Оценка освещенности в относительных величинах — коэффициент естественного освещения КЕО. Выражение КЕО через закон проекции телесного угла. Полный световой поток в помещении.
Коэффициент естественного освещения (КЕО) в жилых помещениях 0,5 0,75 %. Минимальный КЕО в классах, библиотеках, читальных залах, врачебном кабинете, в классах рисования, ручного труда и в лабораториях должен быть не менее 1,25%. В перевязочных, родильных, манипуляционных, зубоврачебных кабинетах – не менее 1,5%, в операционных и чертежных – не менее 2%.
Для определения продолжительности использования естественного освещения в помещениях различного назначения вводится понятие о критической наружной освещенности Екр, то есть такой освещенности, при которой включается искусственное освещение в помещениях. Величина наружной критической освещенности принимается за 5000 лк.
Закон проекции телесного угла показывает, что освещенность ЕМ в какой-либо точке поверхности помещения, создаваемая равномерно светящейся поверхностью неба, прямо пропорциональна яркости неба L и площади проекции на освещаемую поверхность телесного угла, под которым из данной точки виден участок неба (рис. 3.7).
Для пояснения вывода закона проекции телесного угла приняты следующие допущения:
— освещаемая поверхность располагается в помещении горизонтально;
— не учитываются влияние отраженного света и остекление светового проема.
Для доказательства закона телесного угла из точки М проведем полусферу с радиусом 1. Яркость полусферы обозначим через . На полусфере выделим весьма малый участок полусферы , который можно принять за точечный источник света.
– участок неба видимый из точки ; – небосвод; – линия горизонта; – зенит; – центр небосвода, совмещенный с исследуемой точкой ; – яркость небосвода, кд/м 2 ; – площадь проекции участка неба, освещающего точку .
Определим освещенность в точке , создаваемую в помещении через окно участком полусферы S , выражая в ней силу света через яркость согласно формуле (3.5):
Но = , то есть площади проекции участка неба на освещаемую поверхность. Таким образом, закон проекции телесного угла выражается формулой
Освещенной в какой-либо точке помещения равна произведению яркости участка неба, видимого из данной точки через световой проем, на проекцию этого участка неба на освещаемую поверхность.
В случае, когда точка находится не в помещении, а на открытом месте и освещается всей полусферой небосвода с равномерно распределенной яркостью, тогда
где — площадь полусферы небосвода на горизонтальную поверхность, но = 1, следовательно,
Пользуясь формулой (3.14), определим значение коэффициента естественной освещенности в точке М
Практическое значение этого закона заключается в том, что на его основе можно определить относительную световую активность различных световых проемов или одного светового проема, но различно расположенного относительно рабочей поверхности (РП)
ЕСТЕСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ | Архитектура и Проектирование | Справочник
Способы определения коэффициента естественной освещенности
По конструктивным особенностям естественное освещение подразделяется на:
— боковое, осуществляемое через световые проемы в наружных стенах (окна);
— верхнее, осуществляемое через фонари и световые проемы в перекрытии, а также световые проемы в местах перепадов высот смежных зданий;
— комбинированное — сочетание верхнего и бокового естественного освещения.
Нормы естественного освещения в зависимости от характера выполняемых работ (вид работ и степень точности) подразделяются на б разрядов (СН 275-71 ”Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий” (приложение 1).
Методика расчета площади световых проемов. Требуемая площадь световых проемов при боковом естественном освещении, необходимая для обеспечения нормируемого КЕО, определяется по формуле:
η0 — световая характеристика окна, зависящая от глубины помещения, выступа окна и отношения длин сторон (приложение 2);
k1 — коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями (приложение З);
τ0 — общий коэффициент светопропускания, зависящий от загрязнения воздуха помещения, положения остекления (вертикальное, наклонное), вида переплетов окон и т. д. (приложение 4);
r1 — коэффициент, учитывающий отраженность света от стен и потолка помещения (приложение 5).
Способы определения коэффициента естественной освещенности
А) Измерением естественной освещенности.
Для измерения освещенности производственного помещения необходимо установить датчик люксметра в плоскости рабочего места, выбрать необходимую шкалу, начиная с более грубой, и произвести замер (отсчет) освещенности.
При измерении КЕО необходимо соблюдать следующие условия:
а) замеры освещенности внутри и снаружи помещения производятся одновременно. При наличии одного люксметра время между замерами внешней и внутренней освещенности необходимо свести до возможного минимума;
б) замеры КЕ0 возможны лишь при небе, затянутом облаками, т.е. при диффузионном рассеянии света;
в) наружная горизонтальная освещенность измеряется на открытом месте, освещаемом всем небосводом.
а) в помещении, для которого определяется КЕО, выбирают базовую точку, хорошо освещаемую естественным светом, так, чтобы с нее обозревалось все помещение;
б) фотоэлемент люксметра укладывается горизонтально на рабочую плоскость в базовой точке измерения и производится замер освещенности (Ебаз);
в) немедленно произвести замер наружной освещенности (Енар). Фотоэлемент при этом закрывается светофильтром (Енар = Ешкалы · 100).
После определения КЕО базовой точки можно определить КЕО любой другой точки помещения. Для этого измеряют освещенность в базовой точке (Ебаз) и в точке, в которой необходимо измерить КЕО (Ех). Затем рассчитать по формуле:
