Расчет естественного освещения

Содержание

 

Введение	3
1 Теоретическая часть	4
2 Нормирование естественного освещения	6
3 Расчет естественного освещения	8
3.1 Аналитический метод	8
3.2 Графический метод	9
Список использованных источников	11

 

Введение

 

Около 90% информации о внешнем  мире человек воспринимает через  органы зрения. Качество зрительного  восприятия определяется световыми  условиями. В производственных условиях освещение должно обеспечивать хорошую  видимость на рабочем месте, не вызывая  усталости глаз. При увеличении освещенности производительность труда увеличивается, однако степень се увеличения и области  освещенности 800-1000 лк заметно снижается.

Правильно спроектированное и выполненное освещение позволяет решить следующие задачи:

- улучшить условия зрительной  работы, снижая при этом утомляемость, повышая производительность труда  и качество выпускаемой продукции;

- благоприятно повлиять  на производственную среду, что  вызывает положительное психофизиологическое  воздействие на работника;

- повышает безопасность труда и снижает травматизм.

Увеличение освещенности способствует улучшению работоспособности  даже в тех случаях, когда процесс  труда практически не зависит  от зрительного восприятия. При недостаточном  освещении работник быстро устает, работает менее продуктивно, возрастает вероятность ошибочных действий, несчастных случаев и может привести к профессиональным заболеваниям.

Все производственные, складские, бытовые и административно-конторские помещения должны иметь естественное и искусственное освещение помещений.

Задачей расчета естественного  освещения является определение  площади световых проемов, которая  должна обеспечить требуемую естественную освещенность.

 

1 Теоретическая  часть

 

Естественное освещение создается  природными источниками света прямыми  солидными лучами и диффузным  светом небосвода (от солнечных лучей, рассеянных атмосферой). Естественное освещение является биологически наиболее ценным видом освещения, к которому максимально приспособлен глаз человека.

Естественное освещение должно предусматриваться, как правило, в  помещениях с постоянным пребыванием  людей. Без естественного освещения допускается проектировать отдельные виды производственных помещений согласно Санитарным нормам проектирования промышленных предприятий.

Различают следующие виды естественного  освещения помещений:

· боковое одностороннее — когда световые проемы расположены в одной из наружных стен помещения;

 

Рисунок 1 - Боковое одностороннее  естественное освещение

 

· боковое двустороннее — световые проемы в двух противоположных наружных стенах помещения;

Рисунок 2 – Боковое двустороннее естественное освещение

 

· верхнее — когда фонари и световые проемы в покрытии, а также световые проемы в стенах перепада высот здания;

· комбинированное — световые проемы, предусмотренные для бокового (верхнее и боковое) и верхнего освещения.

Для количественной оценки совершенства производственного освещения  важной светотехнической характеристикой  является освещенность рабочей поверхности. Освещенность Е — это плотность световой энергии по площади S:

E = F / S [люкс],

где F – световой поток, характеризующий мощность светового  излучения, равномерно падающий на площадь, лм.

Так как естественное освещение  в помещении изменяется во времени  в широких пределах, то характеризовать  его абсолютным значением освещенности на рабочем месте не представляется возможным.  

2 Нормирование естественного  освещения

 

В качестве нормирующей величины взята  относительная величина e — коэффициент естественной освещенности (КЕО), который представляет собой выраженное в процентах отношение освещенности в данной точке внутри помещения к одновременной наружной горизонтальной освещенности , создаваемой рассеянным светом всего небосвода:

е = (

/ ) 100 %.

Значения нормы КЕО регламентируется СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» и определяются с учетом следующих четырех факторов:

1) характеристики зрительной работы (определяется в зависимости от  размера объекта различения — рассматриваемый предмет, отдельная часть его или различимый дефект, которые необходимо различать в процессе работы);

2) системы освещения;

3) коэффициента светового климата,  определяемого географическим расположением  здания на территории России;

4) коэффициента солнечности,  величина которого зависит от  ориентации здания относительно  сторон света.

Нормы естественного освещения  промышленных зданий, сведенные к  нормированию К.Е.О., представлены в  СНиП 23-05-95. Для облегчения нормирования освещенности рабочих мест все зрительные работы по степени точности делятся на восемь разрядов.

