Подпишись и читай
самые интересные
статьи первым!

Расчет естественной освещенности помещения пример расчета. Принципы размещения ас в жилых помещениях. Дополнительные параметры, которые необходимо учитывать при выборе кондиционера


Оптимизация расположения громкоговорителей в комнате прямоугольной формы

Для достижения высокого качества звуковоспроизведения, акустические характеристики комнаты для прослушивания необходимо приблизить к определенным оптимальн м значениям. Это достигается формированием "акустически правильной" геометрии помещения, а также с помощью специальной акустической отделки внутренних поверхностей стен и потолка.

Но очень часто приходится иметь дело с комнатой, форму которой изменить уже невозможно. При этом собственные резонансы помещения могут крайне негативно повлиять на качество звучания аппаратуры. Вважным инструментом для снижения влияния комнатных резонансов является оптимизация взаимного расположения акустических систем относительно друг друга, ограждающих конструкций и зоны прослушивания.

Предлагаемые калькуляторы предназначены для расчетов в прямоугольных симметричных помещениях с низким фондом звукопоглощения.


Применение на практике результатов данных расчетов позволит уменьшить влияние комнатных мод, улучшить тональный баланс и выровнять АЧХ системы "АС-комната" на низких частотах.
Необходимо отметить, что результаты расчетов не обязательно приводят к созданию "идеальной" звуковой сцены, они касаются только коррекции акустических дефектов, вызванных, прежде всего, влиянием нежелательных комнатных резонансов.
Но результаты расчетов могут стать хорошей отправной точкой для дальнейшего поиска оптимального месторасположения АС с точки зрения индивидуальных предпочтений слушателя.

Определение площадок первых отражений


Слушатель, находящийся в комнате для прослушивания музыки, воспринимает не только прямой звук, излучаемый акустическими системами, но и отражения от стен, пола и потолка. Интенсивные отражения от некоторых участков внутренних поверхностей комнаты (площадок первых отражений) взаимодействуют с прямым звуком АС, что приводит к изменению частотной характеристики звука, воспринимаемого слушателем. При этом на некоторых частотах происходит усиление звука, а некоторых его значительное ослабление. Этот акустический дефект, называемый "гребенчатой фильтрацией", приводит к нежелательному "окрашиванию" звука.

Управление интенсивностью ранних отражений позволяет улучшить качество звуковой сцены, сделать звучание АС более ясным и детальн м. Наиболее важны ранние отражения от площадок, расположенных на боковых стенах и потолке между зоной прослушивания и АС. Кроме того, большое влияние на качество звука могут оказать отражения от тыловой стены, если зона прослушивания расположена к ней слишком близко.

На участках расположения площадок ранних отражений рекомендуется размещать звукопоглощающие материалы или звукорассеивающие конструкции (акустические диффузоры). Акустическая отделка площадок ранних отражений должна быть адекватна частотному диапазону, в котором более всего наблюдаются акустические искажения (эффект гребенчатой фильтрации).

Линейные размеры применяемых акустических покрытий должны быть на 500-600 мм больше размеров площадок первых отражений. Параметры необходимой акустической отделки в каждом конкретном случае рекомендуется согласовать с инженером-акустиком.

"

Расчет
резонатора Гельмгольца

Резонатор Гельмгольца является колебательной системой с одной степенью свободы, поэтому он обладает способностью отзываться на одну определенную частоту, соответствующую его собственной частоте.

Характерной особенностью резонатора Гельмгольца является его способность совершать низкочастотные собственные колебания, длина волны которых значительно больше размеров самого резонатора.

Это свойство резонатора Гельмгольца используется в архитектурной акустике при создании так называемых щелевых резонансных звукопоглотителей (Slot Resonator). В зависимости от конструкции резонаторы Гельмгольца хорошо поглощают звук на средних и низких частотах.

В общем случае конструкция поглотителя представляет собой деревянный каркас, смонтированный на поверхности стены или потолка. На каркасе закрепляется набор деревянных планок, между которыми оставляются зазоры. Внутреннее пространство каркаса заполняется звукопоглощающим материалом. Резонансная частота поглощения зависит от сечения деревянных планок, глубины каркаса и эффективности звукопоглощения изоляционного материала.

fo = (c/(2*PI))*sqrt(r/((d*1.2*D)*(r+w))) , где

w - ширина деревянной планки,

r - ширина зазора,

d - толщина деревянной планки,

D - глубина каркаса,

с - скорость звука в воздухе.

Если в одной конструкции применять планки различной ширины и закреплять их с неодинаков ми зазорами, а также выполнять каркас с переменной глубиной, можно построить поглотитель, эффективно работающий в широкой полосе частот.

Конструкция резонатора Гельмгольца достаточно проста и может быть собрана из недорогих и доступных материалов непосредственно в музыкальной комнате или в студийном помещении во время производства строительных работ.

"

Расчет панельного НЧ-поглотителя конверсионного типа (НЧКП)

Панельный поглотитель конверсионного типа является достаточно популярным средством акустической обработки музыкальных комнат благодаря простой конструкции и довольно высокой эффективности поглощения в области низких частот. Панельный поглотитель представляет собой жесткий каркас-резонатор с замкнутым объемом воздуха, герметично закрытый гибкой и массивной панелью (мембраной). В качестве материала мембраны, обычно применяют листы фанеры или MDF. Во внутреннее пространство каркаса помещается эффективный звукопоглощающий материал.

Звуковые колебания приводят в движение мембрану (панель) и присоединенный объем воздуха. При этом кинетическая энергия мембраны преобразуется в тепловую энергию за счет внутренних потерь в материале мембраны, а кинетическая энергия молекул воздуха преобразуется в тепловую энергию за счет вязкого трения в слое звукопоглотителя. Поэтому мы называем такой тип поглотителя конверсионным.

Поглотитель представляет собой систему масса-пружина, поэтому он обладает резонансной частотой, на которой его работа наиболее эффективна. Поглотитель может быть настроен на желаемый диапазон частот путем изменения его формы, объема и параметров мембраны. Точн й расчет резонансной частоты панельного поглотителя является сложной математической задачей, и результат зависит от большого количества исходных параметров: способа закрепления мембраны, её геометрических размеров, конструкции корпуса, характеристик звукопоглотителя и т.п.

Тем не менее, использование некоторых допущений и упрощений позволяет достичь приемлемого практического результата.

В таком случае, резонансную частоту fo можно описать следующей оценочной формулой:

fo=600/sqrt(m*d) , где

m - поверхностная плотность мембраны, кг/кв.м

d - глубина каркаса, см

Данная формула справедлива для случая, когда внутреннее пространство поглотителя заполнено воздухом. Если внутрь поместить пористый звукопоглощающий материал, то на частотах ниже 500 Гц процессы в системе перестают быть адиабатическими и формула трансформируется в другое соотношение, которое и применяется в он-лайн калькуляторе "Расчет панельного поглотителя":

fo=500/sqrt(m*d)

Заполнение внутреннего объема конструкции пористным звукопоглощающим материалом снижает добротность (Q) поглотителя, что приводит к расширению его рабочего диапазона и увеличению эффективности поглощения на НЧ. Слой звукопоглотителя не должен прикасаться к внутренней поверхности мембраны, также желательно оставить воздушный зазор между звукопоглотителем и задней стенкой устройства.
Теоретический рабочий диапазон частот панельного поглотителя расположен в пределах +/- одна октава относительно расчетной резонансной частоты.

