Расчет естественного освещения производственных помещений

 

Естественное освещение производственных помещений обеспечивается устройством окон (боковое освещение). Для предупреждения попадания прямых солнечных лучей окна должны иметь солнцезащитные устройства (жалюзи, козырьки и т.п.) или оконные переплеты должны заполняться светорассеивающими или светопоглощающими стеклами.

Без естественного освещения или с недостаточным по биологическому действию естественным освещением допускается проектировать помещения, где это необходимо по условиям технологии и выбора рациональных объемно-планировочных решений, а также производства, не требующие пребывания работающих более 50 % времени в течение рабочей смены.

Непосредственно перед расчетом освещения необходимо назначить тип естественного освещения (боковое одностороннее, боковое двустороннее, верхнее). Обычно при ширине помещения до 12 м рекомендуется боковое одностороннее, при ширине 12…24 м – боковое двустороннее.

Целью расчета является определение площади световых проемов при естественном освещении в производственных помещениях. При этом исходными данными для расчета являются:

– площадь пола помещения S_п, м²;

– длина помещения L, м

– глубина помещения В₂, м;

– высота от уровня условной рабочей поверхности h (условная рабочая поверхность располагается на уровне 0,8 м) до верха окна;

– нормированное значение коэффициента естественной освещенности (КЕО), е_н. Принимается согласно СНиП 23-05-95;

– коэффициент k_о, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями;

– коэффициент запаса К_з – расчетный коэффициент, учитывающий снижение КЕО и освещенности в процессе эксплуатации вследствие загрязнения и старения светопрозрачных заполнителей в световых проемах, источников света (ламп), светильников;

– общий коэффициент светопропускания светового проема τ_о;

– коэффициент r₁, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию;

– световая характеристика окон η_о, зависящая от соотношения длины помещения (L) к его глубине (В₂);

– световая характеристика фонарей η_ф;

– высота оконного проема А, м;

– ширина оконного проема В, м;

– количество оконных проемов n, шт.

Рекомендуется следующая методика расчета естественного освещения:

1. Определение отношения площади световых проемов к площади пола помещения.

При боковом освещении помещения определяется суммарная площадь световых проемов S_о (в свету), находящихся в наружных стенах освещаемого помещения (м²):

 

(3.315)

 

При верхнем освещении помещения определяется суммарная площадь световых проемов (в свету) всех фонарей S_ф, находящихся в покрытии над освещаемым помещением или пролетом (м²):

 

(3.316)

 

2. Определение размеров оконного проема или фонарей и их количества по следующим зависимостям:

 

А · В = S_о / n; (3.317)

 

А · В = S_ф / n. (3.318)

 

Пример 3.9. Рассчитать естественное освещение зоны ТО и ремонта машин сервисного предприятия при следующих исходных данных:

площадь пола зоны ТО и ремонта S_п = 288 м² (L = 24 м, В₂ = 12 м);

общий коэффициент светопропускания τ_о = 0,69 (принимается по данным таблицы 3.115);

коэффициент r₁, учитывающий повышение КЕО (в зоне с устойчивым снежным покровом принимается равным r₁ = 1,3);

предприятие расположено в г. Москве. Согласно СНиП 23-05-95 для бокового освещения е_н = 0,8 (табл. 3.116);

световая характеристика окон η_о, зависящая от соотношения длины помещения к его глубине (принимается по данным таблицы 3.117);

коэффициент k_о, учитывающий затенение окон (рядом нет затеняющих оконные проемы зданий, принимается равным k_о = 1,0);

коэффициент запаса К_з, учитывающий снижение КЕО (в зонах ТО и ремонта выделяется менее 1 мг/м³ пыли, дыма и копоти). По данным таблицы 3.118 принимается равным К_з = 1,4.

 

Таблица 3.115 – Общий коэффициент светопропускания

 

Заполнение светового проема	Общий коэффициент светопропускания τо
Одинарное остекление в деревянных переплетах	0,83
Одинарное остекление в металлических переплетах	0,83
Двойное остекление в деревянных спаренных переплетах	0,69
То же, в металлических спаренных переплетах	0,69
То же, в деревянных раздельных	0,69
То же, в металлических	0,69
Тройное остекление в деревянных переплетах (спаренный и одинарный)	0,57
То же, в металлических	0,57
Блоки стеклянные пустотелые размером 194×194×98 мм с шириной швов 6 мм	0,64
То же, размером 244×244×98 мм	0,64
Профильное стекло швеллерного сечения	0,78
Профильное стекло коробчатого сечения	0,61
Органическое стекло одинарное	0,87
Органическое стекло двойное	0,76
Органическое стекло тройное	0,66
Двухслойные стеклопакеты в деревянных переплетах	0,69
То же, в металлических переплетах	0,69
Двухслойные стеклопакеты и одинарное остекление в раздельных деревянных переплетах	0,57
То же, в металлических переплетах	0,57

 

Решение. Нижняя часть окна расположена на высоте 1,0 м от пола. Высота окна А = 2,4 м (табл. 3.119). Тогда высота от уровня условной рабочей поверхности до верха окна составит: h = 1,0 + 2,4 – 0,8 = 2,6 м.

