Построения и замеры для определения КЕО

Цель работы. Понятие КЕО

Цель работы — определение расчётного коэффициента естественного освещения (КЕО) и сравнение его с нормативным для оценки условий естественного освещенияв выданном по заданию помещении.

Для количественной оценки условий естественного освещения в помещении используется относительная величина – коэффициент естественного освещения. КЕО (е) – это выраженное в процентах отношение освещённости в рассматриваемой точке внутри помещения (Е _N) к одновременной освещённостина открытойгоризонтальной площадке, создаваемой светом всего небосвода (Е).

е = (Е _N /Е)·100%.

2. Расчёт и графические построения для определения КЕО при боковом освещении

2.1. Расчёт КЕО

Расчёт КЕО при боковом освещении производится по формуле:

е_б = ε_б q r ₁ τ _о /к_з ,

где ε_б – геометрическое КЕО при боковом освещении, учитывающее прямой свет неба. Записывается в столбец 5 табл. 1. Определяется по формуле:

ε_б = 0,01 n ₁ n ₂ ,

где: n ₁ – количество световых лучей, пришедших от небосвода через боковой светопроём в расчётную точку, измеряемое на разрезе здания с помощью кеометра по шкале IБ. Метод определения и соответствующие построения смотреть в п. 2.2. и на рис.1. Значение записывается в столбец 3 табл. 1;

n ₂ – количество световых лучей, пришедших от небосвода через светопроём в расчётную точку, измеряемое на плане здания с помощью кеометра по шкале II. Метод определения и соответствующие построения смотреть в п. 2.2. и на рис.2. Значение записывается в столбец 4 табл. 1;

q – коэффициент, учитывающий неравномерную яркость небосвода. Определяется с помощью кеометра по шкале III. Значение определяется по биссектрисе телесного угла для каждой точки на разрезе здания. Метод определения и соответствующие построения смотреть в п. 2.2. и на рис.3. Записывается в столбец 6 табл. 1;

r ₁ – коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении, благодаря свету, отражённому от внутренних поверхностей помещения. Определяется по прил. 1. Записывается в столбец 7 табл. 1. Для его определения необходимо найти значение средневзвешенного коэффициента отражения:

ρ_ср = (ρ_птЅ_пт+ρ_стЅ_ст+ρ_полЅ_пол)/(Ѕ_пт+Ѕ_ст+Ѕ_пол),

где ρ_пт, ρ_ст, ρ_пол – коэффициенты отражения потолка, стен и пола соответственно. Определяются по прил. 2.

Ѕ_пт, Ѕ_ст, Ѕ_пол – площади потолка, стен и пола соответственно. В площадь стен не включается площадь окон.

Также необходимо найти соотношение размеров:

L /В, где L – общая длина помещения, В – общая ширина помещения;

В/ h ₁, где h ₁ – расстояние от рабочей плоскости до верхнего края окна (см. рис.4);

d /В, где d – расстояние от расчётной точки, до края стены (см. рис.4);

τ_о – общий коэффициент светопропускания светопроёма. Записывается в столбец 8 табл. 1. Определяется из выражения:

τ_о = τ₁ τ₂ τ₃ τ₄,

где τ₁ - коэффициент светопропускания материала (берётся по прил. 3);

τ₂ - коэффициент, учитывающий потери при прохождении света через переплёт остекления (берётся по прил. 3);

τ₃ - коэффициент, учитывающий потери при прохождении света через несущие конструкции покрытия (берётся по прил. 3). Если верх окон бокового освещения находится ниже несущих конструкций покрытия, то несущие конструкции не могут создать затенение при боковом освещении, и значение τ₃ при расчёте бокового освещения не учитывается;

τ₄  - коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах (берётся по прил. 3). Если по заданию солнцезащитные устройства не предусмотрены, то τ₄  не включается в формулу при расчётах;

к_з – коэффициент запаса, учитывающий загрязнение в процессе эксплуатации. Определяется по прил. 4. Записывается в столбец 9 табл. 1.

Таблица 1

Расчёт КЕО при боковом освещении

№ точки	Обозн. проёма	n1	n2	εб	q	r1	τо	кз	ебi
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	А
2	А
…	А

 

В табл. 1 е_{б i} – значениеКЕОпри боковом освещениидля каждой расчётной точки.

Построения и замеры для определения КЕО

При боковом освещении

Все чертежи выполняются на листах формата А4 по размерам, выданным в задании, в масштабе 1:100 - 1:200. Следует обратить внимание на то, что размеры помещений даны не в осях, а по внутренним граням стен, для удобства расчета. Каждый разрез и план вычерчиваются на отдельном листе.

Вычерчивается характерный поперечный разрез здания с учётом толщин стен. На плане здания изображается стена со светопроёмами с учётом толщины, а остальные стены помещения обозначаются тонкими линиями. Стена со светопроёмами вычерчивается полностью, без линий обрыва.

