светотехнический расчет площади светового проема (7 видео)

Содержание

Лекция 12. 6.3 Светотехнический расчет естественной освещенности
Лекция 12
6.3 Светотехнический расчет естественной освещенности
6.4 Пример расчета естественного освещения помещения
6.4.1 Исходные данные
6.4.2 Определение площади боковых световых проемов
6.4.3 Определение площади верхних световых проемов
6.4.4 Проверочный расчет естественного освещения по методу
Светотехнический расчет при верхнем фонарном освещении
Расчет освещенности помещений врукопашную
💥 Видео

Видео:Расчет освещенностиСкачать

Лекция 12. 6.3 Светотехнический расчет естественной освещенности

Видео:DIALux EVO Урок. Быстрый расчет освещенности для офисаСкачать

Лекция 12

Видео:Расчет освещенности вручнуюСкачать

6.3 Светотехнический расчет естественной освещенности

Световой режим в помещениях промышленных зданий – один из существенных факторов, определяющих качество среды, окружающей человека в производственных условиях. Хороший световой режим необходим для большинства производственных операций.

Использование естественного дневного света для освещения рабочих мест производственных зданий является одним из важных факторов, способствующих улучшению санитарно-гигиенических условий труда, повышению его производительности в дневное время, улучшению качества продукции, а также уменьшению травматизма.

Освещенность, создаваемая естественным светом, переменна, так как зависит от времени дня, месяца и года, отражательных свойств земного покрова, прозрачности воздуха, положения солнца на небосводе, степени и характера облачности и др.

Естественное освещение подразделяют на боковое, верхнее и комбинированное. В первом случае свет проникает в помещения через светопроемы в наружных стенах, во втором – через фонари в покрытии, а также через световые проемы в местах перепада высот смежных пролетов, в третьем – через световые поемы всех видов.

Проектирование естественного освещения практически сводится к выбору размеров, формы и мест расположения световых проемов с учетом технологии производства, светового климата района застройки и т. п.

Видео:Что такое освещенность и люксы простыми словами? Как ответить на вопрос: достаточно ли света?Скачать

6.4 Пример расчета естественного освещения помещения

6.4.1 Исходные данные

Требуется рассчитать естественное освещение механического участка сборочного цеха при следующих данных:

— Участок размещен в пролете шириной 18 м, длиной 36 м, высота помещения от пола до низа железобетонных ферм покрытия 10,8 м (рисунок 6.6).

— В цехе выполняют работы средней точности (IV разряд зрительной работы).

— свещается участок через окна ( проем А и др.) и фонарь, боковые стороны которого остеклены ( проемы Б и В).

— Оконное заполнение принято двойное со стальными открывающимися переплетами, фонаря — одинарное. Остекление бокового проема выполнено из листового стекла, фонаря – из армированного.

— Отделка внутренних поверхностей потолка имеет коэффициенты отражения: потолка – 0,7; стен – 0,6; пола – 0,3.

— Со стороны бокового проема на расстоянии 30 м параллельно ему расположено противостоящее здание высотой 15 м, длиной 30 м (рисунок 6.1в).

— Стены противостоящего здания сложены из силикатного кирпича.

— Место строительства – г. Пенза.

6.4.2 Определение площади боковых световых проемов

1) Используя формулу:

определяем необходимую площадь боковых светопроемов Sо, предварительно произведя расчёты остальных параметров формулы.

Площадь пола при одностороннем расположении светопроёмов согласно формуле:

Коэффициент запаса (см. приложение 4 [17]).

Нормированное значение к. е.о. при боковом освещении еN для работ средней точности для г. Пензы согласно формуле

и приложения. 1[17] составляет:

Световую характеристику окна определим по приложению 5[17].

В нашем случае высота от уровня рабочей поверхности до верха окна 8,2 м (рисунок 6.6, а), отношение длины помещения к его глубине 36/18=2 и отношение 18/8,2=2,2. При полученных значениях =9,7.