Необходимо отметить, что в большинстве случаев описанного упрощенного подхода вполне достаточно. Но иногда решение ответственной акустической задачи требует более точного определения резонансных характеристик панельного поглотителя с учетом сложного механизма изгибных деформаций мембраны. Это требует проведения более точных и достаточно громоздких акустических расчетов.

"

Расчет размеров студийных помещений в соответствии с рекомендациями EBU/ITU, 1998

За основу взята методика, разработанная в 1993 году Робертом Волкером (Robert Walker) после серии исследований, проведенных в инженерном департаменте ВВС (Research Department Engineering Division of ВВС). В результате была предложена формула, регулирующая соотношение линейных размеров помещения в достаточно широких пределах.

В 1998 году данная формула была принята в качестве стандарта Европейским Радиовещательн м Союзом (European Broadcasting Union, Technical Recommendation R22-1998) и Международным Телекоммуникационным Союзом (International Telecommunication Union Recommendation ITU-R BS.1116-1, 1998) и рекомендована к применению при строительстве студийных помещений и музыкальных комнат прослушивания.
Соотношение выглядит следующим образом:

1.1w/h <= l/h <= 4.5w/h - 4,

l/h < 3, w/h < 3

где l - длина, w - ширина, и h - высота помещения.

Кроме того, должны быть исключены целочисленные соотношения длинны и ширины помещения к его высоте в пределах +/- 5%.

Все размеры должны соответствовать расстояниям между основными ограждающими конструкциями помещения.

"

Расчет диффузора Шредера

Проведение расчетов в предлагаемом калькуляторе подразумевает ввод данных в диалоговом режиме и дальнейшее выведение результатов на экран в виде диаграммы. Расчет времени реверберации производится по методике, изложенной в СНиП 23-03-2003 "Защита от шума" в октавных полосах частот по формуле Эйринга (Carl F. Eyring):

Т (сек) = 0,163*V / (−ln(1−α)*S + 4*µ*V)

V - объем зала, м3
S - суммарная площадь всех ограждающих поверхностей зала, м2
α - средний коэффициент звукопоглощения в помещении
µ - коэффициент, учитывающий поглощение звука в воздухе

Полученное расчетное время реверберации графически сравнивается с рекомендуемым (оптимальным) значением. Оптимальным называют такое время реверберации, при котором звучание музыкального материала в данном помещении будет наилучшим или при котором разборчивость речи будет наивысшей.

Оптимальные значения времени реверберации нормируются соответствующими международными стандартами:

DIN 18041 Acoustical quality in small to medium-sized rooms, 2004
EBU Tech. 3276 - Listening conditions for sound programme, 2004
IEC 60268-13 (2nd edition) Sound system equipment - Part 13, 1998

Размеры комнаты под названием “золотой кубоид” рекомендованы AES (Audio Engineering Sosiety): 10" х 16" х 26" = H x B x L = 3,05м x 4,9м х 7,93м. Такие пропорции основаны на так называемых числах Фибоначчи, в частности на “золотом сечении”, когда отношение одного размера к другому имеет числовое значение, близкое к 0,618034: Для лаборатории SAS размеры H x B x L = 2,56м х 3,05м х 5,25м (указаны в скобках) гармонизированы по другим значениям чисел Фибоначчи:

Для примера приведена таблица иррациональных отношений, основанных на аддитивном ряде чисел Фибоначчи, посредством которых можно гармонизировать не только комнаты прослушивания, но и любые изделия и конструкции. В частности посредством таблицы этих чисел гармонизированы все элементы усилителя “Maestro Grosso”. Успешная реализация концепции дизайна в сложной пространственной композиции была бы невозможна без таблицы чисел Фибоначчи (табл. 6.1).

Таблица. 6.1. Числа Фибоначчи.

Вернемся к комнате прослушивания с пропорциями по AES. Джордж Кардас предложил способ определения положения АС и слушателя, основанный также на числах фибоначчи (размечено черным цветом на рис. 6.21). Для лаборатории SAS голубым цветом показано расположение АС и слушателя, если руководствоваться способом Кардаса. Красным цветом показано фактическое, оптимизированное по слуху расположение АС и слушателя. Если проанализировать табл. 6.2, где приведены расчеты fn по (6.1), то видно неслучайность выбора по слуху расположения АС и слушателя.

Таблица 6.2.

для "SAS"
по Cardas

для "SAS"
по слуху

примечания

АС - слушатель
АС - стена

слушатель -
задняя стена

Для того, чтобы не попадать в пучности звуковых волн в помещении, требуется выбирать такие значения относительныхрасстояний между АС, слушателем и АС. стенами и АС, слушателем и стеной, чтобы эти расстояния были близки к /З относительно главных мод (частот) звуковых волн, определяемых по (6.1) и представленных в табл. 6.2.

Расстояния от АС до боковых стен:


0,276 x B=0,276 x 3,05 = 0.84м;
2. Фактическое по слуху для SAS-Lab:
0.85м = Н/3= 2,56/3.

Расстояние между АС:

1. Расчет по Кардасу для SAS-LаЬ:
В - 2 x 0,276 x В = 3,05 - 2 x 0,276 x 3.05 = 1,37м;

1,35м; (1,35/Н = 0,527, ближайшее число Фибоначчи 0,528).

Расстояние от слушателя до АС:

1.Расчет по Кардасу для SAS-LаЬ:
L -2 x 0,618 x Н = -5,25 - 2 x 0,618 x 2,56 = 2,09м;
2. Фактическое по слуху для SAS-LаЬ:
2,1м (2,1/Н = 0,82; ближайшее число Фибоначчи 0,854).

Расстояние от слушателя до задний стены:

1. Расчет по Кардасу для SAS-LаЬ:
0.618 x Н = 0,618 x 2,56 = 1,58 м:
2. фактическое по слуху для SAS-LаЬ:
1,25м (1.25/Н = 0,488; ближайшее число Фибоначчи 0,472).

Позади слушателя сложено наибольшее количество стройматериалов, что значительно увеличивает звукопоглощение в этой части лаборатории, что, видимо, привело к смещению оптимальной зоны для слушателя.

Расстояние от АС до стены:

1 Расчет по Кардасу для SAS-LаЬ:
0,618 x H = 0,618 x 2.56 = 1,58м:
2. Фактическое по слуху для SAS-LаЬ:
1.9м (1.9/Н = 0,742; ближайшее число Фибоначчи 0,73).

Как видно, слуховой контроль дает оптимальное расположение АС и слушателя, когда знаешь, что и как контролировать. Числа Фибоначчи вполне адекватно показывают точность слухового аппарата для оптимизации зоны прослушивания в лаборатории SAS. Читатели, опираясь на изложенный материал, смогут проверить его применимость в своих комнатах прослушивания.

Район строительства: Самарская область.

Наименование помещения: конструкторская.

Высота помещения: h п =3,0м.

Длина помещения: а п =7,5м.

Глубина помещения: d п =4,5м.

Коэффициент отражения внутренних поверхностей помещения:

ρ п =0,2; ρ ст =0,40; ρ пот =0,6.

Естественное боковое одностороннее освещение.

Необходимо определить расчетное значение и распределение КЕО по характерному разрезу помещения и необходимые размеры оконных проёмов.

Решение

Конструкторская относится к помещениям административных зданий (таблица 2, п.2) . Разряд зрительной работы А-1 по . Нормированное значение коэффициента естественного освещения обеспечивается в расчетной точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов. Рабочая поверхность расположена на расстоянии 0,8 м от пола (таблица 2, п.2 ТСН 23-351-2004 Самарской области). Для упрощения расчетов противостоящие здания отсутствуют.

