Характеристики естественного освещения. Действие естественного освещения на человека. Основные законы строительной светотехники. Закон проекции телесного угла. Закон светотехнического подобия.

Под естественным светом в светотехнике понимают свет, создаваемый солнечным и небесным излучением.

Характеристики естественного освещения

- Уровень освещения на поверхности

-Распределение яркости на кажущейся поверхности неба

- Спектр свойств света, излучаемый разными участками неба

- Динамичность освещения

Действие естественного осещения на человека

-Информативная (зрительная) (взаимод. с материальной средой и глазом воздействуя на органы зрения)

-морфофункциональная (не связана с возникновением зрительных образов)

-бактерицидная (разрушение живых тканей, умертвение бактерий)

Основные законы строительной светотехники

1. Закон проекции телесного угла 2. Закон светотехнического подобия 3. Закон эффективности светопроемов 4. Закон сложения освещенностей.

Закон проекции телесного угла

Освещенность создаваемая равномерно светящейся поверхностью равна произведению яркости неба на площадь проекции на освещаемую плоскость телесного угла, под которым из точки виден участок неба.

Освещеность в точке Ем, есть В –яркость на ∆∂ - проекцию площади т.у. Ем=В*∆∂

∆∂- площадь проекции поверхности частей сферы единичного радиуса которую высекает телесный угол. (не учитывается отражение, осветление. Небо равнояркое.)

Вывод- освещенность в точке М, созд малым участком ∆S определяется по формуле Ем=У*cosα/r²

Поскольку ∆У=В*∆S, то при r=1 Ем=В*∆S* cosα,

Поскольку ∆S* cosα=∆∂, то

Ем=В*∆∂

Закон светотехнического подобия.

Освещение в какой либо точке зависит не от абсолютных размеров, а от относительных.

(Освещенность в точке от светящейся поверхности зависит не от абсолютных ее размеров, а от относительных. Или, светящиеся равнояркие поверхности разных размеров могут создать в точке одинаковую освещенность, если площади проекции их телесных углов, описанных из точки по их контуру, будут равны)

 

Коэффициент естественной освещенности (КЕО). Геометрический КЕО. Графики А.М. Данилюка. Определение геометрического КЕО по графикам А.М.Данилюка.

КЕО—относительная характеристика естественной освещённости, выражаемая отношением освещённости, создаваемой светом неба в заданной точке внутри помещения (непосредственно или после отражения), к одновременному значению наружной горизонтальной освещённости под открытым небом.

Геометрический КЕО.- Если точка N располагается на открытой поверхности и освещается всем небосводом, то проекция телесного угла на горизонт. поверхность πR² при r=1, проекция равна π, Е_N= Bπ, если точка М в помещении значение КЕО в точке М

ε=Ем/ Е_N=В*∂/В*π=∂/π

КЕО-геометр. Т.к он определяется размерами светопроема и не зависит от распределения яркости по небосводу.

график данилюка

Определение геометрического КЕО по графикам А.М.Данилюка

ε_б и ε_зд

Первый график позволяет учесть высоту оконного проема и определить количество лучей n1, попадающее в помещение от прямого солнечного света.

Второй график А. М. Данилюка позволяет учесть ширину оконного проема. Предварительно, по 1-му графику А. М. Данилюка определяется номер полуокружности с, на которой находится середина оконного проема.

Непостоянство в помещениях естественного освещения во времени вызвало необходимость ввести отвлеченную единицу измерения естественной освещенности, называемую КЕО

ε=Ем/Е_N=∂/π

ε=n₁*n₂*0.01%

ε^I= n₁^I*n₂^I*0.01%

 

 

Средняя и относительная яркость небосвода. Яркость небосвода в зените. Расчет КЕО по известному значению геометрического КЕО. Учет отраженной составляющей КЕО. Учет затенения окон при расчете КЕО. Учет влияния противостоящего здания. Расчет КЕО по формуле СП.

Средняя и относительная яркость небосвода. Яркость небосвода в зените. Расчет КЕО по известному значению геометрического КЕО. Учет отраженной составляющей КЕО. Учет затенения окон при расчете КЕО. Учет влияния противостоящего здания. Расчет КЕО по формуле СП.

Средняя яркость небосвода - Это яркость которая будучи равномерной на всем небосводе обеспечивает ту же освещенность на открытой площади, что и реально распределяет яркость Bср= En/ π

Относительная – зависит от угловой высоты участка небосвода и определяется по формуле q_θ=В_θ/Вср=3/7(1+2sinθ)

В зените θ=90, В_θ/Вср=3/7(1+2sin90)=9/7

Расчет КЕО

ε=∂/π – значение геометрического кео

Ем=В*∆∂ - для точки М в помещении

Е_N=Вср*π – для точки М на открытой площадке

Значение е = Ем / Е_N= В*∆∂/ Вср*π=ε*q

Учет отраженной сост кео

Для М Ем=Е прямая+Е отраж, отсюда

е_м= е_прям+ е_отраж

е_м= е_прям*(1+ е_отраж/ е_прям)= е_прям*r

r – коэффиц учитывающий повышение кео

благодаря свету отраженному от внутренних поверхностей е=ε*q*r

учет отражения окон

Ем=dФм/dS= dФокна/ dS*t Отсюда е= ε*q*r*t₀/Кз

t₀(коэффициент светопропускания заполнения светопроемов) t₀= t₁ · t₂· t₃ · t₄

t₁ – коэффициент светопропускания материала t₂– коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроёма t₃– коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях, при боковом освещении t₄ – коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах Кз –коэф запаса

Влияние противоп здания

е= ε*q*r*t₀/Кз

е^I= ε^I*b_ф* k_зд *t_0*r/Кз

k_зд-коэф учитывающий изменения внутренней отраженной составляющей кео в помещении при наличае противостоящих зданий

b_ф- средняя относительная яркость фасада противостоящего здания

ε-геометрическое кео в расчетной точке при боковом освещении учитывающий свет отраженный фасадами

отсюда ε^I= n₁^I*n₂^I*0.01%

е_р=е+ е^I= ε*q*r*t₀/Кз+ ε^I*b_ф* k_зд *t_0*r/Кз=(ε*q+ ε^I*b_ф* k_зд) *t_0*r/Кз

Расчет КЕО по формуле СП.

e_бi =0.01(n1*n2)

e_зд=0.01(n₁^I*n₂^I)