1.11. Нормування природного освітлення

Нормування природного освітлення виконується за діючими нормами проектування 56, 75 (СНИП ІІ-4-79). Норми передбачають установлення нормованого значення коефіцієнта природного освітлення “е_н ^{I, II, IV, V}” за формулою

е_н ^{I, II, IV, V} = е_н ^IIІ mc, (1.33)

де е_н ^IIІ – нормоване значення КПО для різних приміщень і виробничих процесів, яке наведено у таблиці 1 і таблиці 2 норм 75 для ІІІ світло–кліматичної зони; m – коефіцієнт світлового клімату, який залежно від кліматичної зони приймається: 1,2 – І; 1,1 – ІІ; 1,0 – ІІІ; 0,9 – IV; 0,8 – V зони; с – коефіцієнт сонячності клімату за таблицею 5 норм проектування 75.

Коефіцієнт с залежить не тільки від світлокліматичної зони, але і від орієнтації вікна на сторони горизонту, змінюючись від 0,6 до 1.

При встановленні нормованого КПО е_н ^IIІ за таблицею 1 норм 75 необхідно вже на першому етапі проектування вибрати спосіб освітлення приміщення і визначитись із розрядом зорової роботи у ньому.

Нормами передбачено класифікувати всі виробничі процеси на 8 розрядів зорової роботи. До першого розряду зорової роботи віднесені роботи надвисокої точності з найменшими розмірами об’єкта розпізнавання менше ніж 0,15 мм. До другого розряду віднесені роботи дуже високої точності з найменшими розмірами об’єкта розпізнавання більше ніж 0,15 мм до 0,3 мм. До третього розряду віднесені роботи високої точності з об’єктами розпізнавання більше ніж 0,3 мм до 0,5 мм. Далі йдуть роботи середньої (0,5 – 1 мм), малої точності (1 – 5 мм), груба робота дуже малої точності (більше від 5 мм). До VII розряду віднесена робота з висвічуючими матеріалами і виробами у гарячих цехах з об’єктами розпізнавання більше ніж 0,5 мм. Нарешті, до VIII розряду зорової роботи віднесено загальне спостереження за ходом виробничого процесу з підрозрядами, що вирізняють постійне й періодичне спостереження, з постійним і періодичним перебуванням людей у приміщенні.

Для цивільних будинків е_н ^IIІ встановлюється за таблицею 2 норм 75 залежно від виду приміщення, способу освітлення і зонування території.

1.12. Попередній розрахунок природного освітлення

За нормами проектування 75 попередній розрахунок площі світлових прорізів зводиться до обчислювання їх за формулами, наведеними у додатку норм залежно від ряду характеристик, зокрема нормованого значення КПО, е_н, коефіцієнта запасу К_з, світлової характеристики η₀ загального коефіцієнта світлопропускання τ₀ і коефіцієнта, що враховує світловідбиття від стін, підлоги й стелі r₁, а також коефіцієнта, що враховує затінюючу властивість будинків, що стоять навпроти, К_зд. Вивчення [50] показало, що наведені у нормах формули далеко не завжди забезпечують об’єктивну оцінку освітлення приміщення, а тому були зроблені пошуки більш об’єктивного підходу до визначення попереднього розміру світлопрорізу.

Узагальному випадку розглянемо освітлення приміщення через вікно, як це показано на рисунку 1.11.

Згідно із законом проекції тілесного кута можемо записати:

dE_i = L₀ dσ₀.

Відповідно до схеми

Оскільки dF = dxdy, то

Рис. 1.11. Розрахункова схема

Допускаємо, що

dy = C₀dθ_i та dx = C₀dψ.

Тоді dE_i = C₀² L₀ dψ tgθ dθ.

Відповідно до схеми

.

У такому випадку

.

Інтегруючи цей вираз, одержуємо

. (1.34)

При θ₁ = θ₂ = 0 вираз у дужках дорівнює нулю, освітленість згідно із законом проекції тілесного кута [29] теж буде дорівнювати нулю, а тому і постійна інтегрування буде також дорівнювати нулю.

Освітленість робочої поверхні під небосхилом [29] дорівнює

Е_н = L_нπR² при R = 1E_н = L_нπ .

Яскравість вікна певною мірою нижча за яскравість небосхилу, і це враховується загальним коефіцієнтом світлопропускання τ₀, тобто

L₀ = L_н τ₀ .

Водночас за рахунок світловідбиття від стін, стелі і підлоги освітленість у точці збільшується в r₁ раз (1.34) і набуває такого вигляду:

. (1.35)

Коефіцієнт природного освітлення в такому випадку виражається відношенням

. (1.36)

При е_δ = е_н стає можливим визначити ширину вікна l_в

.

За наявності затіняючого будинку в формулу вводиться коефіцієнт К_зд. Тоді формула попереднього розрахунку розмірів вікон набуває остаточного вигляду

, (1.37)

де l_в – сумарна ширина світлопрорізів у даному приміщенні; π =3,14; е_н – нормоване значення КПО за формулою (1.33); К_зд – коефіцієнт, що враховує затіняючі властивості протилежного будинку, який подається у нормах проектування [75]; τ₀ – загальний коефіцієнт світлопропускання, наведений у нормах [75]; r₁ – коефіцієнт, що враховує підвищення освітленості приміщення за рахунок світловідбиття від стін, стелі, підлоги, який наведено у нормах [75]; кути θ_і та Ψ_і визначаються відповідно до схеми рисунка 1.11 через

.

Обчислення за формулою (1.37) і точною методикою обчислення виявили розбіжність між е_н і е_p (розрахунковим) на 5-20%, а за формулою СНИПу – 8 – 31%.

Для прикладу наведемо результати обчислення для деяких приміщень:

Таблиця 1.1

Результати зіставлення даних обчислення

Назва приміщення і його розміри	eн	τ0	r1	за формулою (1.37)				за СНИПом
				tg ψ	lb		%, ±	q		%, ±
1. Механічний цех 48×18 м	0,57	0,54	2,15	0,706	7,45	0,60	5	0,60	0,52	+13
2. Житлова кімната 3,2×5,6 м, hк = 2,5 м	0,45	0,52	1,82	0,174	3,67	0,51	12	0,70	0,38	-13,3
3. Робоча кімната 3,2×5,6 м, hпр = 3 м	0,86	0,52	2,48	0,174	4,09	0,83	4	0,61	0,60	-31
4. Зал ресторану 9×16 м	0,50	0,64	1,9	0,5	7,13	0,60	20	0,64	0,54	+8
5. Конференц-зала 10×18 м	0,34	0,56	5,6	0,5	3,88	0,41	20	0,56	—	—