Определение и оценка показателей естественного освещения помещений

Интенсивность естественного освещения помещений зависит от светового климата местности, ориентации окон по странам света, от размера помещений и их окраски, от формы, расположения и размера окон, чистоты оконных стекол, от затенения окон соседними зданиями, деревьями.

О достаточности естественного освещения в помещении можно судить по световому коэффициенту, углам освещения и коэффициенту естественной освещенности.

Определение светового коэффициента. Под световым коэффициентом (СК) подразумевается отношение площади остекленной поверхности окон к площади пола. Следовательно, световой коэффициент указывает лишь зависимость между величинами площадей помещения и остекленной поверхности окон.

Для определения светового коэффициента измеряют остекленную поверхность всех окон в помещении (не учитывая рамы и переплеты), вычисляют площадь всей остекленной поверхности и определяют площадь помещения. Затем делят площадь помещения на площадь поверхности стекол. Световой коэффициент выражают простой дробью, числитель которой – единица, а знаменатель – частное от деления площади помещения на площадь поверхности стекол.

Однако нормирование естественного освещения по световому коэффициенту имеет существенные недостатки – возможность затемнения окон близлежащими зданиями, удаленность рабочих мест от окон и другие факторы. В связи с этим помимо СК необходимо определять углы освещения: угол падения и угол отверстия.

Определение угла падения. Этот показатель характеризует угол, под которым подают из окна световые лучи на данную горизонтальную поверхность в помещении, на рабочий стол. Для определения угла падения нужно провести две линии (рис. 1). Линия ВС проводится горизонтально из центральной точки поверхности рабочего стола к оконной раме, линия АВ – от рабочего стола (из той же точки) к верхнему наружному краю окна. Угол АВС и есть угол падения. Для его определения можно воспользоваться таблицей натуральных значений тангенсов (Приложение 2). Поскольку треугольник АВС является прямоугольным, то . Катет АС есть расстояние по вертикали между поверхностью рабочего стола и верхним краем окна. При высоте поверхности рабочего стола над полом, равной высоте подоконника, этот катет соответствует высоте окна. Эти катеты нужно измерить. Угол падения на рабочем месте должен быть не менее 27^о. По мере удаления рабочего места от окна угол падения будет уменьшаться и следовательно освещенность станет хуже. Угол падения зависит также от высоты окна. Чем выше окно, тем угол падения больше.

Рис. 1. Углы освещения.

Определение угла отверстия. Угол отверстия образуется двумя линиями (рис. 1). Линия АВ (как и при определении угла падения) соединяет рабочее место с верхним (наружным) краем окна. Линия ВЕ идет от рабочего места к высшей точке здания или дерева, стоящего напротив. Угол АВЕ и является углом отверстия.

Для его определения один человек садится за рабочий стол и мысленно проводит прямую линию от поверхности стола к самой высокой точке противоположного здания. Другой человек по указанию первого отмечает на стекле окна точку, через которую эта линия проходит и фиксирует эту точку (на рис. 1 это точка Д).

Затем измеряют расстояние по вертикали ДС между этой точкой и поверхностью рабочего стола и расстояние по горизонтали СВ от окна до рабочего стола. Отношение ДС к СВ есть tgÐДВС. По таблице натуральных значений тангенсов находят угол ДВС. Угол отверстия АВД является частью угла падения АВС минус угол ДВС.

Угол отверстия не должен быть менее 5^о. Чем больше участок неба, видимый из окна, тем больше угол отверстия, тем лучше освещение.

Определение коэффициента естественной освещенности (КЕО). В любой точке помещения можно измерить уровень естественной освещенности (в люксах) с помощью прибора – объективного люксметра. Люксметр состоит из селенового фотоэлемента и стрелочного гальванометра. При падении светового потока на фотоэлемент в последнем происходит трансформирование световой энергии в электрическую; возникший ток регистрируется гальванометром. Сила тока пропорциональна интенсивности освещения. По отклонению стрелки гальванометра судят о величине освещенности. Шкала гальванометра отградуирована в люксах.

Определение интенсивности естественного освещения в какой-либо точке помещения с помощью люксметра дает представление об освещенности только в момент измерения, так как уровень естественного освещения в короткий промежуток времени может резко изменяться, что имеет место особенно при переменной облачности небосвода. Поэтому для гигиенической оценки естественного освещения помещений наибольшее распространение получил такой показатель как коэффициент естественной освещенности или КЕО, под которым подразумевается выраженное в процентах отношение горизонтальной освещенности внутри помещения (Е_вн) к одновременно измеренной освещенности горизонтальной поверхности под открытым небом (Е_н) при освещении ее рассеянным светом небосвода.

Существует расчетный метод определения КЕО и метод фактического его определения с помощью люксметров. В последнем случае освещенность измеряется одновременно внутри помещения и под открытым небом.

Коэффициент естественной освещенности дает более правильное представление о естественном освещении помещения. Он нормируется в зависимости от характера выполняемой зрительной работы. Нормы естественного освещения и КЕО некоторых помещений приведены в Приложениях 3 и 4.