Нормированное значение КЕО, e н, для зданий, расположенных в Самарской области (приложение Д СНиП 23-05-95), определяется по формуле

e N = e н ·m N ,

где N – номер группы обеспеченности естественным светом (таблица 4 и приложение Д) N=2;

e н – значение КЕО по таблице 1 e н =1,5 %;

m N – коэффициент светового климата по таблице 4 m N =0,9.

Таким образом,

e N = e н ·m N =1,5 × 0,9=1,35 %.

Суть расчета сводится к тому, чтобы подобрать размеры световых проемов при заданных исходных данных, обеспечивающих нормированное значение КЕО в помещении конструкторской.

Расчетное значение КЕО при проектировании естественного бокового освещения помещения выражается в процентах и определяется согласно приложению Г :

е р б =, (3.11)

где е р б – расчетное значение К.Е.О. при боковом освещении;

L – количество участков небосвода, видимых через световой проем из расчетной точки;

ε б i – геометрический КЕО в расчетной точке при боковом освещении, учитывающий прямой свет от i-того участка неба, определяемый по формуле (Г.9) ;

q i – коэффициент, учитывающий неравномерную яркость i-того участка облачного неба МКО, определяемый по таблице Г.1 ;

M – количество участков фасадов зданий противостоящей застройки, видимых через световой проем из расчетной точки;

ε зд j – геометрический КЕО в расчетной точке при боковом освещении, учитывающий свет, отраженный от j-того участка фасадов зданий противостоящей застройки, определяемый по формуле (Г.10) ;

b ф j – средняя относительная яркость j-того участка противостоящего (экранирующего) здания, расположенного параллельно исследуемому зданию (помещению), определяется по таблице Г.2 ;

k зд j – коэффициент, учитывающий изменение внутренней отраженной составляющей КЕО в помещении при наличии противостоящих зданий, определяется по формуле (Г.5) ;

r 0 – коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от поверхности помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию, принимаемый по таблицам Г.4 и Г.5 ;

k з – коэффициент запаса, принимаемый по таблице 3 ;

τ 0 – общий коэффициент светопропускания, определяемый по формуле

τ 0 = τ 1 ·τ 2 ·τ 3 ·τ 4 ·τ 5 , (3.12)

где τ 1 – коэффициент светопропускания материала, определяется по таблице Г.7 ;

τ 2 – коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема, определяется по таблице Г.7 ;

τ 3 – коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях, определяется по таблице Г.8 (при боковом освещении τ 3 =1);

τ 4 – коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах, определяется по таблице Г.8 ;

τ 5 – коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитной сетке, устанавливаемой под фонарями, принимаемый равным 0,9, если они предусмотрены.

В данном случае при расчете общего коэффициента светопропускания формула (3.12) примет вид

τ 0 = τ 1 ·τ 2 . (3.13)

Оконные блоки устанавливаются в вертикальные стены. Принимаем их в раздельных деревянных переплетах с двойным слоем остекления, а несущие конструкции, солнцезащитные устройства и защитные сетки отсутствуют, поэтому τ 3 =1;τ 4 =1;τ 5 =1.

В связи с этим формула расчета коэффициента естественной освещености для помещения конструкторской при отсутствии противостоящих зданий примет вид

е р б =
. (3.14)

Схема для определения КЕО в помещении представлена на рисунке 3.4. В выбранном масштабе вычерчивается план и поперечный разрез помещения с условной рабочей плоскостью (УРП), с указанием расчетных точек, причем нормированное значение КЕО должно соответствовать расчетному в точке, удаленной от стены, противоположной световым проемам на характерном разрезе помещения на расстоянии 1 м (точка М).

При проектировании естественного бокового освещения следует применять типовые конструкции окон, разработанные на основе единой для всего строительства номенклатуры из дерева, стали и алюминиевых сплавов согласно ГОСТ 11214-78.

Для данного случая принимаем три окна шириной 1,8 м, высотой окна 1,8 м. Причем на расчетной схеме они расположены симметрично относительно характерного разреза помещения I-I. Ширину простенков принимают равными, для удобства расчета.

Геометрический КОЕ, учитывающий прямой свет неба от равнояркого небосвода в какой-либо точке помещения при боковом освещении определяется по формуле (Г.9) :

e б = 0,01 ∙ (n 1 ∙ n 2), (3.15)

где n 1 – количество лучей по графику I А.М. Данилюка (приложение Ж), проходящих от неба через световые проёмы в расчётную точку на поперечном разрезе помещения;

n 2 – количество лучей по графику II, проходящих от неба через световые проёмы в расчётную точку на плане помещения (продолжение приложения Ж).

Подсчёт количества лучей по графикам I и II производится в следующем порядке:

а) основание графика I совмещается со следом рабочей поверхности на поперечном разрезе, а полюс графика О – с расчётной точкой М (рисунок 3.3);

б) подсчитывается количество лучей n 1 , проходящих через световые проёмы (n 1 =6,0 на рисунке 3.3);

в) отмечается номер полуокружности N (N=17,5 рисунок 3.3) на графике I, которая проходит через точку С – середину светового проёма;

г) график II накладывается на план помещения так, чтобы его вертикальная ось и горизонталь с N=17,5 по графику I проходили через точку С;

д) сумма лучей по графику II, проходящих через окна на плане помещения, определяется как n 21 +n 22 +n 23 = 15+32+15 = 62.

Подставляя полученные значения n 1 и n 2 в формулу (3.15), получим

ε б = 0,01· 6,0∙62∙= 3,72.

Коэффициент q, учитывающий неравномерную яркость облачного неба МКО (Международный комитет по освещенности), определяют по таблице Г.1 . q=0,67 (методом интерполяции).

Общий коэффициент светопропускания оконных блоков подсчитывается по формуле (Г.6) :

τ 0 = τ 1 ∙ τ 2 = 0,8∙0,6 = 0,48,

где τ 1 и τ 2 принимаются из таблицы Г.7 :

τ 1 =0,8 – стекло оконное листовое двойное;

τ 2 = 0,6 – переплеты двойные раздельные.

Расчет r 0 производят по таблице Г.4 .

Коэффициент r 0 учитывается в увязке с геометрическими размерами помещения и представляет собой отраженную составляющую КЕО внутри помещения.

Принимаем для расчета коэффициенты отражения пола, стен и потолка соответственно: ρ п =0,2; ρ ст =0,4; ρ пот =0,6.

Тогда средневзвешенный коэффициент отражения рассчитывается по формуле

, (3.16)

где ρ п, ρ ст, ρ пот – коэффициенты отражения пола, стен и потолка;

А п, А ст, А пот – площади пола, стен и потолка.

Отношение глубины помещения d п к высоте от уровня условной рабочей поверхности до верха окна, h о1 равно

.

Отношение расстояния расчетной точки от внутренней поверхности наружной стены ℓ т к глубине помещения d п равно

.

Согласно таблице Г.4 , значение r 0 на условной рабочей поверхности определяется интерполяцией и равно r 0 =1,6, при отношении длины помещения а п к его глубине d п

.

Коэффициент запаса k з (таблица 3) принимается равным k з =1,2 (при одной чистке окон в год).

Таким образом можно определить расчетное значение КЕО в точке М на характерном разрезе помещения, представленном в масштабе М 1:50 (рисунок 3.3):

Расчетное значение КЕО округляют с точностью до десятых долей. Таким образом, принимается е р б =1,6 %.