СНиП 23-05-95 устанавливают требуемую величину К.Е.О. в зависимости от точности работ, вида освещения и географического расположения производства. Территория России делится на пять световых поясов, для которых значения К.Е.О. определяются по формуле:

где N – номер группы административно-территориального района по обеспеченности естественным светом;

- значение коэффициента естественной  освещенности, выбираемое по СНиП 23-05-95 в зависимости от характеристики зрительных работ в данном помещении и системы естественного освещения;

- коэффициент светового климата,  который находится по таблицам  СНиП в зависимости от вида световых проемов, их ориентации по сторонам горизонта и номера группы административного района.

Для определения соответствия естественной освещенности в производственном помещении  требуемым нормам освещенность измеряют при верхнем и комбинированном  освещении — в различных точках помещения с последующим усреднением; при боковом — на наименее освещенных рабочих местах. Одновременно измеряют наружную освещенность и определенный расчетным путем К.Е.О. сравнивают с нормативным.

  

3 Расчет  естественного освещения

3.1 Аналитический  метод

 

При оценке освещения производят расчет естественной освещенности путем определения  КЕО в различных точках помещения.

Для ориентировочных расчетов применяют  метод определения требуемой  площади светопроемов, которая обеспечивала бы  нормированную для данной работы величину КЕО. Используют следующие формулы:

при боковом освещении помещения

;

при верхнем освещении помещения

,

где , — площадь окон или фонарей;

 — лощадь пола помещений;

 — нормированное значение  КЕО; 

 – коэффициент запаса (из  таблиц);

 – коэффициент, учитывающий  затенение окон противостоящими  зданиями;

 – общий коэффициент светопропускания;

= , , , – коэффициенты, учитывающие потери света соответственно в материале остекления, в переплетах светопроема, в слое загрязнения остекления;

( ) — коэффициент, учитывающий влияние отраженного света при боковом (верхнем) освещении;

, — световая характеристика окна (фонаря);

 — коэффициент, учитывающий  тип фонаря.

 

3.2 Графический  метод

 

Классическим методом  расчета естественного освещения  является графический метод.

КЕО может быть представлен в виде суммы трех компонентов:

= + + ,

где — КЕО от прямого света небосвода;

 — КЕО, создаваемый отраженным светом от внутренних поверхностей помещения;

 — КЕО, создаваемый отраженным светом от стен противостоящих зданий;

,

где — расчетное значение КЕО без учета светопотерь;

- общий коэффициент светопропускания, учитывающий суммарные потери  света при прохождении через  стекло и переплет и зависящий  от степени загрязнения стекла;

q – коэффициент, учитывающий неравномерность яркости небесной полусферы от горизонта к зениту, определяющийся в зависимости от угла между горизонтом и линией, соединяющей точку рабочего места и середину светопроема;

,

где r – коэффициент, учитывающий повышение КЕО за счет отраженного света от потолка и стен помещения.

Геометрически коэффициенты естественной освещенности определяют методом Данилюка.

Полусферу небосвода условно разбивают  на 10.000 участков равномерной световой активности, определяют количество участков небосвода, видимых из данной точки  помещения через светопроем, то есть графически определяют, какая часть светового потока от всей небесной полусферы непосредственно падает в расчетную точку.

Количество видимых через светопроемы участков небосвода определяют при помощи двух графиков, представляющих собой проекцию пучка лучей, соединяющих центры полусферы небосвода с участками равной световой активности по высоте (рисунок 3) и по ширине (рисунок 4) светового проема.

КЕО определяется следующим образом: накладываются графики 1 и 2 соответственно на поперечный разрез и план помещения и подсчитывается количество лучей, пропускаемых светопроемом по его высоте и ширине. Геометрическое значение КЕО в данной точке помещения составляет

,

где — число лучей 1, проходящих через светопроем на поперечном разрезе помещения;

 — число лучей, проходящих  через светопроем в плане помещения.

 

Рисунок 3 – лучи, проходящие через светопроем на поперечном разрезе помещения

 

Рисунок 4 – лучи, проходящие через светопроем в плане помещения

 

 

Список  использованных источников

 

1. СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение».
2. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие. Ч.2 /Е.А. Резчиков, В.Б. Носов, Э.П. Пышкина, Е.Г. Щербак, Н.С. Чверткин /Под редакцией Е.А. Резчикова. М.: МГИУ, - 1998.