На разрезе здания обозначается рабочая поверхность, на которой производится работа и измеряется освещённость. Для производственных помещений она располагается на высоте 1м от пола, для чертёжных, читальных, зрительных и выставочных залов — на высоте 0,8 м от пола, для спортивных залов — на уровне пола. Её изображают в виде параллельной полу линии. Далее наносятся 5 расчетных точек, в которых будет измеряться освещение. Крайние точки располагают на расстоянии 1м от наружных стен. Остальные распределяют равномерно. Выставляется нумерация расчётных точек.

На поперечном разрезе здания необходимо определить количество световых лучей n ₁ для каждой расчётной точки. Принцип выполнения построений и измерений таков: от любой из расчётных точек проводят две линии, проходящие через верхний и нижний края бокового светопроёма. Прикладывают кеометр (рис.5) горизонтально, таким образом, чтобы его центр совпал с этой расчётной точкой, а нижняя линия кеометра совпала с расчётной поверхностью, и по шкале IБ считают, сколько делений попало в пределы получившегося телесного угла (рис.1). Полученное значение записывают в столбец 3 табл. 1.

Далее определяют коэффициент q. Для этого проводят биссектрису телесного угла, полученного при определении n ₁, прикладывают кеометр горизонтально таким образом, чтобы его центр совпал с этой расчётной точкой, а нижняя линия кеометра совпала с расчётной поверхностью, и по шкале III смотрят, с какой из линий данной шкалы совпала полученная биссектриса (рис.3). Если биссектриса не совпала ни с одной из линий, значение округляют до числа, написанного возле ближайшего из делений. Полученное значение записывают в столбец 6 табл. 1.

На разрезе находят середину окна и обозначают её С_Б. Проводят линию от данной расчётной точки до С_Б иизмеряют длину получившегося отрезка (F _Б) ( рис.4). На плане помещения обозначают линию, на которой будут располагаться расчётные точки. Она наносится посередине здания, перпендикулярно стене с окнами. Затем на плане от середины стены с окнами, также обозначенной С_Б, на линии для расчётных точек откладывается расстояние F _Б. Таким образом, определяется местонахождение данной расчётной точки на плане. Полученная точка обозначается тем же номером, что и на разрезе.

На плане здания определяется количество световых лучей n ₂ для каждой расчётной точки. Принцип выполнения построений и измерений таков: от полученной расчётной точки проводят линии, проходящие через края всех светопроёмов, расположенных в стене. Кеометр прикладывают вертикально, так чтобы его центр совпал с этой расчётной точкой, а его нижняя линия была параллельна стене со светопроёмами, и по шкале II считают, сколько делений попало в пределы полученных телесных углов (рис.2). Значение определяют как сумму делений, попавших во все светопроёмы. Полученный результат записывают в столбец 4 табл. 1.

Точно такие же построения и измерения повторяют для каждой из пяти расчётных точек (рис.6).

Если в помещении оконные проёмы есть не в одной, а в обеих обозначенных на разрезе боковых стенах, то замеры и расчёты производятся отдельно для проёмов, ориентированных на разные стороны света.

После выполнения всех построений, измерений и записи их результатов в табл. 1, определяются все необходимые для расчёта бокового освещения коэффициенты, по приведённым выше формулам и приложениям. Их значения записываются в соответствующие столбцы табл. 1, и вычисляется значение е_{б i} для каждой расчётной точки. После этого выполняются построения, замеры и вычисления для определения КЕО при верхнем освещении.

3. Расчёт и графические построения для определения

КЕО при верхнем освещении

3.1. Расчёт КЕО при верхнем освещении

Расчёт КЕО при верхнем освещении производится по формуле:

е_в = [ε_в+ ε_ср (r ₂ к_ф – 1)] τ _о /к_з ,

где ε_в – геометрическое КЕО при верхнем освещении, учитывающее прямой свет неба. Записывается в столбец 5 табл. 2. Определяется по формуле:

ε_в = 0,01 n ₃ n ₄ ,

где: n ₃ – количество световых лучей, пришедших от небосвода через светопрём верхнего освещения в расчётную точку, измеряемое на разрезе здания с помощью кеометра по шкале IВ. Метод определения и соответствующие построения смотреть в п. 3.2. и на рис.7. Значение записывается в столбец 3 табл. 2;

n ₄ – количество световых лучей, пришедших от небосвода через светопрём верхнего освещения в расчётную точку, измеряемое на продольном разрезе здания с помощью кеометра по шкале II. Метод определения и соответствующие построения смотреть в п. 2.3. и на рис.8. Значение записывается в столбец 4 табл. 2.

