,5, 63, 125,

250,1000, 2000, 4000 и 8000 Гц.

Нормативные значения индексов (см. п 9.2 СП 51.13330) изоляции воздушного шума внутренними ограждающими конструкциями Rw и индексов приведенного уровня ударного шума Lnw для жилых и общественных зданий принимаются по таблице 2 СП 51.13330.

Фактическая (расчетная) величина индекса звукоизоляции должна быть больше, чем Rw треб:

Rw Rwтреб ;

а Lnw – меньше требуемой величины Lnw треб :

55

Lnw Lnwтреб .

8.2 РАСЧЕТ ЗВУКОИЗОЛЯЦИИ ВНУТРЕННИХ ОГРАЖДЕНИЙ

Методика определение индекса изоляции воздушного шума

Индекс изоляции воздушного шума Rw, Дб, ограждающей конст-

рукции (п.9.4 СП 51.13330) с известной (рассчитанной или измеренной)

частотной характеристикой изоляции воздушного шума определяют пу-

тем сопоставления этой частотной характеристики с нормативным спек-

тром (см. позицию 1 в табл. 4 СП 51.13330).

Суть методики определения индекса изоляции воздушного шума в

следующем.

Для определения индекса изоляции воздушного шума Rw необходи-

мо определить сумму неблагоприятных отклонений данной частотной

характеристики от нормативного спектра. Неблагоприятными считают

отклонения вниз от нормативного спектра (оценочной кривой).

Если сумма неблагоприятных отклонений максимально приближается к 32 дБ, но не превышает эту величину, величина индекса Rw составляет 52 дБ.

Если сумма неблагоприятных отклонений превышает 32 дБ, оценочная кривая смещается вниз на целое число децибел так, чтобы сумма неблагоприятных отклонений не превышала указанную величину.

Если сумма неблагоприятных отклонений значительно меньше 32 дБ или неблагоприятные отклонения отсутствуют, оценочная кривая смещается вверх (на целое число децибел) так, чтобы сумма неблагоприятных отклонений от смещенной оценочной кривой максимально приближалась к 32 дБ, но не превышала эту величину.

За величину индекса Rw принимают ординату смещенного вверх или вниз нормативного спектра в третьоктавной полосе со среднегео-

метрической частотой 500 Гц. (Для того, чтобы инженеру-практику, пользующемуся частотными характеристиками, было легче сравнить звукоизолирующие качества различных ограждений, установлен числовой показатель звукоизоляции, выраженный одной цифрой.)

Методика определение индекса приведенного уровня ударного шума

Методика определения индекса приведенного уровня ударного шума аналогична методике определения индекса изоляции воздушного шума.

Для вычисления индекса приведенного уровня ударного шума Lnw

необходимо определить сумму неблагоприятных отклонений данной

56

частотной характеристики от нормативного спектра. Неблагоприятными

считают отклонения вверх от оценочной кривой.

Если сумма неблагоприятных отклонений максимально приближа-

ется к 32 дБ, но не превышает эту величину, величина индекса Lnw со-

ставляет 60 дБ.

Если сумма неблагоприятных отклонений превышает 32 дБ, оце-

ночная кривая смещается вверх на целое число децибел так, чтобы сум-

ма неблагоприятных отклонений от смещенной кривой не превышала

указанную величину.

Если сумма неблагоприятных отклонений значительно меньше 32

дБ или неблагоприятные отклонения отсутствуют, оценочная кривая

смещается вниз (на целое число децибел) так, чтобы сумма неблагопри-

ятных отклонений от смещенной оценочной кривой максимально при-

ближалась к 32 дБ, но не превышала эту величину.

За величину индекса Lnw принимается ордината смещенного вверх

или вниз нормативного спектра в третьоктавной полосе со среднегео-

метрической частотой 500 Гц.

Определение расчетной частотной характеристики изоляции воздушного шума

Индекс изоляции воздушного шума однослойными ограждающими конструкциями, а также двуслойными глухими остеклениями и перегородками, выполненными в виде двух облицовок по каркасу с воздушным промежутком, следует определять на основании рассчитанной частотной характеристики изоляции воздушного шума. Индекс изоляции воздушного шума перекрытиями с полом по упругому основанию определяется непосредственно (без построения расчетных частотных

характеристик).

Частотную характеристику изоляции воздушного шума однослой-

ной плоской ограждающей конструкцией сплошного сечения из бетона,

железобетона, кирпича и тому подобных материалов следует опреде-

лять, изображая ее в виде ломаной линии, аналогичной линии ABCD (ABC) на рисунке 8.1.

57

Рис.8.1 Рассчитанная частотная характеристика изоляции воздушного шума однослойной плоской ограждающей конструкцией

Абсциссу точки B – fВ следует определять по таблице П.4.7 в зависимости от толщины и плотности материала конструкции. Значение fВ следует округлять до среднегеометрической частоты, в пределах которой находится fВ. Границы третьоктавных полос приведены в таблице П.4.8.

