Организация рационального освещения рабочих мест является одним из основных вопросов безопасности труда. От правильного устройства освещения во многом зависит производственный травматизм, производительность и качество выполняемых работ.
Существует два вида освещения: естественное и искусственное. При их расчете необходимо руководствоваться строительными нормами и правилами СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение».
В методических указаниях даны методики расчета различных видов естественного освещения.
В соответствии с требованиями СНиП 23-05-95 [9] все производственные, складские, бытовые и административно-конторские помещения должны иметь, как правило, естественное освещение. Оно не устраивается в помещениях, где противопоказано фотохимическое воздействие естественного света по техническим и другим соображениям.
Естественное освещение можно не устраивать: в санитарно-бытовых помещениях; ожидальных здравпунктов; помещениях для личной гигиены женщин; коридорах, проходах и переходах производственных, вспомогательных и общественных здании. Естественное освещение может быть боковое, верхнее, комбинированное и совмещенное.
Боковое естественное освещение- это естественное освещение помещения светом, поступающим через световые проемы в наружных стенах здания.
При одностороннем боковом освещении нормируется значение коэффициента естественной освещенности {КЕО) в точке, расположенной на расстоянии 1 м от стены (рис. 1.1а), т. е. наиболее удаленной от световых проемов на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности (или пола). При боковом освещении учитывается влияние затенения от противостоящих зданий коэффициентом затенения КЗД(рис. 1.26).
При двустороннем боковом освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке по середине помещения на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности (или пола) (рис 1.16).
Верхнее естественное освещение- это естественное освещение помещения светом, проникающим через световые проемы в покрытии здания и фонари, а также через световые проемы в местах перепадов высот смежных зданий.
Рисунок 1.1 - Кривые распределения естественной освещенности: а - при одностороннем боковом освещении; б - двустороннем боковом; 1 - уровень условной рабочей поверхности; 2 - кривая, характеризующая изменение освещенности в плоскости разреза помещения; РТ - точка минимальной освещенности при боковом одностороннем и двустороннем освещении emin.
При верхнем или верхнем и боковом естественном освещении нормируется среднее значение КЕО в точках, расположенных на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности (или пола). Первая и последняя точки принимаются на расстоянии 1 м от поверхности стен или перегородок или от осей рядов колонн (рис. 3.1а).
Допускается деление помещения на зоны с боковым освещением (зоны, примыкающие к наружным стенам с окнами) и зоны с верхним освещением; нормирование и расчет естественного освещения в каждой зоне производятся независимо. При этом учитывается характер зрительных работ. Условная рабочая поверхность - условно принятая горизонтальная поверхность, расположенная на высоте 0,8 м от пола.
Обычно при ширине помещения до 12 м рекомендуется боковое одностороннее, при ширине 12...24 м - боковое двустороннее, более 24 м - комбинированное освещение.
Совмещенное освещение - это освещение, при котором в светлое время суток одновременно используется естественный и искусственный свет. При этом недостаточное по условиям зрительной работы естественное освещение постоянно дополняется искусственным, удовлетворяющим специальным требованиям к помещениям (СНиП 23-05-95 по проектированию освещения [9]) с недостаточным естественным освещением.
Рисунок 1.2 - Схема обозначения размеров здания для расчета естественного бокового освещения:
а - схема обозначения размеров для расчета естественного бокового освещения: — ширина помещения;
LPT — расстояние от наружной стены до расчетной точки (РТ);
1 м - расстояние от поверхности стены до расчетной точки (РТ);
Вп- глубина помещения; h1- высота от уровня условной рабочей поверхности до верха окна;
h2- высота от уровня пола до условной рабочей поверхности (0,8 м);
Lп— длина помещения; Н— высота помещения; d— толщина стен;
6 — схема для определения коэффициента КЗД: Нкз-высота расположения карниза
противостоящего здания над подоконником рассматриваемого здания; Lj# - расстояние
между рассматриваемым и противостоящим зданием; М— граница затенения
Нормы минимальной освещенности помещений определяются КЕО, представляющим собой отношение естественной освещенности , создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба (непосредственно или после отражений), к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности , создаваемой светом полностью открытого небосвода, определяемого в %.
Значения КЕО для помещений, требующих различных условий освещенности, принимают в соответствии со СНиП 23-05-95 [9], табл. 1,1.
Проектирование естественного освещения зданий должно базироваться на детальном изучении технологических или иных трудовых процессов, выполняемых в помещениях, а также на светоклиматических особенностях места строительства зданий. При этом должны быть определены следующие характеристики:
• характеристика зрительной работы, определяемая в зависимости от наименьшего размера объекта различения, разряда зрительной работы;
• местонахождение здания на карте светового климата;
• нормированное значение КЕО с учетом характеристики зрительной работы и светоклиматических особенностей места расположения зданий;
• габаритные размеры и расположение оборудования, возможное затемнение им рабочих поверхностей;
• желательное направление падения светового потока на рабочую поверхность;
• продолжительность использования естественного освещения в течение суток для разных месяцев года с учетом назначения помещения, режима работы и светового климата местности;
• необходимость защиты помещения от слепящего действия прямого солнечного света;
• дополнительные требования к освещению, вытекающие из специфики технологического процесса и архитектурных требований к интерьеру.