Значение находим по приложению 6[17], предварительно определив значения средневзвешенных коэффициентов внутренней поверхности помещения и фасада противостоящего здания в плане и в разрезе Значение определяем по формуле:

В нашем примере площади потолка и пола площадь стен

Средневзвешенный коэффициент отражения противостоящего здания, выполненного из силикатного кирпича, принимаем

Индекс противостоящего здания определяем при следующих исходных данных: =30м; 15м; расстояние между рассматриваемым и противостоящим зданиями30м; расстояние от пола до верха окна =9,0м; расстояние до расчетной точки до внешней поверхности наружной стены =17м; ширина окна в плане =2,5м.

Индекс противостоящего здания в плане

Индекс противостоящего здания в разрезе

При этих параметрах .

Значение коэффициента находим по приложению 9[17].

Отношение глубины помещения =18 м к расстоянию от условной рабочей поверхности до верха окна =8,2 м составляет =18/8,2=2,2 (низ окна принят на расстоянии 1,8 м от уровня пола).

Отношение расстояния до расчетной точки от окна =17 м (при одностороннем боковом освещении за расчетную точку принимают наиболее удаленную от светопроема – на расстоянии 1м от среднего ряда колонн пролета) к глубине помещения составляет =17/18=0,94.

Отношение длины помещения =36м к его глубине =18 м равно 2. При этих параметрах .

Необходимая площадь боковых светопроемов (м2) составит

Исходя из принятой высоты принимаем высоту окна =7,2 м. Тогда общая длина окон составит 96:7,2=13,3 м.

Принимаем 6 световых боковых проемов размером 7,2 х 2,5м.

6.4.3 Определение площади верхних световых проемов

Определяем площадь светопроемов при верхнем освещении, используя формулу:

в которой площадь пола принимаем равной площади пола помещения за вычетом площади достаточного естественного света от боковых светопроемов =36×18-583=65 м2.

Нормированное значение к. е.о. согласно приложений 1 и 2 для условий г. Пензы при верхнем освещении .

Значение световой характеристики находим по приложению10[17].

В нашем примере принимаем: прямоугольный фонарь с вертикальным двусторонним остеклением, количество пролетов – 1.

Отношение длины помещения к ширине пролета составляет отношение высоты помещения к ширине пролета . При этих параметрах .

Значение (см. приложение12[17].), .

При и отношении расстояния от условной рабочей поверхности до низа остекления фонаря к ширине пролета значение r2 =1,38 (приложение13[17].).

Общий коэффициент светопропускания согласно формуле:

и приложений 7 и 8 [17]составляет

Площадь (м2) световых проемов (в свету) при верхнем освещении составит

Принимаем открывающиеся проемы в фонаре высотой 1,25 м и длиной 24 м.

6.4.4 Проверочный расчет естественного освещения по методу

При расчете требуется определить значение к. е.о. в расчетных точках помещения при указанных размерах световых проемов и сравнить их с нормативными. Расчет рекомендуется вести в порядке, указанном ниже.

1) Намечаем расчетные точки. Располагаем их на пересечении условной рабочей плоскости, проходящей на расстоянии 0,8 м от уровня пола, и характерного поперечного разреза. Первую точку размещаем на расстоянии 1м от наружной стены, а последнюю – на расстоянии 1м от среднего ряда колонн. Расстояние между другими. точками 4 м ( всего 5 точек).

2) Определяем значение к. е.о. в расчетных точках по выражению15 [17] :

а) Проводим расчеты значений из выражения 13[17] только при боковом освещении

Значение определяем от проема А в каждой расчетной точке из выражения 18 [17]:

и с помощью графиков I и II (рисунок 6.6).

График I накладываем на поперечный разрез здания, совмещая полюс графика с расчетной точкой. Определяем число лучей , проходящих от неба к этой точке через проем.

В нашем случае для точки 1 , для точки 2 , для точки 3 , для точки 4 и для точки 5 .

Значение n1 и другие показатели сведем в таблицу 6.6. Для нахождения значений n2 отмечаем номера полуокружностей на графике I, проходящих через точку С – середину светового проема.

