7.5. Устройство и расчет естественного освещения

Для освещения помещений естественным светом в стенах или пере­крытиях зданий предусматриваются световые проемы, через которые све­товой поток проникает внутрь помещений. Все разнообразие архитектур­ных решений зданий сводится к следующим типам:

1. Одноэтажные производственные здания сплошной застройки, кото­рые представляют собой многопролетные корпуса большой ширины (рис.7.3, а - г). В этих зданиях в основном применяется освещение через верхние фонари или световые проемы в покрытии. Здания сплошной за­стройки в зависимости от решения верхнего естественного освещения, покрытия и межферменного пространства можно разделить на здания с прямоугольными светоаэрационными фонарями (рис.7.3, а), с шедовым покрытием (рис.7.3, 6), с венитными фонарями (рис.7.3, в), с техническим этажом в межферменном пространстве или с подшивным потолком (рис.7.3, г).

2. Двухэтажные многопролетные производственные здания, в которых первый этаж может освещаться только через световые проемы в наружных стенах, а второй имеет верхнее освещение. При большой глубине поме­щений на первом этаже достаточная естественная освещенность обычно обеспечивается только в пределах первого пролета, на остальной пло­щади применяется искусственное освещение практически в течение все­го рабочего времени.

3. Здания зального типа с пролетом от 36 до 100 м и высотой более 30 м (рис.7.4). Такие здания строятся в случаях, когда необходи­ма большая производственная площадь без внутренних опор (сборочные цеха авиазаводов, ангары и т.п.).

4. Многоэтажные здания. В таких зданиях естественное освещение возможно осуществить только через световые проемы в наружных стенах. В производственных зданиях большой ширины в середине имеется зона с недостаточным естественным освещением, в котором следует исполь­зовать искусственное освещение в течение всего рабочего времени. В этой зоне в большинстве случаев располагаются вспомогательные участ­ки производств, проходы.

В производственных и административных зданиях авиационных пред­приятий в ряде случаев не удается обеспечить достаточное по нормам естественное освещение и приходится применять совмещенное освещение. Это может быть вызвано следующими причинами: выбранные по условиям технологии и организации производства объемно-планировочные решения зданий не позволяют обеспечить достаточное по нормам естественное освещение помещений; при строительстве зданий в районах с суро­выми климатическими условиями с целью снижения теплопотерь целесо­образно сокращать площадь световых проемов до минимума; повышенные требования к качеству и постоянству освещения на рабочих местах трудно обеспечить при естественном освещении.

В установках совмещенного освещения спектральные характеристи­ки искусственного освещения должны быть увязаны со спектром естест­венного света. Значения КЕО в этих случаях допускается снижать, при этом общее искусственное освещение помещений должно осуществляться газоразрядными лампами.

В зависимости от планировочного решения, геометрических разме­ров и назначения помещений различают пять схем совмещения естественного и искусственного освещения (рис. 7.5, а - д):

1. Помещение небольшой глубины с боковым естественным освеще­нием. Искусственное освещение дополняет естественное только на не­большом участке в глубине помещения (рис.7.5, а). Примером такого освещения могут быть рабочие кабинеты зданий управления. Если источ­ники света подобраны по цветности излучения, а светильники - по фор­ме и расположению, то создается впечатление, что помещение достаточ­но освещено естественным светом.

2. Глубокое помещение с боковым естественным освещением (рис. 7.5, 6). В светлое время суток достаточная естественная освещенность обеспечивается только в приоконной зоне на расстоянии двух-трех вы­сот световых проемов. Вследствие низких значений КЕО на всей осталь­ной площади возникает необходимость применения искусственного осве­щения в течение всего рабочего времени. Естественное освещение в та­ких помещениях устраивается, главным образом, для того, чтобы обес­печить зрительную связь с наружным пространством, устранить монотон­ность световой среды, которая возникает при одном искусственном ос­вещении. Преимущество схемы - более эффективное использование рабо­чих площадей, возможность уменьшения высоты помещения и площади световых проемов, а следовательно, и уменьшение теплопотерь. Целесообразна для районов с суровым климатом.

3. Помещение с верхним естественным освещением через световые проемы в покрытии, площадь которых меньше, чем это требуется по нор­мам естественного освещения (рис.7.5, в). Искусственный свет в этом случае восполняет недостаток естественного освещения равномерно по всей площади. Эта схема освещения особенно эффективна для зданий, располагаемых в южных и северных районах, где площадь фонарей при­ходится снижать до минимума.

4. Два смежных помещения, одно из которых имеет естественное освещение, другое - только - искусственное, при этом происходит по­стоянное движение людей из одного помещения в другое (рис.7.5, г).

5. Проходные помещения, через которые люди попадают из наруж­ного пространства в здание, полностью лишенное естественного света (рис.7.5, д). Применяется для устранения явлений ослепления при вы­ходе из помещения с относительно низкой освещенностью непосредст­венно наружу.

Расчет естественного освещения заключается в определении площа­ди световых проемов (окон и фонарей) в соответствии с нормированным значением КЕО по формулам:

при боковом освещении

при верхнем освещении

,

где S_o - площадь световых проемов окон при боковом освещении;

S_п - площадь пола помещения;

е_н - нормированное значение КЕО;

_о - световая характеристика окна (_о = 6,5-66), зависит от гео­метрических размеров помещения;

К_зд - коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями (К_зд = 1-1,7), зависит от расстояния между рассматриваемым и противостоящим зданиями, высоты противостоящего здания;

К_з - коэффициент запаса (К_з = 1,3-2), за­висит от концентрации пыли в помещении, расположения стекол в свето­вых проемах (вертикально, горизонтально, наклонно) и от периодичнос­ти их очистки;

_о - общий коэффициент светопропускания, учитываю­щий коэффициент светопропускания стекол и потери света в несущих кон­струкциях, в солнцезащитных устройствах;

r₁ - коэффициент, учитыва­ющий влияние отраженного света (r₁ = 1-10), зависит от геометрических размеров помещения и светопроема, коэффициентов отражения потолка, стен, пола;

S_ф - площадь световых проемов фонарей при верхнем осве­щении;

r₂ - коэффициент, учитывающий влияние отраженного света (r₂ = 1,05-1,7), зависит от высоты помещения, количества пролетов, коэффициентов отражения потолка, стен, пола;

К_ф - коэффициент, учи­тывающий тип фонаря (К_ф = 1-1,4);

_ф - световая характеристика фонаря или светового проема в плоскости покрытия (_ф = 1,15-25).

Все необходимые для расчета данные содержатся в таблицах СНиП.