Проектирование естественного освещения осуществляется в определенной последовательности:
1-й этап — определение требований к естественному освещению помещений; определение нормативного значения КЕО по разряду преобладающих в помещении зрительных работ:
• выбор системы освещения;
• выбор типов светового проема и светопропускающего материала;
• выбор средств для ограничения ослепляющего действия прямого солнечного света;
• учет ориентации зданий и световых проемов по сторонам горизонта;
2-й этап - выполнение предварительного расчета естественного освещения помещений; т. е. расчет площади остекления Soc:
•уточнение параметров световых проемов и помещении;
3-й этап - выполнение проверочного расчета естественного освещения помещений:
• определение помещений, зон и участков, имеющих недостаточное по нормам естественное освещение;
• определение требований к дополнительному искусственному освещению помещений, зонам и участкам с недостаточным естественным освещением;
4-й этап - внесение необходимых коррективов в проект естественного освещения и повторный проверочный расчет (при необходимости).
В большинстве случаев естественное освещение промышленных и административно-конторских помещений осуществляется боковым односторонним освещением (рис. 1.1а; рис. 1.2а).
Методика расчета естественного бокового освещения может быть сведена к следующему.
1.1.Определяется разряд зрительной работы и нормативное значение коэффициента естественной освещенности .
Разряд зрительной работы определяется в зависимости от величины наименьшего размера объекта различения (по заданию) и в соответствии с этим по СНиП 23-05-95 (табл. 1.1) устанавливается нормативная величина коэффициента естественной освещенности , %.
Объект различения - это рассматриваемый предмет, отдельные его части или дефект, который требуется различить в процессе работы.
1.2. Рассчитывается необходимая площадь остекления Soc:
где - нормированное значение КЕО для зданий, располагаемых в различных районах;
— коэффициент, учитывающий отражение света от поверхностей в помещении.
Значения параметров, входящих в формулу (1.1), определяются по формулам, таблицам и графикам в определенной последовательности.
Нормированное значение КЕО eNдля зданий, располагаемых в различных районах, следует определять по формуле
eN=eH-mN(%), (1.2)
где - значение КЕО, %, определяется по табл. 1.1;
mN- коэффициент светового климата (табл. 1.2), принимается с учетом группы административных районов по ресурсам светового климата (табл. 1.3).
Полученное по формуле (1.2) значение КЕО округлить до десятых долей.
= 1,5%; mN = 1,1
где - длина помещения (по заданию прил. 1);
- глубина помещения, м, при боковом одностороннем освещении равная +d, (рис. 1.2а);
— ширина помещения (по заданию прил. 1);
d- толщина стен (по заданию прил. 1);
- высота от уровня условной рабочей поверхности до верха окна, м (прил. 1).
Зная величины отношений (1.3), по табл. 1.4 находят значение световой характеристики окна
Для вычисления коэффициента ,учитывающего затемнение окон соседним зданием (рис. 1.26), необходимо определить отношение
где — расстояние между рассматриваемым и противостоящим зданием, м;
- высота расположения карниза противостоящего здания над подоконником рассматриваемого окна, м.
В зависимости от значения по табл. 1.5 находят коэффициент
=1,4
Общий коэффициент светопропускания определяют по выражению
где - коэффициент светопропускания материала (табл. 1.6);
- коэффициент, учитывающий потери света в оконных переплетах световых проемов (табл. 1.7);
- коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях, при боковом естественном освещении = 1;
- коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах (табл. 1.8).
При определении коэффициента учитывающего отражение света от поверхностей в помещении, необходимо вычислить:
а) средневзвешенный коэффициент отражения света от стен, потолка и пола:
где - площади стен, потолка, пола, м2, определяют по формулам:
где - ширина, длина и высота стен помещения соответственно (по заданию прил. 1).
, , - коэффициенты отражения света от стен, потолка и пола с учетом принятой цветовой отделки помещения (находят по табл. 1.9, 1.10 в зависимости от цвета поверхностей, по заданию).
Отделку потолков, стен, перегородок и других поверхностей помещений, а также технологического оборудования следует осуществлять, как правило, материалами с высокими коэффициентами отражения, обеспечивающими повышение освещенности рабочих мест за счет отраженного света. Основным поверхностям интерьера следует придавать матовую фактуру, а коэффициент отражения поверхностей принимать в соответствии с табл. 1.9.
Из таблицы получается
1.3. Определяется необходимое количество окон :
где — площадь одного окна, м (табл. 1.12).
В производственных зданиях промышленных предприятий следует использовать типовые конструкции окон со стальными переплетами следующих серий:
1.436.2-15 – окнас переплетами из спаренных прямоугольных стальных труб с механизмами открывания;
1.436.3-16 – окнас переплетами из гнутых профилей, изготовленныхиз тонколистовой стали, с механизмами открывания;
1.436.2-17 – окна с переплетами из одинарных прямоугольных стальных труб с механизмами открывания.
В производственных и вспомогательных зданиях промышленных предприятий могут применяться окна с деревянными и пластиковыми переплетами в соответствии с ГОСТ 12506-81 [4].
В зависимости от способа открывания окна, изготовляемые по настоящему стандарту, подразделяют на серии:
В - открывающиеся внутрь помещения;
Н - открывающиеся наружу;
Г-глухие (неоткрывающиеся).
Основные размеры окон в производственных зданиях промышленных предприятий со стальными и деревянными переплетами приведены в табл. 1.12.
1.4. Проверка найденного значения
Площадь остекления примерно равна 1/7 или 1/8 площади пола.
Если неравенство (1.9) выполняется, то определена правильно.
Если неравенство (1.9) не выполняется, в выводе необходимо объяснить причины расхождения полученного значения с результатами проверки.
При проведении проверочного расчета (в дипломном или курсовом проекте) полученное значение [формула (1.1)] сравнивается с фактическим значением (по плану здания). В случае, если
необходимо предусмотреть следующие мероприятия (или одно из них):
- замена стеклопакетов;
- устройство совмещенного освещения;
- устройство дополнительно верхнего освещения (разд. 3), т.е. применение комбинированного освещения.