Для точки 1 положение С соответствует номеру 12, для точки 2- № 18 и т. д.

График II накладываем на план помещения так, чтобы его вертикальная ось и горизонталь, номер которой соответствует номеру полуокружности по графику I, проходили через точку С.

Для положения С, имеющего № 12, количество лучей n2 =39, для № 18-34 и т. д.

Таким образом, и т. д. Значение занесём в таблицу 6.6.

Значение коэффициента определяем по приложению 14 [17]: с учётом угловой высоты середины проёма над рабочей поверхностью Q. Значения Q, q и для расчётных точек также занесём в таблицу 6.6.

Значениеопределяем по выражению ;

определяем по графику I, используя схему расположения противостоящего здания, приведённую на рисунке 6.6, в.

Для точки 1 значение для точки 2 – 2, 5; для точки 3 – 2,3 и т. д.; определяем по графику II аналогично определению (см. схему расположения зданий в плане на рисунке 6.6, в – г).

Значение определяем по приложению 15[17]. При меридиональной ориентации зданий и при отношении высоты зданий к расстоянию между зданиями

Здание bф определяем по приложению 16[17], при следующих исходных данных: средневзвешенный коэффициент отражения фасада коэффициент отражения земли отношение расстояния между зданиями к длине противостоящего здания отношение длины противолежащего здания к его высоте При этих данных

Значение коэффициента при меридиональной ориентации и коэффициенте отражения фасада противостоящего здания принимаем

Рисунок 6.6 — К примеру расчета естественной освещенности:

а — характерный поперечный разрез; б- план помещения; в — схема расположения проектируемого и противостоящего зданий в разрезе; г — то же, в плане; д — продольный разрез помещения; 1-5 — расчетные точки; 6 — проектируемое здание; 7 — противостоящее здание

Таблица 6.6 — К примеру расчётных составляющих к. е.о.

Видео:Сколько точечных светильников нужно на комнату| РАСЧЕТ ОСВЕЩЕНИЯ| Расчет количества лампочекСкачать

Светотехнический расчет при верхнем фонарном освещении

В цехе выполняются работы средней точности. Для расчета фонаря выбран пролет в осях В-Ж, длиной 120,0 м, шириной 24 м.

Предварительный расчет площади световых проемов фонарного освещения производится по формуле:

(3.1)

где S_ф – площадь световых проемов при верхнем освещении;

S_п – площадь пола помещения только тех пролетов, над которыми проектируется фонарь; S_п=96,0х12=1150 м²

l_н – нормативное значение КЕО (таблица I) с учетом коэффициента светового m и солнечного С климата;

К₃ – коэффициент запаса (таблица II); К₃=1,4;

η_ф – световая характеристика фонаря (таблица 7); η_ф=6,8;

ч2 — общий коэффициент, учитывающий повышение КЕО при верхнем освещении, благодаря свету, отраженному от поверхности помещения (таблица10);

К_ф — коэффициент, учитывающий тип фонаря; К_ф=1,2

l_н для III светового пояса m и C=1: ,

;

где А_ф – высота фермы в коньке; А_ф=3,675 м;

П – высота бортовой плиты фонаря, принимаем 900 мм при шаге рам фонаря 12 м.

(3.3)

ρ₁, ρ₂, ρ₃,– коэффициенты отражения стен, потолка и пола;

S₁, S₂, S₃ – площади стен, потолка и пола;

(3.4)

τ₁= 0,8 (двойное остекление)

τ₂= 0,6 (двойные раздельные или стальные раздельные)

τ₃= 0,8 (ж/б фермы, или балки и рамы)

τ₄= 1,0 (убирающиеся регулирующиеся жалюзи и шторы)

По формуле (3.1) находим S_ф — площадь световых проёмов при верхнем освещении:

L — длина здания = 120,0м;

Ш-величина противопожарного разрыва между торцами здания и фонаря принимаемая 12 м;

N- количество фонарей = 1.