Аналогичным способом был определен КЕО в расчетных точках 1, 2, 3 на характерном разрезе помещения, а результаты расчетов представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Таблица расчёта КЕО для административного помещения

Из всего вышеизложенного можно сделать вывод о том, что при заданных геометрических параметрах помещения и выбранных оконных блоках (таблица 3.2) будет обеспечено нормированное значение кео е н =1,35 %.

Таблица 3.2 - Конструктивные размеры оконных проёмов в стенах

административных зданий для установки деревянных оконных блоков

ГОСТ на типовую серию окон

Конструктивные размеры окна, м:

h 0 (высота) / b 0 (ширина)

ГОСТ 11214-78

1,2/1,2; 1,35/1,5; 1,8; 2,1; 2,4; 2,7

1,8/0,9; 1,2; 1,35; 1,5; 1,8; 2,1; 2,4; 2,7

2,1/0,9; 1,2; 1,35; 1,5; 1,8; 2,1; 2,4; 2,7

Исходные данные для расчета естественного освещения помещений административных зданий представлены в таблице 3.3.

Район строительства: Самарская область.

Наименование помещения: конструкторская.

Высота помещения: h п =3,0м.

Длина помещения: а п =7,5м.

Глубина помещения: d п =4,5м.

Коэффициент отражения внутренних поверхностей помещения:

ρ п =0,2; ρ ст =0,40; ρ пот =0,6.

Естественное боковое одностороннее освещение.

Необходимо определить расчетное значение и распределение КЕО по характерному разрезу помещения и необходимые размеры оконных проёмов.

Решение

Конструкторская относится к помещениям административных зданий (таблица 2, п.2) . Разряд зрительной работы А-1 по . Нормированное значение коэффициента естественного освещения обеспечивается в расчетной точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов. Рабочая поверхность расположена на расстоянии 0,8 м от пола (таблица 2, п.2 ТСН 23-351-2004 Самарской области). Для упрощения расчетов противостоящие здания отсутствуют.

Нормированное значение КЕО, e н, для зданий, расположенных в Самарской области (приложение Д СНиП 23-05-95), определяется по формуле

e N = e н ·m N ,

где N – номер группы обеспеченности естественным светом (таблица 4 и приложение Д) N=2;

e н – значение КЕО по таблице 1 e н =1,5 %;

m N – коэффициент светового климата по таблице 4 m N =0,9.

Таким образом,

e N = e н ·m N =1,5 × 0,9=1,35 %.

Суть расчета сводится к тому, чтобы подобрать размеры световых проемов при заданных исходных данных, обеспечивающих нормированное значение КЕО в помещении конструкторской.

Расчетное значение КЕО при проектировании естественного бокового освещения помещения выражается в процентах и определяется согласно приложению Г :

е р б = , (3.11)

где е р б – расчетное значение К.Е.О. при боковом освещении;

L – количество участков небосвода, видимых через световой проем из расчетной точки;

ε б i – геометрический КЕО в расчетной точке при боковом освещении, учитывающий прямой свет от i-того участка неба, определяемый по формуле (Г.9) ;



q i – коэффициент, учитывающий неравномерную яркость i-того участка облачного неба МКО, определяемый по таблице Г.1 ;

M – количество участков фасадов зданий противостоящей застройки, видимых через световой проем из расчетной точки;

ε зд j – геометрический КЕО в расчетной точке при боковом освещении, учитывающий свет, отраженный от j-того участка фасадов зданий противостоящей застройки, определяемый по формуле (Г.10) ;

b ф j – средняя относительная яркость j-того участка противостоящего (экранирующего) здания, расположенного параллельно исследуемому зданию (помещению), определяется по таблице Г.2 ;

k зд j – коэффициент, учитывающий изменение внутренней отраженной составляющей КЕО в помещении при наличии противостоящих зданий, определяется по формуле (Г.5) ;

r 0 – коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от поверхности помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию, принимаемый по таблицам Г.4 и Г.5 ;

k з – коэффициент запаса, принимаемый по таблице 3 ;

τ 0 – общий коэффициент светопропускания, определяемый по формуле

τ 0 = τ 1 ·τ 2 ·τ 3 ·τ 4 ·τ 5 , (3.12)

где τ 1 – коэффициент светопропускания материала, определяется по таблице Г.7 ;

τ 2 – коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема, определяется по таблице Г.7 ;

τ 3 – коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях, определяется по таблице Г.8 (при боковом освещении τ 3 =1);

τ 4 – коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах, определяется по таблице Г.8 ;

τ 5 – коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитной сетке, устанавливаемой под фонарями, принимаемый равным 0,9, если они предусмотрены.

В данном случае при расчете общего коэффициента светопропускания формула (3.12) примет вид

τ 0 = τ 1 ·τ 2 . (3.13)

Оконные блоки устанавливаются в вертикальные стены. Принимаем их в раздельных деревянных переплетах с двойным слоем остекления, а несущие конструкции, солнцезащитные устройства и защитные сетки отсутствуют, поэтому τ 3 =1;τ 4 =1;τ 5 =1.

В связи с этим формула расчета коэффициента естественной освещености для помещения конструкторской при отсутствии противостоящих зданий примет вид

е р б = . (3.14)

Схема для определения КЕО в помещении представлена на рисунке 3.4. В выбранном масштабе вычерчивается план и поперечный разрез помещения с условной рабочей плоскостью (УРП), с указанием расчетных точек, причем нормированное значение КЕО должно соответствовать расчетному в точке, удаленной от стены, противоположной световым проемам на характерном разрезе помещения на расстоянии 1 м (точка М).

При проектировании естественного бокового освещения следует применять типовые конструкции окон, разработанные на основе единой для всего строительства номенклатуры из дерева, стали и алюминиевых сплавов согласно ГОСТ 11214-78.

Для данного случая принимаем три окна шириной 1,8 м, высотой окна 1,8 м. Причем на расчетной схеме они расположены симметрично относительно характерного разреза помещения I-I. Ширину простенков принимают равными, для удобства расчета.

Геометрический КОЕ, учитывающий прямой свет неба от равнояркого небосвода в какой-либо точке помещения при боковом освещении определяется по формуле (Г.9) :

e б = 0,01 ∙ (n 1 ∙ n 2), (3.15)

где n 1 – количество лучей по графику I А.М. Данилюка (приложение Ж), проходящих от неба через световые проёмы в расчётную точку на поперечном разрезе помещения;

n 2 – количество лучей по графику II, проходящих от неба через световые проёмы в расчётную точку на плане помещения (продолжение приложения Ж).

Подсчёт количества лучей по графикам I и II производится в следующем порядке:

а) основание графика I совмещается со следом рабочей поверхности на поперечном разрезе, а полюс графика О – с расчётной точкой М (рисунок 3.3);

б) подсчитывается количество лучей n 1 , проходящих через световые проёмы (n 1 =6,0 на рисунке 3.3);

в) отмечается номер полуокружности N (N=17,5 рисунок 3.3) на графике I, которая проходит через точку С – середину светового проёма;

г) график II накладывается на план помещения так, чтобы его вертикальная ось и горизонталь с N=17,5 по графику I проходили через точку С;

д) сумма лучей по графику II, проходящих через окна на плане помещения, определяется как n 21 +n 22 +n 23 = 15+32+15 = 62.

Подставляя полученные значения n 1 и n 2 в формулу (3.15), получим

ε б = 0,01· 6,0∙62∙= 3,72.

