Светотехнический расчет учебного класса.

1. Расчет коэффициента естественной освещенности

Цель: рассчитать среднее значение коэффициента естественного освещения и сравнить его с нормативными требованиями.

Важнейшим показателем естественного освещения являются уровень освещенности и качество освещения. Необходимый уровень освещенности жилого типа уровень освещенности определяется в основном нормативными требованиями, а также эстетическими и психологическими требованиями.

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

Метод расчета: графический метод Данилюка.

Исходные данные:

L = 8,4м длина помещения

B = 5,8м ширина помещения

H = 3м высота помещения

h = 0,5м рабочая поверхность

Назначение помещения: учебный класс

Противостоящих зданий нет

Окно – одно

Освещение – боковое

Отделка стен – светлая

Потолок – белый

Пол – паркет темный, матовый

 

Число расчетных точек – 5

Расстояние от наружной стены до расчетных точек: d=0,5м; 1,5м; 2,5м; 3,5м; 4,5м.

Рабочей плоскостью служит горизонтальная плоскость.

Характерный разрез помещения – это разрез, выбранный в середине помещения и перпендикулярный плоскости светопроемов, (согласно варианту выбираем краевой вид разреза по светопроему).

 

Необходимо рассчитать значения коэффициента естественной освещенности по характерному разрезу помещения (рис. 2), построить кривую освещенности и определить неравномерность освещения, обеспечивающего наилучшую видимость рабочей поверхности, на которой сосредотачивается внимание работающего (характерный разрез вмещает в себя шесть исходных точек 1, 2, 3, 4, 5).

 

В расчете естественного освещения оценивается действительная величина К.Е.О. (е) на рабочей поверхности помещения при заданных размерах выбранных светопроемов.

Нормативное значение К.Е.О.:

енорм = е*m*C

где: е – значение коэффициента естественной освещенности, определяемое с учетом характера зрительной работы;

m – коэффициент светового климата;

 

С – коэффициент солнечности светового климата.

Сравнение расчетных и нормативных значений производится на рабочей плоскости характерного разреза помещения. Условие удовлетворяется при:

ерасч>енорм

Найдем нормативное значение К.Е.О.

е=0,5 m = 0,9 С= 0,80

енорм =0,5·0,9·0,80=0,36

 

При боковом освещении определяется emin. Переменность естественного освещения является фактором, влияющим на использование искусственного освещения – недостаточность естественного освещения компенсируется более интенсивным использованием искусственного света.

Порядок расчета

 

Определение по графикам I и II величин n1 и n2 и вычисление по этим величинам коэффициента естественной освещенности из выражения:

= 0.01*n1*n2

Точка 1: n1=28, n2=88

Точка 2: n1=15, n2=66

Точка 3: n1=9, n2=52

Точка 4: n1=5, n2=40

Точка 5: n1=3,5, n2=97

 

Найденные значения подставим в формулу, получим

 

= 0.01*28*88=24,6 %

= 0.01*15*66=9,9 %

= 0.01*9*52=4,68 %

= 0.01*5*40=2 %

= 0.01*3,5*97=3,39 %

 

Рисунок 1 План помещения

 

Рисунок 2 Поперечный разрез помещения.

 

Определение коэффициента, учитывающего неравномерную яркость небосвода q по формуле:

q=3/7*(1+2*sinо)

где Q – угол между горизонталью и линией, проведенной из данной точки в центр светопроема

 

Точка 1: Q=0,866 q=3/7*(1+2*0,866)=1,17

Точка 2: Q=0,573 q=3/7*(1+2*0,573)=0,92

Точка 3: Q=0,391 q=3/7*(1+2*0,391)=0,76

Точка 4: Q=0,292 q=3/7*(1+2*0,292)=0,68

 

Точка 5: Q=0,242 q=3/7*(1+2*0,242)=0,63

 

Коэффициент естественной освещенности (рис. 3), создаваемый отраженным от противостоящего здания светом, в расчете не учтено ввиду отсутствия рядом стоящих зданий, (в расчете принимается равным нулю).

 

Определение полного коэффициента светопропускания.

t0=t1*t2*t3*t4*t5,

где:

t1 – коэффициент светопропускания материала – стекло листовое двойное – равный 0.65;

t2 – коэффициент, учитывающий световые потери при прохождении света через переплет остекления – стальной, двойной глухой – равный 0.8;

t3 – коэффициент, учитывающий световые потери при прохождении света через загрязняющий слой – незначительное загрязнение пылью – равный 0.8;

 

 

t4 – коэффициент, учитывающий световые потери при прохождении света через несущие конструкции – балки сплошные ж/б< 50см – равный 1,0.

t5 – коэффициент, учитывающий световые потери при прохождении света через солнцезащитные средства – солнцезащитное стекло – равный 0.9.

t0=0.65*0.8*0.8*1,0*0,9=0.4

 

Определение величины коэффициента rd. Для этого необходимо рассчитать средневзвешенный коэффициент отражения rвз, вычислить отношения B/hp, d/B, L/B.

Коэффициенты отражения:

= 0.7 (светлая побелка)

= 0,5 (светлая покраска)

= 0,3 (паркет темный, матовый)

Площади: Sпт = Sпол = 48,7м2

Sст = 146,1м2

соотношения сторон в разрезе:

L = 8,4м длина помещения

hp – высота от рабочей поверхности до верхней границы остекления – 2,3м;

d – расстояние от расчетной точки до наружной стены: d1=0,5м, d2=1,5м, d3=2,5м, d4=3,5м, d5=4,5м.

B = 5,8м ширина помещения

 

=( *Sпт + *Sпол + *Sст) / (Sпт + Sпол + Sст)

=(0.5*48,7+0.7*48,7+0.3*146,1) / (48,7+48,7+146,1) = 0,42

B/hp = 8,4/2,3 = 2,5

L/B = 8,4/5,8 = 1,4

Согласно СНиП табл.I.13 соответствующие значения r для бокового освещения:

 

d1/B = 0,8 d2/B = 0,25 d3/B = 0,43 d4/B = 0,6 d5/B = 0,8

rd = 1,05; rd = 1,2; rd = 1,5; rd = 1,7; rd = 2,8.

Определение К.Е.О.бок для точек на разрезе помещения:

К.Е.О.бок = (К.Е.О.н *q + К.Е.О.зд *k)*t0* rd К.Е.О.зд =0

 

Для т.1 К.Е.О.бок = 24,6*1,17*0,4*1,05/1,2=10%

Для т.2 К.Е.О.бок = 9,9*0,92*0,4*1,2/1,2=3,5%

Для т.3 К.Е.О.бок = 4,68*0,76*0,4*1,5/1,2=1,75%

Для т.4 К.Е.О.бок = 2*0,68*0,4*1,7/1,2=0,7%

Для т.5 К.Е.О.бок = 3,39*0,63*0,4*2,8/1,2=1,95%

Рисунок 3 График КЕО

 

Вывод: С помощью расчетного метода коэффициента естественного освещения и соответствующего графика можно сказать, что значение КЕО превышает норму . Тем самым освещение помещения является нормативным, и нет нужды пользоваться искусственным освещением в период инсоляции. В летнее время в качестве решения вопросов солнцезащиты данного класса юго-восточной ориентации используются рафшторы т. к. окно периметру имеет витражное остекление почти на всю высоту помещения. Козырек вдоль всего остекления как с южной, так и с восточной стороны, образованный за счет консольного вылета плиты перекрытия верхнего этажа выполняет роль стационарной солнцезащиты.