Ординату точки B – RВ , дБ, следует определять в зависимости от эквивалентной поверхностной плотности mэ по формуле

RВ 20lgmэ 12,дБ.

Эквивалентная поверхностная плотность mэ, кг/м2, определяется по формуле

mэ Km,кг/ м2 ,

где m – поверхностная плотность, кг/м2 (для ребристых конструкций принимается без учета ребер);

K – коэффициент, учитывающий относительное увеличение изгибной жесткости ограждения из бетонов на легких заполнителях, поризованных бетонов и т.п. по отношению к конструкциям из тяжелого бетона с той же поверхностной плотностью.

Для сплошных ограждающих конструкций плотностью γ=1800

кг/м3 и более K=1.

Для сплошных ограждающих конструкций из бетонов на легких заполнителях, поризованных бетонов; кладки из кирпича и пустотелых керамических блоков коэффициент K определяется по таблице П.4.9.

58

Для ограждений из бетона плотностью 1800 кг/м3 и более с круг-

лыми пустотами коэффициент K определяется по формуле

где j – момент инерции сечения, м4; b – ширина сечения, м;

hпр – приведенная толщина сечения, м.

Для ограждающих конструкций из легких бетонов с круглыми

пустотами коэффициент K принимается как произведение коэффициен-

тов, определенных отдельно для сплошных конструкций из легких бе-

тонов и конструкций с круглыми пустотами.

Значение RВ следует округлять до 0,5 дБ.

Построение частотной характеристики производится в следующей

последовательности:

1.из точки B влево проводится горизонтальный отрезок BA (параллельный оси абсцисс);

2.вправо от точки B проводится отрезок BC с наклоном 6 дБ на октаву до точки C с ординатой RC = 65 дБ;

3.из точки C вправо проводится горизонтальный отрезок CD. Если

точка C лежит за пределами нормируемого диапазона частот (fc>3150 Гц), отрезок CD отсутствует.

Определение индекса приведенного уровня ударного шума под междуэтажным перекрытием с полом

Индекс приведенного уровня ударного шума Lnw под междуэтажным перекрытием с полом на звукоизоляционном слое следует определять по СП 23-103-2003 (таблица 17) в зависимости от величины ин-

декса приведенного уровня ударного шума для несущей плиты перекрытия (сплошного сечения или с круглыми пустотами) Lnw0, определенной по таблице 18 СП 23-103-2003, и частоты собственных колебаний пола, лежащего на звукоизоляционном слое, f0 , Гц, определяемой по формуле

где EД – динамический модуль упругости звукоизоляционного слоя,

Па, принимаемый по таблице 16 СП 23-103-2003;

59

m2 – поверхностная плотность пола (без звукоизоляционного слоя),

кг/м2;

d – толщина звукоизоляционного слоя в обжатом состоянии, м, опреде-

ляемая по формуле

где d0 – толщина звукоизоляционного слоя в необжатом состоянии, м;

ε – относительное сжатие материала звукоизоляционного слоя под на-

грузкой, принимаемое по таблице 16 СП 23-103-2003.

Величина индекса приведенного уровня ударного шума для не-

сущей плиты перекрытия (сплошного сечения или с круглыми пусто-

тами) Lnw0 определяется в зависимости от поверхностной плотности

плиты перекрытия m1 (с учетом приведенной высоты сечения плиты)

по таблице 18 СП 23-103-2003.

Поверхностная плотность пола m2 определяется как сумма по-

верхностных плотностей всех конструктивных слоев пола, но без учета

звукоизоляционного слоя.

8.3 ЦЕЛЬ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛЕНИЯ РАСЧЕТА ЗВУКОИЗОЛЯЦИИ

Целью расчета звукоизоляции ограждающей конструкции от воздушного и ударного шума является определение звукоизоляционных свойств ограждений зданий и подбор их конструктивного решения, обеспечивающего соответствие нормативным требованиям (Rw Rwтреб ;

Lnw Lnwтреб ).

Расчет звукоизоляции ограждения от воздушного шума

Последовательность расчета звукоизоляции ограждающих конструкций зданий от воздушного шума состоит в следующем:

1)подготовка исходных данных и выбор принципиального конструктивного решения проектируемой ограждающей конструкции;

2)определение по таблице 2 СП 51.13330 нормативных значений ин-

декса изоляции воздушного шума Rw ограждающих конструкций для данного вида здания с учетом назначения помещения;

3)определение абсциссы и ординаты точки В для построения расчетной частотной характеристики изоляции воздушного шума п.п.8.2;

4)построение частотной характеристики (ломанной линии ABCD (ABC)) п.п.8.2;

5)построение нормативной частотной кривой изоляции воздушного

шума Rw по данным табл. 4 СП 51.13330;

60