Коэффициент q, учитывающий неравномерную яркость облачного неба МКО (Международный комитет по освещенности), определяют по таблице Г.1 . q=0,67 (методом интерполяции).

Общий коэффициент светопропускания оконных блоков подсчитывается по формуле (Г.6) :

τ 0 = τ 1 ∙ τ 2 = 0,8∙0,6 = 0,48,

где τ 1 и τ 2 принимаются из таблицы Г.7 :

τ 1 =0,8 – стекло оконное листовое двойное;

τ 2 = 0,6 – переплеты двойные раздельные.

Расчет r 0 производят по таблице Г.4 .

Коэффициент r 0 учитывается в увязке с геометрическими размерами помещения и представляет собой отраженную составляющую КЕО внутри помещения.

Принимаем для расчета коэффициенты отражения пола, стен и потолка соответственно: ρ п =0,2; ρ ст =0,4; ρ пот =0,6.

Тогда средневзвешенный коэффициент отражения рассчитывается по формуле

, (3.16)

где ρ п, ρ ст, ρ пот – коэффициенты отражения пола, стен и потолка;

А п, А ст, А пот – площади пола, стен и потолка.

Отношение глубины помещения d п к высоте от уровня условной рабочей поверхности до верха окна, h о1 равно

.

Отношение расстояния расчетной точки от внутренней поверхности наружной стены ℓ т к глубине помещения d п равно

.

Согласно таблице Г.4 , значение r 0 на условной рабочей поверхности определяется интерполяцией и равно r 0 =1,6, при отношении длины помещения а п к его глубине d п

.

Коэффициент запаса k з (таблица 3) принимается равным k з =1,2 (при одной чистке окон в год).

Таким образом можно определить расчетное значение КЕО в точке М на характерном разрезе помещения, представленном в масштабе М 1:50 (рисунок 3.3):

Расчетное значение КЕО округляют с точностью до десятых долей. Таким образом, принимается е р б =1,6 %.

Аналогичным способом был определен КЕО в расчетных точках 1, 2, 3 на характерном разрезе помещения, а результаты расчетов представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Таблица расчёта КЕО для административного помещения

Номер точки n 1 N n 2 ε б q τ 0 r 0 k 3 е б р
М 17,5 3,72 0,67 0,48 1,6 1,2 1,6
5,94 0,71 0,48 1,5 1,2 2,5
9,5 10,5 0,85 0,48 1,4 1,2 5,0
6,5 24,1 0,99 0,48 1,2 1,2 11,5

Из всего вышеизложенного можно сделать вывод о том, что при заданных геометрических параметрах помещения и выбранных оконных блоках (таблица 3.2) будет обеспечено нормированное значение кео е н =1,35 %.

Таблица 3.2 - Конструктивные размеры оконных проёмов в стенах

административных зданий для установки деревянных оконных блоков

ГОСТ на типовую серию окон Конструктивные размеры окна, м: h 0 (высота) / b 0 (ширина)
ГОСТ 11214-78 1,2/1,2; 1,35/1,5; 1,8; 2,1; 2,4; 2,7 1,8/0,9; 1,2; 1,35; 1,5; 1,8; 2,1; 2,4; 2,7 2,1/0,9; 1,2; 1,35; 1,5; 1,8; 2,1; 2,4; 2,7

Исходные данные для расчета естественного освещения помещений административных зданий представлены в таблице 3.3.

Расчет естественного освещения

Целью расчета естественного освещения является определение площади световых проемов, то есть количества и геометрических размеров окон, обеспечивающих нормированное значение КЕО.

Выбор значений КЕО

1. В соответствии со СНиП 23-05 территория Российской Федерации зонирована на пять групп административных районов по ресурсам светового климата. Перечень административных районов, входящих в группы обеспеченности естественным светом, приведен в таблице 1.

2. Значения КЕО в жилых и общественных зданиях, расположенных в первой группе административных районов, принимают в соответствии со СНиП 23-05.

3. Значения КЕО в жилых и общественных зданиях, расположенных во второй, третьей, четвертой и пятой группах административных районов, определяют по формуле

e N = e н m N , (1)

где N - по таблице 1;

е н - нормированное значение КЕО по приложению И СНиП 23-05;

m N - коэффициент светового климата, принимаемый по таблице 2.

Полученные по формуле (1) значения следует округлять до десятых долей.

4. Размеры и расположение световых проемов в помещении, а также соблюдение требований норм естественного освещения помещений определяют предварительным и проверочным расчетами.

Предварительный расчет площади световых проемов и КЕО при боковом освещении

1. Предварительный расчет размеров световых проемов при боковом освещении без учета противостоящих зданий следует проводить с применением графиков, приведенных для помещений жилых зданий на рисунке 3, для помещений общественных зданий - на рисунке 4, для школьных классов - на рисунке 5. Расчет следует производить в следующей последовательности:

Рисунок 3 А с.о / А п при боковом освещении жилых помещений

Рисунок 4 - График для определения относительной площади световых проемов А с.о / А п при боковом освещении помещений общественных зданий

Рисунок 5 - График для определения относительной площади световых проемов А с.о / А п при боковом освещении школьных классов

а) в зависимости от разряда зрительной работы или назначения помещения и группы административных районов по ресурсам светового климата Российской Федерации по СНиП 23-05 определяют нормированное значение КЕО для рассматриваемого помещения;

d п h 01 и отношение d п / h 01 ;

в) на оси абсцисс графика (рисунки 3, 4 или 5) определяют точку, соответствующую определенному значению d п / h 01 через найденную точку проводят вертикальную линию до пересечения с кривой, соответствующей нормированному значению КЕО. По ординате точки пересечения определяют значение А с.о / А п ;

г) разделив найденное значение А с.о / А п на 100 и умножив на площадь пола, находят площадь световых проемов в м 2 .

2. В случае когда размеры и расположение световых проемов в проекте зданий были выбраны по архитектурно-строительным соображениям, предварительный расчет значений КЕО в помещениях следует производить по рисункам 3-5 в следующей последовательности:

а) по строительным чертежам находят суммарную площадь световых проемов (в свету) А с.о и освещаемую площадь пола помещения А п и определяют отношение А с.о / А п ;

б) определяют глубину помещения d п , высоту верхней грани световых проемов над уровнем условной рабочей поверхности h 01 и отношение d п / h 01 ;

в) с учетом типа помещений выбирают соответствующий график (рисунки 3, 4 или 5);

г) по значениям А с.о / А п и d п / h 01 на графике находят точку с соответствующим значением КЕО.

Графики (рисунки 3-5) разработаны применительно к наиболее часто встречающимся в практике проектирования габаритным схемам помещений и типовому решению светопрозрачных конструкций - деревянным спаренным открывающимся переплетам.

Проверочный расчет КЕО при боковом освещении

1. Проверочный расчет КЕО Расчет КЕО следует производить в следующей последовательности:

а) график I накладывают на поперечный разрез помещения таким образом, чтобы его полюс (центр) 0 совместился с расчетной точкой А (рисунок 8), а нижняя линия графика - со следом рабочей поверхности;

б) по графику I подсчитывают число лучей, проходящих через поперечный разрез светового проема от неба n 1 и от противостоящего здания в расчетную точку А ; Расчетные точки принимаются на расстоянии 1 м от поверхности стен (перегородок).