Высота фонарного остекления h_ф:

Принимаем 2-и нитки остекления по 1250мм.

Приложение 4

Светотехнический расчет при боковом освещении

Для расчета выбран пролет в осях 7-47.

Пролет 24 м, длина 120,0 м.

m = 1 (г.Благовещенск – III пояс);

e III _n=1,5 — нормированное значение КЕО (таблица 1);

К₃=1,3-коэффициент запаса, зависит от вида производства (таблица 2);

ή₀-световая характеристика окон (таблица 4).

Отношение длины помещения к глубине:

Отношение глубины помещения к h₁ (до верха окна):

Кзд=1-коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящими зданиями;

100· = ; (4.3)

Общий коэффициент светопропускания:

(4.4)

₀ – общий коэффициент светопропускания;

₁ =0,8–стекло оконное листовое двойное;

₂ =0,6−стальные глухие двойные;

₃=0,8-несущие конструкции покрытий – балки и рамы.

₀=0,8·0,6=0,48

r₁=1,25 коэффициент, учитывающий повышение КЕО в связи с отражением света от поверхностей помещения;

_{ср =} ; (4.5)

ρ₁, ρ₂, ρ₃,– коэффициенты отражения стен, потолка и пола;

S₁, S₂, S₃ – площади стен, потолка и пола;

_{ср =}

100 = ;

м²;

Принимаем высоту остекления = 3,6 м.

Также вводится 2-ая нитка освещения высотой 2,4м.

Приложение 5

Расчет санитарно бытового оборудования

По санитарной характеристике производственных процессов работающие в цехе относятся к группе II-Б. Из них 25% — женщины. Цех работает в две смены.

Количество рабочих всего – 300 человек;

Количество рабочих в наибольшую смену 160 человек;

Процент женщин – 25% (75 человек);

Таблица 4 — Ведомость санитарно-бытового оборудования

Видео:Расчёт естественной освещённостиСкачать

Расчет освещенности помещений врукопашную

Постараюсь очень кратко и просто изложить метод ручного расчета освещения в помещениях, которому меня научили на курсе «Расчет освещения» школы светодизайна LiDS.

Какой должна быть освещенность
При планировании освещения, в первую очередь нужно определить соответствующую нормам целевую освещенность и посчитать общий световой поток, который должны давать светильники в помещении.
С нормативами определиться просто – либо ищем свой тип помещения в таблицах СанПиН 2.21/2.1.1/1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий» и СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение», либо соглашаемся с основным требованием по освещенности жилых помещений – 150лк или офисных помещений с компьютерами – 400лк.

Грубая оценка необходимого светового потока
По умолчанию расчет освещенности делается в программе Dialux. Но результат хотя бы приблизительно нужно знать заранее, чтобы сверить данные с оценкой «на глазок».
Как написано даже в Википедии, средняя освещенность поверхности — это отношение падающего на нее светового потока к площади. Но в реальном помещении часть светового потока светильника рабочих плоскостей не достигает, пропадая на стенах. Освещенность в помещении – это отношение общего светового потока светильников к площади помещения с поправочным коэффициентом «η».

Долю света «η», который доходит до рабочих поверхностей, можно оценить на глазок. В самом общем приближении для некоего очень среднего помещения с какими-то там светильниками до рабочих поверхностей доходит примерно половина света, а значит для очень грубой оценки можно использовать коэффициент η = 0,5.
Например, в комнате площадью 20м 2 светильник со световым потоком 700лм (эквивалент лампы накаливания 60Вт) создаст освещенность Е = 0,5 × 700лм / 20м 2 = 18лк. А это значит, что для достижения норматива в 150лк, нужно F = 700лм × (150лк / 18лк) =5800лм, или эквивалент 8-ми лампочек накаливания по 60Вт!
(Полкиловатта ламп накаливания на небольшую комнату! Понятно, почему нормы освещенности для жилых помещений гораздо ниже, чем для учреждений, и почему учреждения уже давно никто лампами накаливания не освещает.)

