2.5.5. Природне освітлення

Упродовж еволюції намагання вижити було домінуючим мо­тивом існування всіх живих організмів. Життя обривалося тоді, коли жертва не могла вчасно помітити небезпеку. Органи зору мали діяти в сутінках і навіть при світлі зірок, коли енергія світла надходила лише порціями. Щоб вижити, щоб краще побачити не­безпеку, яка насувалася, необхідно було зібрати й використати кожен фотон світла.

Природне, або денне, світло — це поєднання сонячного світла й дифузного світла небосхилу. Сонце посилає у світовий простір вели­ку кількість променевої енергії, з якої на поверхню Землі потрапляє лише 10"⁹ її частина.

Сонячне світло має величезне біологічне й гігієнічне значення, бактерицидні та оздоровчі властивості.

Природне світло дає змогу мати в приміщенні зоровий контакт з навколишнім світом, а його зміна залежно від часу, хмарності усуває монотонність у роботі. Людина без природного світла почуває себе ізольованою від зовнішнього світу, втрачає почуття часу, болісно сприймає одноманітність і статистичність світлового середовища.

Для зорової роботи при штучному освітленні можна створити умови праці навіть кращі, ніж при природному, але світловий режим за своїми світлотехнічними, біологічними й психологічними показ­никами не буде еквівалентним природному світлу.

Проектування природного освітлення зводиться до того, щоб раціонально використати природний ресурс світлової енергії в даній місцевості. Створення оптимального світлового режиму, світлового комфорту пов'язане не тільки з організацією нормальних умов пра­ці, але і з психофізичним значенням його для органів зору й сприят­ливою дією на самопочуття людини.

Було б несправедливо вважати, що природне світло не потребує значних витрат при будівництві та експлуатації будівель. Витрати, пов'язані з експлуатацією світлоотворів досить великі й залежать від їх конструкції, а також від кліматичних особливостей місцевості та призначення будівлі.

Великі віконні отвори мають значно більшу тепловіддачу, ніж стіни. Улітку в таких будівлях погіршується стан повітряного сере­довища внаслідок їх перегрівання сонячним світлом, а в зимовий час виникає холодова радіація.

Паралельно з вищевикладеним при проектуванні природного освітлення будівель потрібно враховувати світлокліматичні особ­ливості району будівництва, призначення приміщень, вимоги залеж­но від характеру зорової роботи. Проектування природного освіт­лення ведеться на підставі обчислень, які мають на меті обґрунтува­ти тип, форму й розміри світлоотворів і відповідність їх норматив­ним вимогам.

Світлові отвори є основним елементом, від розмірів і форми яких залежить оптимальний природний світловий режим у будівлях. У про­мислових приміщеннях їх поділяють на вікна й ліхтарі (рис. 2.4).

Природному освітленню властиві такі недоліки: воно не постій­не в часі, динамічно змінюється протягом року, дня, досягаючи мак­симуму в липні і в полудень і мінімуму в кінці дня і в грудні. Яскра­вість точок небосхилу змінюється в значних межах залежно від по­ложення Сонця на небосхилі, ступеня й характеру хмарності, прозо­рості атмосфери та інших причин.

Визначити значення природного освітлення в приміщенні в абсо­лютних величиних неможливо, тому виникла необхідність ввести по­няття коефіцієнта природного освітлення (КПО). Це відношення освіт­лення в даній точці приміщення Е_в до одночасного зовнішнього освіт­лення горизонтальної площини, що знаходиться на відкритому місці Е₃ й освітлюється всім небосхилом при дифузному світлі небосхилу, %:

КПО = ^Ю0%. (2.25)

В основі визначення КПО — розмір об'єкта, що розпізнається в даний момент. Істотне значення має те, у якому поясі світлового клі­мату знаходиться підприємство, оскільки природне освітлення зале­жить від кількості сонячних днів протягом року, а також від стійкості снігового покриву. Нормування природного освітлення здійснюється через КПО залежно від світлового поясу й призначення приміщення відповідно до СНІП И-4-79 «Природне і штучне освітлення».

Природна освітленість у приміщенні залежить від надходження прямих сонячних променів, кількості, величини й конструкції вікон, орієнтації їх за сторонами горизонту, а також від світла, що відбива­ється від земної поверхні, суміжних будівель та огороджуючих по­верхонь будівлі. Розрахунок КПО в будь-якій точці приміщення здійснюється за формулою:

Е = Е_Н + Е₆ + Е_б + Е₃, (2.26)

де Е_н _ КПО за таблицями з урахуванням коефіцієнта світлопро-пускання г;

Е_в — КПО, що створюється світлом, відбитим від стелі, стін і підлоги;

Е_б — КПО, що створюється світлом, відбитим від протилежних і суміжних будівель;

Е₃ — КПО, що створюється світлом, відбитим від земної поверх­ні, якщо поряд немає будівель.

Середній коефіцієнт відбиття внутрішніх поверхонь визнача­ється за формулою:

Де РиРг ірз — коефіцієнти відбиття світла від стін, стелі і підлоги; 8_и 5₂ і 5з відповідні площі стін і підлоги.

Есометричні розміри вікон визначають за формулою:

₅ е_сер-?]_д-5^ _(22§)

зЬ '2

2.

де 5_в — площа вікон, м 8„ — площа підлоги, м²;

^„нормативне значення КПО для даного приміщення;

загальний коефіцієнт світлопропуекання; гг~коефіцієнт, що враховує вплив відбитого світла; г}_л — світлова характеристика ліхтарів.

Щоб визначити розміри вікон при бічному розміщенні 5_бв9 ви­користовують формулу:

_{8 =}«ЛІ^ _{(2 29)}

де е_мін — нормативне мінімальне значення КПО; світлова характеристика вікна;

8_п — площа підлоги, м²;

гз — загальний коефіцієнт світлопропускання;

г\ — коефіцієнт впливу відбитого світла;

К — коефіцієнт затінення від протилежних будівель.

При визначенні розмірів світлових отворів допускається відхи­лення розрахункової величини на ±10 %.

Якщо в розрахунках дійсна величина КПО вища за нормативне значення, вікна запроектовано правильно. Якщо ж дійсна величина КПО в розрахунках дещо нижча або дорівнює нормативному зна­ченню, то слід змінити їх розміри.

Порівняння нормативного значення КПО проводять за кривою освітленості, яку будують на робочій площині характерного розрізу будівлі за графіками Данилюка.