Расчет и проверка достаточности естественного освещения

Московский Гуманитарный Техникум Экономики и Права

 

Контрольная работа по физике

Задача №2

«Расчет и проверка достаточности естественного освещения»

Москва 2009

Задача 2. Расчет и проверка достаточности естественного освещения.

 

Исходные данные.

Длина А=9 м;

Глубина В=6 м;

Размер объекта различения – 1.0;

Коэффициенты отражения:

Потолка-0.6

Стен-0,45

Пола-0,4;

Высота противостоящего здания-5 м;

Расстояние до здания -10 м;

Отделочный материал - Блоки;

Вид остекления - Двойной;

Вид переплета - Разд-сп.;

 

Схема для расчета естественного освещения

 

Проверка достаточности естественного освещения осуществляется путем сравнения коэффициента естественной освещенности (КЕО) в расчетной точке помещения с нормативным значением КЕО для данного вида работ. Расчетная точка находится на уровне условной поверхности (0,8 м от пола) на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов.

Наиболее простым, но приближенным способом определения размеров светопроемов является геометрический, при котором площадь светопроема устанавливается в процентах от площади пола. Этот способ применяется на стадии разработки проектного задания. Требуемая площадь светопроемов (в процентах от площади пола), обеспечивающая нормированное значение КЕО, может приближенно определяться при боковом освещении по следующей эмпирической формуле:

 

 

где: S_о - площадь световых проемов при боковом освещении;

S_п - площадь пола помещения;

е_н - нормированное значение КЕО;

h_о- световая характеристика окон, определяется по таблице;

К_зд- коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящим зданием, определяется по схеме на рис.1 ;

t_о - общий коэффициент светопропускания, определяемый по формуле:

 

t₀ = t₁ t₂ t₃ t₄ t₅

 

где: t₁ - коэффициент светопропускания материала;

t₂ - коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема;

t₃ - коэффициент, учитывающий степень загрязнения светопропускающего материала (принимается произвольно по таблице);

t₄ - коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях, при боковом освещении t₄=1;

t₅ - коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах, для убирающихся внутренних регулируемых жалюзи t₅=1;

Коэффициенты t_1, t_2, t₃ приведены в таблице 10.

r₁ - коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию, определяется по таблице .

Для определения коэффициента r₁ необходимо определить средневзвешенный коэффициент отражения потолка, стен и пола по формуле:

 

 

где  - коэффициенты отражения потолка, стен и пола.

Нормированное значение коэффициента естественной освещенности е_н определяется по формуле:

 

 

где - табличное значение КЕО, находится по таблице,

 - коэффициент светового климата, для Тульской области, при боковом освещении и ориентации окон на запад или восток ;

Коэффициент К_здопределяется в зависимости от соотношения расстояния между рассматриваемым и противостоящим зданиями L и высотой расположения карниза противостоящего здания над подоконником рассматриваемого окна Н_зд.

Рис.1 Схема определения коэффициента К_зд, учитывающего затенение противостоящим зданием.

 

Действительное значение КЕО при боковом освещении определяется по формуле:

 

 

где  - геометрический коэффициент естественной освещенности при боковом освещении, определяемый по методу А.М.Данилюка,

Расчет геометрического коэффициента естественной освещенности при боковом освещении по графикам А.М.Данилюка имеет следующую последовательность:

-  график I накладывается на чертеж поперечного разреза помещения, центр О графика I совмещается с расчетной точкой А, а нижняя линия графика – со следом условной рабочей поверхности,

-  подсчитывается количество лучей n₁ по графику I, проходящих через поперечный разрез светового проема,

-  отмечается номер полуокружности на графике I, которая проходит через точку С₁ – середину светопроема,

-  график II накладывается на план помещения таким образом, чтобы его вертикальная ось и горизонталь, номер которой соответствует номеру концентрической полуокружности, проходили через точку С,

-  подсчитывается количество лучей n₂ по графику II, проходящих через световые проемы на плане помещения в расчетную точку А,

-  определяется геометрический КЕО по формуле

 

 

q – коэффициент, учитывающий неравномерную яркость облачного неба, определяемый по графику на рис. в зависимости от угла  между линией рабочей поверхности и линией, соединяющей расчетную точку с оптическим центром светопроема С;

Рис. Подсчет количества лучей , проходящих через световой проем, на характерном разрезе помещения при боковом освещении.

 

Рис. Пример подсчета количества лучей , проходящих через световые проемы, в плане помещения.

Рис Значения коэффициента q, учитывающего неравномерную яркость облачного неба.

 

R – коэффициент, учитывающий свет, отраженный от противостоящего здания, определяемый по выражению

 

 

где  - соответственно количество лучей по графику I и по графику II.

 

Рис Схема для определения коэффициента естественной освещенности с учетом отраженного света от противостоящего здания.

 

К – коэффициент, учитывающий относительную яркость противостоящего здания, определяется по таблице.

Проверка достаточности естественного освещения для заданного варианта:

 

1.  Геометрическим методом рассчитаем площадь световых проемов.

,

 

где S_{п =} АхВ=54 м;

е_{н =}1,5;

h_о=13,28;

К_зд=1,05;

r₁₌4,16;

t₀ = t₁ t₂ t₃ t₄ t₅₌0,8*0,5*0,7*1*1=0,28;

Тогда S_о = 9,7 м² ;

 

2. Исходя из рассчитанной площади световых проемов, выберем 2 окна с размерами 2,6х3,73 м;

3.  Рассчитаем действительное значение КЕО в расчетной точке по методу А.М. Данилюка (масштаб 1 : 10):

-   график I наложим на чертеж поперечного разреза помещения, центр О графика I совмещается с расчетной точкой А, а нижняя линия графика – со следом условной рабочей поверхности,

-  подсчитаем количество лучей n₁ по графику I, проходящих через поперечный разрез светового проема, n₁=6, а , n₁^’=1 ;

-  отметим номер полуокружности на графике I, которая проходит через точку С₁ – середину светопроема, это полуокружность № 30;

-  график II наложим на план помещения таким образом, чтобы его вертикальная ось и горизонталь, номер которой соответствует номеру концентрической полуокружности, проходили через точку С,

-  подсчитаем количество лучей n₂ по графику II, проходящих через световые проемы на плане помещения в расчетную точку А, n₂= n₂^’=42;

Действительное значение КЕО при боковом освещении определим по формуле:

, где

=2,52;

=0,42;

q = 0,57;

К = 0,16;

Тогда е_б = 1,5036

 

4. Сравним рассчитанное действительное значение КЕО с нормативным значением. Как видно, действительная величина КЕО получилась приблизительно равной нормированному значению т.е. находится в пределах  нормативного значения, и поэтому, проемы запроектированы правильно и естественного освещения достаточно для выполнения конкретного вида работ.