Отношение глубины помещения (В₂) к его высоте от уровня условной рабочей поверхности до верха окна (h): 12 / 2,6 = 4,6. Отношение длины помещения (L) к его глубине (В₂): 24 / 12 = 2,0.

По данным таблицы 3.117 принимаем световую характеристику окна, приблизительно равную η_о = 12.

По формуле (3.315) определяем площадь оконных проемов:

 

 

По данным табл. 3.119 устанавливаем размеры окон (А = 2,4 м, В = 1,8 м), а их количество определяем по формуле (3.317): n = 43,15 / 2,4 · 1,8 = 9,9.

Количество окон принимается равным n = 10.

 

Таблица 3.116 – Нормируемые значения коэффициента естественной

освещенности

 

Помещения, посты и производственные участки	Характеристика зрительной работы	Разряд зрительной работы	Нормируемое значение КЕО, ен
При верхнем и боковом освещении	При боковом освещении
в зоне с устойчивым снежным покровом	на остальной территории
Мойки и уборки машин	Грубая	VI	2,0	0,4	0,5
Ежедневного (ежесменного) обслуживания машин	Общее наблюдение за ходом производственного процесса	VIII	1,0	0,2	0,3
ТО и ремонт, деревообрабатывающий, обойный, шиномонтажный	Малой точности	V a	3,0	0,8	1,0
Ремонта электрооборудования, ремонта приборов питания, моторный, агрегатный, слесарно-механический, столярный, обойный, ремонта и монтажа шин	Средней точности	IV a	4,0	1,2	1,5
Кузнечно-рессорный, сварочный, жестяницкий, арматурный, медницко-радиаторный, ремонта аккумуляторов, компрессорная, малярный, краскоприготовительный	Средней точности	IV б	4,0	1,2	1,3

 

Таблица 3.117 – Значения световой характеристики окна

 

Отношение длины помещения L к его глубине В2	Значение световой характеристики hо при отношении глубины помещения В2 к его высоте от уровня условной рабочей поверхности до верха окна h
	1,5					7,5
4,0 и более	6,5		7,5					12,5
3,0	7,5		8,5	9,6			12,5
2,0	8,5		9,5	10,5	11,5
1,5	9,5	10,5
1,0							26,5
0,5								–

Таблица 3.118 – Коэффициент запаса К_з при проектировании

естественного и искусственного освещения

 

Помещения и территории	Примеры помещений	Искусственное освещение	Естественное освещение
Коэффициент запаса, Кз	Количество чисток Светильников в год	Коэффициент запаса, Кз	Количество чисток остекления светопроемов в год
Эксплуатационная группа светильников	Угол наклона светопропускающего материала к горизонту, градусы
1-4	5-6		0-15	16-45	46-75	76-90
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	2,0	1,7	1,6	2,0	1,8	1,7	1,5
б) от 1 до 5 мг/м^3 пыли, дыма, копоти	Цехи кузнечные, литейные, мартеновские, сборного железобетона	1,8	1,6	1,6	1,8	1,6	1,5	1,4
в) менее 1 мг/м^3 пыли, дыма, копоти	Цехи инструментальные, сборочные, механические, механосборочные, пошивочные	1,5	1,4	1,4	1,6	1,5	1,4	1,3
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	1,8	1,6	1,6	2,0	1,8	1,7	1,5
2. 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.	1,7	1,6	1,6	2,0	1,8	1,7	1,6
Окончание таблицы 3.118
б) с нормальными условиями среды	Кабинеты и рабочие помещения, жилые комнаты, учебные помещения, лаборатории, читальные залы, залы совещаний, торговые залы и т.д.	1,4	1,4	1,4	1,5	1,4	1,3	1,2
3. 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	1,5	1,5	1,5	–	–	–	–
б) малое количество пыли (менее 1 мг/м^3)	Территории промышленных предприятий, кроме указанных в подпункте «а» и общественных зданий	1,5	1,5	1,5	–	–	–	–
4. Населенные пункты	Улицы, площади, дороги, территории жилых районов, парки, бульвары, пешеходные тоннели, фасады зданий, памятники, транспортные тоннели	1,6	1,5	1,5	–	–	–	–

 

Примечания:

1. Значения коэффициента запаса, указанные в графах 6...9, следует умножать на 1,1 – при применении узорчатого стекла, стеклопластика, армопленки и матированного стекла, а также при использовании световых проемов для аэрации, на 0,9 – при применении органического стекла.

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

3. Значения коэффициентов запаса, указанные в графе 3, следует снижать при односменной работе по позициям 1б, 1г – на 0,2; по позиции 1в – на 0,1; при двухсменной работе – по позициям 1б, 1г – на 0,15.

 

Таблица 3.119 – Стандартные размеры окон

 

Высота А, м	Ширина В, м
2,4	1,8
1,8	1,8
1,2	1,8
0,6	1,8