ε_ср – среднее значение геометрического КЕО. Значение записывается в 6 столбец табл. 2. Определяется как среднее арифметическое значений геометрического КЕО для каждой точки по формуле:

ε_ср = (ε_в1+ ε_в2+ ε_в3+ ε_в4+ ε_в5) / 5,

где ε_в1, ε_в2, ε_в3, ε_в4, ε_в5 – геометрическое КЕО для каждой расчётной точки;

r ₂ - коэффициент, учитывающий повышение КЕО при верхнем освещении, благодаря свету, отражённому от внутренних поверхностей помещения. Определяется по прил. 5. Записывается в столбец 7 табл. 2. Для его определения необходимо найти значение средневзвешенного коэффициента отражения ρ_ср и соотношение размеров:

Н_ф/В, где Н_ф – это отношение расстояния от рабочей плоскости до нижней грани остекления фонаря (см. рис.4).

к_ф – коэффициент, учитывающий тип фонаря. Определяется по прил. 2. Записывается в 8 столбец табл. 2.

Значения коэффициента ρ_ср принимаются такими же, как при расчёте для боковых светопроёмов.

Значениекоэффициента τ_о вычисляетсяснова для верхнего освещения по формуле τ_о=τ₁τ₂τ₃τ₄ с учётом коэффициентов τ для материалов и конструкций, используемых в фонарях верхнего освещения. Коэффициенты τ определяются по прил. 3. Значение τ_о записывается в столбец 9 табл. 2;

к_з – коэффициент запаса, учитывающий загрязнение в процессе эксплуатации. Определяется по прил. 4. Записывается в столбец 10 табл. 2.

Таблица 2

Расчёт КЕО при верхнем освещении

№ точки	Обозн. проёма	n3	n4	εв	εср	r2	кф	τо	кз	евi
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	В
2	В
…	В

 

В табл. 2, е_{в i} – значениеКЕОпри верхнем освещениидля каждой расчётной точки.

Построения и замеры для определения КЕО

При верхнем освещении

Вычерчивается характерный поперечный разрез здания, обозначается рабочая поверхность и на ней наносятся расчётные точки по тем же принципам, что и для бокового освещения.

На поперечном разрезе определяется количество световых лучей n ₃ для каждой расчётной точки. Принцип выполнения построений и измерений таков: от любой расчётной точки проводят две линии, проходящие через края светопроёма верхнего освещения. Прикладывают кеометр горизонтально таким образом, чтобы его центр совпал с этой расчётной точкой, а рабочая поверхность совпала с нижней линией кеометра, и по шкале IВ считают, сколько делений попало в пределы получившегося телесного угла (рис.7). Полученное значение записывают в столбец 3 табл. 2. Следует обратить внимание на то, что если свет для окна частично закрывается выступами крыши, то линии для измерения следует проводить не через верхний край данного светопроёма, а через край выступа крыши (точка № 3 на рис.8).

На разрезе определяется середина окна верхнего освещения, и обозначается С_В. Проводится линия от данной расчётной точки до С_В и измеряется длина получившегося отрезка (F _В) (рис.4). Вычерчивается продольный разрез помещения, проходящий через высшую точку фонаря верхнего освещения. На продольном разрезе определяется середина светопроёма верхнего освещения и тоже обозначается С_В. От этой точки вниз проводится вертикальная линия, на которой будут располагаться расчётные точки. От С_В вниз отмеряется расстояние, равное F _В. Таким образом определяется местонахождение данной расчётной точки на продольном разрезе помещения. Полученная точка обозначается тем же номером, что и на поперечном разрезе.

На продольном разрезе здания определяется количество световых лучей n ₄ для каждой расчётной точки. Принцип выполнения построений и измерений таков: на продольном разрезе от полученной расчётной точки проводят линии, проходящие через края светопроёма верхнего освещения. Кеометр прикладывают горизонтально, так чтобы его центр совпал с данной точкой, а нижняя линия кеометра была параллельной полу, и по шкале II считают, сколько делений попало в пределы полученного телесного угла (рис.9). Полученный результат записывают в столбец 4 табл. 2. Следует обратить внимание на то, что если свес крыши на поперечном разрезе полностью закрывает свет для данного светопроёма или расчётная точка находится в зоне, куда не может попасть свет от фонаря верхнего освещения, то на продольном разрезе замер тоже не производится, и для данной расчётной точки количество световых лучей, пришедших через светопроёмы верхнего освещения, равняется нулю. Если в данном помещении существует два светопроёма верхнего освещения, то построения и замеры на продольном разрезе выполняются отдельно для каждого из них. Если в расчётную точку приходит свет сразу от двух светопроёмов верхнего освещения, ориентированных на разные стороны света (точка № 3 на рис.8), то замер производится для каждого из светопроёмов отдельно.

Точно такие же построения и измерения повторяют для каждой из пяти расчётных точек (рис.8).

После выполнения всех построений, измерений, и записи их результатов в табл. 2 определяются все необходимые для расчёта верхнего освещения коэффициенты по приведённым выше формулам и приложениям. Их значения записываются в соответствующие столбцы табл. 2, и вычисляется значение е_{в i} для каждой расчётной точки. После этого выполняется расчёт КЕО при комбинированном освещении (е_{к i}).