в) отмечают номера полуокружностей на графике I , совпадающих с серединой С 1 участка светопроема, через который из расчетной точки видно небо, и с серединой С 2 участка светопроема, через который из расчетной точки видно противостоящее здание (рисунок 8);

г) график II (рисунок 7) накладывают на план помещения таким образом, чтобы его вертикальная ось и горизонталь, номер которой соответствует номеру концентрической полуокружности (пункт «в»), проходили через точку С 1 (рисунок 8);

д) подсчитывают число лучей п 2 по графику II , проходящих от неба через световой проем на плане помещения в расчетную точку А ;

е) определяют значение геометрического КЕО, учитывающего прямой свет от неба;

ж) график II накладывают на план помещения таким образом, чтобы его вертикальная ось и горизонталь, номер которой соответствует номеру концентрической полуокружности (пункт «в»), проходили через точку С 2 ;

з) подсчитывают число лучей по графику II , проходящих от противостоящего здания через световой проем на плане помещения в расчетную точку А ;

и) определяют значение геометрического коэффициента естественной освещенности, учитывающего свет, отраженный от противостоящего здания;

к) определяют значение угла , под которым видна середина участка неба из расчетной точки на поперечном разрезе помещения;

л) по значению угла и заданным параметрам помещения и окружающей застройки определяют значения коэффициентов q i , b ф , k ЗД , r о , и K з , и вычисляют значение КЕО в расчетной точке помещения.

Рисунок 6 - График I

Рисунок 6 - График II для расчета геометрического КЕО

Примечания

1 Графики I и II применимы только для световых проемов прямоугольной формы. 2 План и разрез помещения выполняют (вычерчивают) в одинаковом масштабе.

А - расчетная точка; 0 - полюс графика I ; С 1 - середина участка светового проема, через который из расчетной точки видно небо;

Предварительный расчет площади световых проемов и КЕО при верхнем освещении

    Для предварительного расчета площади световых проемов при верхнем освещении следует применять следующие графики: для зенитных фонарей с глубиной проема (светопроводной шахты) до 0,7 м - по рисунку 9; для шахтных фонарей - по рисункам 10, 11; для фонарей прямоугольных, трапециевидных, шед с вертикальным остеклением и шед с наклонным остеклением - по рисунку 12.

Таблица 1

Тип заполнения

Значения коэффициента K 1 для графиков на рисунках

2, 3

Один слой оконного стекла в стальных одинарных глухих переплетах

1,26

То же, в открывающихся переплетах

1,05

Один слой оконного стекла в деревянных одинарных открывающихся переплетах

1,13

1,05

Три слоя оконного стекла в раздельно-спаренных металлических открывающихся переплетах

0,82

То же, в деревянных переплетах

0,63

0,59

Два слоя оконного стекла в стальных двойных открывающихся переплетах

0,75

То же, в глухих переплетах

Стеклопакеты (два слоя остекления) в стальных одинарных открывающихся переплетах*

1,00

То же, в глухих переплетах*

1,15

Стеклопакеты (три слоя остекления) в стальных глухих спаренных переплетах*

1,00

Пустотелые стеклянные блоки

0,70

* При применении других видов переплетов (ПВХ, деревянные и др.) коэффициент K 1 принимают по таблице 3 до проведения соответствующих испытаний.

Площадь световых проемов фонарей А с.ф определяют по графикам на рисунках 9-12 в следующей последовательности:

а) в зависимости от разряда зрительной работы или назначения помещения и группы административных районов по ресурсам светового климата Российской Федерации по СНиП 23-05;

б) на ординате графика определяют точку, соответствующую нормированному значению КЕО, через найденную точку проводят горизонталь до пересечения с соответствующей кривой графика (рисунки 9-12), по абсциссе точки пересечения определяют значение А с.ф / А п ;

в) разделив значение А с.ф / А п на 100 и умножив на площадь пола, находят площадь световых проемов фонарей в м 2 .

Предварительный расчет значений КЕО в помещениях следует производить с применением графиков на рисунках 9-12 в следующей последовательности:

а) по строительным чертежам находят суммарную площадь световых проемов фонарей А с.ф , освещаемую площадь пола помещения А п и определяют отношение А с.ф / А п ;

б) с учетом типа фонаря выбирают соответствующий рисунок (8, 10, 11или 12);

в) на выбранном рисунке через точку с абсциссой А с.ф / А п проводят вертикальную линию до пересечения с соответствующим графиком; ордината точки пересечения будет равна расчетному среднему значению коэффициента естественной освещенности е ср .

Рисунок 9 е ср в помещениях с зенитными фонарями с глубиной проема до 0,7 м и размерами в плане, м:

1 — 2,9×5,9; 2 3 — 1,5×1,7

Рисунок 10 - График для определения среднего значения КЕО е ср в общественных помещениях с шахтными фонарями с глубиной светопроводной шахты 3,50 м и размерами в плане, м:

1 — 2,9×5,9; 2 — 2,7×2,7; 2,9×2,9; 1,5×5,9; 3 — 1,5×1,7

Рисунок 11 - График для определения среднего значения КЕО е ср в общественных помещениях с шахтными фонарями диффузного света с глубиной светопроводной шахты 3,50 м и размерами в плане, м:

1 — 2,9×5,9; 2 — 2,7х 2,7; 2,9×2,9; 1,5×5,9; 3 — 1,5×1,7

1 - трапециевидный фонарь; 2 - шед, имеющий наклонное остекление; 3 - прямоугольный фонарь; 4 - шед, имеющий вертикальное остекление

Рисунок 12 - График для определения среднего значения КЕО е cp в общественных помещениях с фонарями

Проверочный расчет КЕО при верхнем освещении

Расчет КЕО производят в следующей последовательности:

а) график I (рисунок 6) накладывают на поперечный разрез помещения таким образом, чтобы полюс (центр) 0 графика совмещался с расчетной точкой, а нижняя линия графика - со следом рабочей поверхности. Подсчитывают число радиально направленных лучей графика I , проходящих через поперечный разрез первого проема (n 1 ) 1 , второго проема - (n 1 ) 2 , третьего проема - (n 1 ) 3 и т. д.; при этом отмечают номера полуокружностей, которые проходят через середину первого, второго, третьего проемов и т. д.;

б) определяют углы , , и т. д. между нижней линией графика I и линией, соединяющей полюс (центр) графика I с серединой первого, второго, третьего проемов и т. д.;

в) график II (рисунок 7) накладывают на продольный разрез помещения; при этом график располагают так, чтобы его вертикальная ось и горизонталь, номер которой должен соответствовать номеру полуокружности на графике I , проходили через середину проема (точка C ). Подсчитывают число лучей по графику II , проходящих через продольный разрез первого проема (n 2 ) 1 , второго проема - (п 2 ) 2 , третьего проема - (n 2 ) 3 и т. д.;

г) вычисляют значение геометрического КЕО , в первой точке характерного разреза помещения по формуле

, (2)

где Р - число световых проемов; q - коэффициент, учитывающий неравномерную яркость участка небосвода, видимого из первой точки соответственно под углами , , и т. д.;

д) повторяют вычисления в соответствии с пунктами «а», «б», «в», «г» для всех точек характерного разреза помещения до N включительно (где N - число точек, в которых производят расчет КЕО);

е) определяют среднее значение геометрического КЕО;

ж) по заданным параметрам помещения и световых проемов определяют значения r 2 , k ф , ;

Проверочный расчет значений КЕО в точках характерного разреза помещения при верхнем освещении от зенитных и шахтных фонарей следует выполнять по формуле:

, (3)

где A ф.в - площадь входного верхнего отверстия фонаря; N ф - число фонарей; q (αε ) - коэффициент, учитывающий неравномерную яркость облачного неба МКО; - угол между прямой, соединяющей расчетную точку с центром нижнего отверстия фонаря, и нормалью к этому отверстию; - среднее значение геометрического КЕО; K с - коэффициент светопередачи фонаря, определяемый для фонарей с диффузным отражением стенок, а для фонарей с направленным отражением стенок -по значению индекса светового проема шахтного фонаря i ф ;

Рисунок 13 - График для определения коэффициента q () в зависимости от угла

Рисунок 14 K с фонарей с диффузным отражением стенок шахты

Рисунок 15 - График для определения коэффициента светопередачи K c фонарей с направленным отражением стенок шахты при различных значениях коэффициента диффузного отражения стенок шахты

K з - расчетный коэффициент, учитывающий снижение КЕО и освещенности в процессе эксплуатации вследствие загрязнения и старения светопрозрачных заполнений в световых проемах, а также снижение отражающих свойств поверхностей помещения (коэффициент запаса).