Более точный метод ручного расчета
Но так как помещения бывают с разными стенами, разной формы, с высокими или низкими потолками, поправочный коэффициент не обязательно равен 0,5 и для каждого случая свой: на практике, от 0,1 до 0,9. При том, что разница между η = 0,3 и η = 0,6 уже означает разбег результатов в два раза.
Точное значение η нужно брать из таблиц коэффициента использования светового потока, разработанных еще в СССР. В полном виде с пояснениями таблицы привожу в отдельном документе. Здесь же воспользуемся выдержкой из таблиц для самого популярного случая. Для стандартного светлого помещения с коэффициентами отражения потолка стен и пола в 70%, 50%, 30%. И для смонтированных на потолок светильников, которые светят под себя и немного вбок (то есть имеют стандартную, так называемую, «косинусную» кривую силы света).

Табл. 1 Коэффициенты использования светового потока для потолочных светильников с косинусной диаграммой в комнате с коэффициентами отражения потолка, стен и пола – 70%, 50% и 30% соответственно.

В левой колонке таблицы указан индекс помещения, который считается по формуле:

, где S — площадь помещения в м 2 , A и B — длина и ширина помещения, h — расстояние между светильником и горизонтальной поверхностью, на которой рассчитываем освещенность.
Если нас интересует средняя освещенность рабочих поверхностей (стола) в комнате площадью 20м 2 со стенами 4м и 5м, и высоте подвеса светильника над столами 2м, индекс помещения будет равен i = 20м 2 / ( ( 4м + 5м ) × 2,0м ) = 1,1. Удостоверившись, что помещение и лампы соответствуют указанным в подписи к таблице, получаем коэффициент использования светового потока – 46%. Множитель η = 0,46 очень близок к предположенному навскидку η = 0,5. Средняя освещенность рабочих поверхностей при общем световом потоке 700лм составит 16лк, а для достижения целевых 150лк, потребуется F = 700лм × ( 150лк / 16лк ) = 6500лм.
Но если бы потолки в комнате были выше на полметра, а комната была не «светлым», а «стандартным» помещением с коэффициентами отражения потолка, стен и пола 50%, 30% и 10%, коэффициент использования светового потока η составил бы (см. расширенную версию таблицы) η = 0,23, и освещенность была бы ровно вдвое меньше!

Проверяем расчеты в диалюксе
Построим в диалюксе комнату 4 × 5м, высотой 2,8м, с высотой рабочих поверхностей 0,8м и теми же коэффициентами отражения, что и при ручном счете. И повесим 9шт мелких светильников с классической косинусной диаграммой по 720лм каждый (6480лм на круг).

Рис. 1 Взятый для примера светильник Philips BWG201 со световым потоком 720лм, и его классическое «косинусное» светораспределение

Получится ли у нас средняя освещенность рабочих поверхностей в 150лк, как мы оценили вручную? Да, результат расчета в Dialux – 143лк (см. рис2), а в пустой комнате без мебели и человеческой фигуры – 149лк. В светотехнике же значения, различающиеся менее чем на 10% считаются совпадающими.

Рис. 2 Результат расчета в диалюксе – средняя освещенность рабочей поверхности (при коэффициенте запаса 1,0) составила 143лк, что соответствует целевому значению 150лк.

Рис. 3 Красивые картинки, в которые верят люди.

Заключение:
На грубую оценку примитивным методом по формуле E = 0.5 × F / S потребуется 1 минута времени, на уточнение коэффициента использования по таблицам – еще 3 минуты, на проект в диалюксе после некоторого обучения – около 20 минут и еще 20 минут, если хочется «навести красоту». Диалюкс выдает очень красивые картинки (см. рис. 3), которые стоят потраченного труда, потому что в них верят люди. Но по соотношению эффективности и трудозатрат оценка освещенности врукопашную вне конкуренции. Ручной счет прост, надежен и эффективен как саперная лопатка, дает уверенность и понимание.