Индекс светового проема фонаря с отверстиями в форме прямоугольника i ф определяют по формуле

, (4)

где A ф.н - площадь нижнего отверстия фонаря, м 2 ; A ф.в - площадь верхнего отверстия фонаря, м 2 ; h с.ф - высота светопроводной шахты фонаря, м. Р ф.в , Р ф.н — периметр верхнего и нижнего отверстий фонаря соответственно, м.

То же, с отверстиями в форме круга - по формуле

i ф = (r ф.в + r ф.н ) / 2 h с.ф , (5)

где r ф.в , r ф.н - радиус верхнего и нижнего отверстий фонаря соответственно.

Вычисляют значение геометрического КЕО в первой точке характерного разреза помещения по формуле

. (6)

Повторяют вычисления для всех точек характерного разреза помещения до N j включительно (где N j - число точек, в которых производят расчет КЕО).

Определяют по формуле

. (7)

Последовательно для всех точек вычисляют прямую составляющую КЕО σσ по формуле

. (8)

Определяют отраженную составляющую КЕО
, значение которой одинаково для всех точек, по формуле

. (9)

Расчет естественного освещения рабочего кабинета

Теоретическая часть

Освещение рабочих кабинетов, офисов должно проектироваться на основе следующих требований:

а) создание необходимых условий освещения на рабочих столах, расположенных в глубине помещения при выполнении разнообразных зрительных работ (чтение типографского и машинописного текстов, рукописных материалов, различение деталей графических материалов и т. п.);

б) обеспечение зрительной связи с наружным пространством;

в) защита помещений от слепящего и теплового действия инсоляции;

г) благоприятное распределение яркости в поле зрения.

Боковое освещение рабочих кабинетов должно осуществляться, как правило, отдельными световыми проемами (одно окно на каждый кабинет). С целью снижения необходимой площади световых проемов высоту подоконника над уровнем пола рекомендуется принимать не менее 0,9 м.

При расположении здания в административных районах Российской Федерации групп по ресурсам светового климата нормированное значение КЕО следует принимать: при глубине рабочих кабинетов (офисов) 5 м и более - по таблице 3 применительно к совмещенной системе освещения; менее 5 м - по таблице 4 применительно к естественной системе освещения.

Для обеспечения зрительного контакта с наружным пространством заполнение световых проемов должно, как правило, выполняться светопрозрачным оконным стеклом.

Для ограничения слепящего действия солнечной радиации в рабочих кабинетах и офисах необходимо предусматривать шторы и легкие регулируемые жалюзи. При проектировании зданий управления и зданий под офисы для III и IV климатических районов Российской Федерации следует предусматривать оборудование световых проемов, ориентированных на сектор горизонта в пределах 200°-290° солнцезащитными устройствами.

В помещениях значения коэффициента отражения поверхностей должны быть не менее:

  • потолка и верхней части стен 0,70
  • нижней части стен 0,50
  • пола 0,30.

Практическая часть

Требуется определить необходимую площадь окна в рабочих кабинетах здания управления, располагаемого в городе Сургуте.

Исходные данные. Глубина помещения d п = 5,5 м, высота h = 3,0 м, ширина b п = 3,0 м, площадь пола А п = 16,5 м 2 , высота верхней грани светового проема над условной рабочей поверхностью h 01 = 1,9 Заполнение световых проемов прозрачным остекленением по металлическим одинарным переплетам; толщина наружных стен 0,35 м. Затенение противостоящими зданиями отсутствует.

Решение

1. Учитывая, что глубина помещения d п свыше 5 м, по таблице 3 находим, что нормированное значение КЕО равно 0,5 %.

2. Производим предварительный расчет естественного освещения по исходной глубине помещения d п = 5,5 м и высоте верхней грани светового проема над условной рабочей поверхностью h 01 = 1,9 м; определяют, что d п / h 01 = 5,5/1,9=2,9.

3. На рисунке 4 на соответствующей кривой е = 0,5 % находим точку с абсциссой d п / h 01 = 2,9. По ординате этой точки определяем, что необходимая относительная площадь светового проема A о / A п = 16,6%.

4. Определяем площадь светового проема А о по формуле:

0,166 А п = 0,166 · 16,5 = 2,7 м 2 .

Следовательно, ширина светового проема b o = 2,7/1,8 = 1,5 м.

Принимаем оконный блок размером 1,5 х 1,8 м.

5. Производим проверочный расчет КЕО в точке А по формуле:

.

6. Накладываем график I для расчета КЕО методом А.М. Данилюка на поперечный разрез помещения, совмещая полюс графика I - 0 с точкой А , а нижнюю линию - с условной рабочей поверхностью; подсчитываем число лучей по графику I , проходящих через поперечный разрез светового проема: n 1 = 2.

7. Отмечаем, что через точку С на разрезе помещения проходит концентрическая полуокружность 26 графика I .

8. Накладываем график II для расчета КЕО на план помещения таким образом, чтобы его вертикальная ось и горизонталь 26 проходили через точку С ; подсчитываем по графику II число лучей, проходящих от неба через световой проем: п 2 = 16.

9. Определяем значение геометрического КЕО по формуле:

10. На поперечном разрезе помещения в масштабе 1:50 определяем, что середина участка неба, видимого из расчетной точки А через световой проем, находится под углом
; по значению этого угла по таблице 5 находим коэффициент, учитывающий неравномерную яркость облачного неба МКО: q i =0,64.

11. По размерам помещения и светового проема находят, что d п / h 01 = 2,9;

l Т / d п = 0,82; b п / d п = 0,55.(таблица 6)

12. Средневзвешенный коэффициент отражения

13. По найденным значениям d п / h 01 ; l T / d п ; b п / d п по таблице 6 находим, что r o = 4,25.

14. Для прозрачного остекленения с металлическим одинарным переплетом находим общий коэффициент пропускания света . Таблица 7

15 По СНиП 23-05 находим, что коэффициент запаса для окон общественных зданий K з = 1,2.

16 Определяем геометрический КЕО в точке А, подставляя значения всех найденных коэффициентов в формулу:

.

Следовательно, выбранные размеры светового проема обеспечивают требования норм по совмещенному освещению рабочего кабинета.

Определение естественного освещения при наличии противостоящего здания.

Противостоящее здание

Определим геометрический КЕО:

- между линией рабочей поверхности и линией, соединяющей расчетную точку с оптическим центром светопроема;

- коэффициент, учитывающий неравномерную яркость облачного неба;

- коэффициент, учитывающий относительную яркость противостоящего здания.

- коэффициент, учитывающий свет, отраженный от противостоящего здания, определяемый по выражению.

Таблица 1

Группы административных районов

Номер группы административных районов

Административный район

Московская, Смоленская, Владимирская,
Калужская, Тульская, Рязанская, Нижегородская, Свердловская, Пермская,
Челябинская, Курганская, Новосибирская, Кемеровская области, Республика
Мордовия, Чувашская Республика, Удмуртская Республика, Республика
Башкортостан, Республика Татарстан, Красноярский край (севернее 63°
с.ш.). Республика Саха (Якутия) (севернее 63° с.ш.), Чукотский автон.
округ, Хабаровский край (севернее 55° с.ш.)

Брянская, Курская, Орловская, Белгородская,
Воронежская, Липецкая, Тамбовская, Пензенская, Самарская, Ульяновская,
Оренбургская, Саратовская, Волгоградская области, Республика Коми,
Кабардино-Балкарская Республика, Республика Северная Осетия-Алания,
Чеченская Республика, Республика Ингушетия, Ханты-Мансийский автономный
округ, Республика Алтай, Красноярский край (южнее 63° с.ш.), Республика
Саха (Якутия) (южнее 63° с.ш.), Республика Тыва, Республика Бурятия,
Читинская область, Хабаровский край (южнее 55° с.ш.), Магаданская,
Сахалинская области

Калининградская, Псковская, Новгородская,
Тверская, Ярославская, Ивановская, Ленинградская, Вологодская,
Костромская, Кировская области, Республика Карелия, Ямало-Ненецкий
автономный округ, Ненецкий автономный округ

Архангельская, Мурманская области

Республика Калмыкия, Ростовская, Астраханская
области, Ставропольский край, Краснодарский край, Республика Дагестан,
Амурская область, Приморский край

Таблица 2

Коэффициент светового климата

Световые проемы


горизонта

Коэффициент светового климата m N

Номер группы административных районов

В наружных стенах здании

В зенитных фонарях

Примечание - С - северная; СВ -
северо-восточная; СЗ - северо-западная; В - восточная; З - западная; Ю
- южная; ЮВ - юго-восточная; ЮЗ - юго-западная ориентация.

Таблица 3

Нормированные значения КЕО при боковом совмещенном
освещении в основных помещениях жилых и общественных зданий в
административных районах различных групп по ресурсам светового климата

Группы административных районов по ресурсам
светового климата

Ориентация световых проемов по сторонам
горизонта, град.

в школьных классах

в выставочных залах

в читальных залах

в проектных залах

Таблица 4

Нормированные значения КЕО при боковом естественном
освещении в основных помещениях жилых и общественных зданий в различных
группах административных районов по ресурсам светового климата

Группы админист-

ративных районов по ресурсам светового климата

Ориентация световых проемов по сторонам
горизонта, град.

Нормированные значения КЕО, %

в рабочих кабинетах зданий управления, офисах

в школьных классах

в жилых помещениях

вочных залах

в читальных залах

в проектных залах, чертежно-

конструк-

торских бюро

Таблица 5

Значения коэффициентq i

Угловая высота среднего луча участка небосвода,
видимого из расчетной точки через световой проем в разрезе помещения,
град.

Значения коэффициента q i

Примечания

1 При значениях угловых высот среднего луча,
отличных от приведенных в таблице, значения коэффициента q i
определяют интерполяцией.

2 В практических расчетах угловую высоту
среднего луча участка небосвода, видимого из расчетной точки через
световой проем в разрезе помещения, следует заменять угловой высотой
середины участка небосвода, видимого из расчетной точки через световой
проем.

Таблица 6

Солнцезащитные устройства, изделия и материалы

Коэффициент, учитывающий потери света в
солнцезащитных устройствах,

Стальные фермы

Убирающиеся регулируемые жалюзи и шторы
(межстекольные, внутренние, наружные)

Железобетонные и деревянные фермы и арки

Стационарные жалюзи и экраны с защитным углом
не более 45° при расположении пластин жалюзи или экранов под углом 90°
к плоскости окна:

горизонтальные

вертикальные

Балки и рамы сплошные при высоте сечения:

Горизонтальные козырьки:

с защитным углом не более 30°

50 см и более

с защитным углом от 15° до 45°

менее 50 см

(многоступенчатые)

Балконы глубиной:

Лоджии глубиной:

Таблица 9

Коэффициент запасаК з

Помещения и территории

Примеры помещений

Искусственное освещение

Естественное освещение

Коэффициент запаса К з

Количество светильников в год

Коэффициент запаса К з

Количество чисток остекления светопроемов в год

Эксплуатационная группа светильников по
приложению Г

Угол наклона светопропускающего материала к
горизонту, градусы

1. Производственные помещения с воздушной
средой, содержащей в рабочей зоне:

а) св. 5 мг/м 3 пыли, дыма, копоти

Агломерационные фабрики, цементные заводы и
обрубные отделения литейных цехов

б) от 1 до 5 мг/м 3 пыли, дыма, копоти

Цехи кузнечные, литейные, мартеновские,
сборного железобетона

в) менее 1 мг/м 3 пыли, дыма, копоти

Цехи инструментальные, сборочные, механические,
механосборочные, пошивочные

г) значительные концентрации паров, кислот,
щелочей, газов, способных при соприкосновении с влагой образовывать
слабые растворы кислот, щелочей, а также обладающих большой
коррозирующей способностью

Цехи химических заводов по выработке кислот,
щелочей, едких химических реактивов, ядохимикатов, удобрений, цехи
гальванических покрытий и различных отраслей промышленности с
применением электролиза

2. Производственные помещения с особым режимом
по чистоте воздуха при обслуживании светильников:

а) с технического этажа

б) снизу из помещения

3. Помещения общественных и жилых зданий:

а) пыльные, жаркие и сырые

Горячие цехи предприятий общественного питания,
охлаждаемые камеры, помещения для приготовления растворов в прачечных,
душевые и т.д.

б) с нормальными условиями среды

Кабинеты и рабочие помещения, жилые комнаты,
учебные помещения, лаборатории, читальные залы, залы совещаний,
торговые залы и т.д.

4. Территории с воздушной средой, содержащей:

а) большое количество пыли (более 1 мг/м 3)

Территории металлургических, химических,
горнодобывающих предприятий, шахт, рудников, железнодорожных станций и
прилегающих к ним улиц и дорог

б) малое количество пыли (менее 1 мг/м 3)

Территории промышленных предприятий, кроме
указанных в подл. “а” и общественных зданий

5. Населенные пункты

Улицы, площади, дороги, территории жилых
районов, парки, бульвары, пешеходные тоннели, фасады зданий, памятники,
транспортные тоннели

Примечания

1 Значения коэффициента запаса, указанные в гр.6 - 9, следует умножать на 1 ,1 - при применении узорчатого стекла, стеклопластика, армопленки и матированного стекла,а также при использовании световых проемов дляаэрации; на 0 ,9 - при применении органического стекла.

2 Значения коэффициентов запаса, указанные в гр. 3 - 5 , приведены для разрядных источников света. При использовании ламп накаливания их следует умножать на 0 ,85 .

Первая и последняя расчетные точки принимаются на расстоянии 1 м от поверхности стен (перегородок) или осей колонн.

График I для подсчета количества лучей n 1

График II для подсчета количества лучей п 2

Включайся в дискуссию
Читайте также
Ультимативная переделка Radiotehnika S30 Электрическая схема колонок радиотехника с 30
Принципы размещения ас в жилых помещениях
Как сделать машину из бумаги