Расчет естественного освещения

Основной задачей светотехнических расчетов является определение необходимой площади световых проемов.

При естественном боковом освещении требуемая площадь световых проемов (для обеспечения нормируемого значения КЕО) определяют по формуле:

 

,

где - нормируемое значение КЕО;

- площадь пола, ;

- световая характеристика окна (принимается ориентировочно от 8 до 15);

КЗ Д – коэффициент, который характеризует затенение окон от противоположных зданий (принимается в пределах от 1,0 до 1,5);

К З – коэффициент запаса (принимается равным 1,5 до 2,0; определяется с учетом запыленности помещения, расположения стекол (горизонтально, вертикально), периодичности очистки);

- общий коэффициент светопропускания (определяется в зависимости от коэффициента светопропускания стекол, потерь света в переплетах окна, наличия несущих и солнцезащитных конструкций перед окном);

- коэффициент, учитывающий повышение КЕО от отраженного света (принимает значение от 1,5 до 3,0, большее значение – при боковом одностороннем освещении; определяется с учетом геометрических размеров помещения, светопроема, значений коэффициентов отражения стен, потолка, пола).

Значения коэффициентов определяют по СНиП 23-05-95.

Величину КЕО определяют следующими методами:

1. Графо-аналитический метод (метод Данилюка)

Основные расчетные формулы имеют следующий вид.

Как говорили раньше, естественное освещение бывает боковым, верхним и комбинированным, отсюда, и соответствующие формулы расчета КЕО.

При комбинированном освещении:

еК = еб + ев,

где еб, ев – КЕО при боковом и верхнем освещении.

Световой поток, падающий в расчетную точку производственного помещения, складывается из прямого диффузного света небосвода, видимого через световой проем и света, отраженного от внутренних поверхностей помещения и от противостоящих зданий.

КЕО при боковом освещении рассчитывается по формуле:

,

где - геометрические КЕО в расчетных точках, учитывающие соответственно свет от небосвода и отраженный от противостоящего здания. Их значения определяется графо-аналитическим методом;

R – коэффициент, определяющий относительную яркость противостоящего здания;

- коэффициент, учитывающий повышения КЕО от отраженного света от потолка и стен помещения;

- общий коэффициент светопропускания;

Кз – коэффициент запаса;

q – коэффициент, учитывающий неравномерную яркость облачного неба.

Все коэффициенты определяют по СНиП 23-05-95.

Рассмотрим графо-аналитический метод.

Полусфера небосвода разделяется меридианами и параллелями на 10 тысяч участков равной световой активности.

Если через световой проем виден только один участок небосвода, то

е = 0,0001=0,01%; если – два участка, то – е = 0,02% и т.д.

Чтобы определить геометрический КЕО, следует подсчитать число участков небосвода, которые видимы через световые проемы из данной точки помещения.

Количество участков небосвода, видимых через светопроем определяют при помощи двух графиков:

1 график представляет собой пучок проекций лучей, которые соединяют центр полусферы небосвода с участками равной активности по высоте светового проема;

2 график представляет собой пучок проекций лучей … по ширине светового проема.

>

м

0,8 м

Характерный разрез помещения

м

м

График 1

График 2

Допустим

 

 

Геометрический КЕО определяется по формуле:

%,

где - число лучей по высоте окна;

- число лучей по ширине окна.

1. Графические методы.

(это упрощенные методы). Используют для предварительной и ориентировачной оценки КЕО и площади световых проемов.

2.1 Определение КЕО при помощи графика.

dп / ho =1

0 10 20 30 40 So/Sп, %

КЕО,%   1,5   1,0   0,5

So – суммарная площадь световых проемов; Sп – площадь пола помещения; dп – глубина помещения ho – высота верхней грани световых проемов над уровнем условной рабочей поверхности.   Значение КЕО определяют таким образом: 1) определяют значение So/Sп; 2) определяют значение dп/ho; 3) по значениям So/Sп и dп/ho находят значение КЕО.

2.2 Определение требуемой площади световых проемов

1,2   1,1     0,9   0,8   КЕО= 0,7

2,0 2,5 3,0 3,5 dп / ho

о/п, %

Требуемую площадь световых проемов (Ао) определяют следующим образом:

1) определяют dп /ho;

2) для обеспечения нормируемого КЕО определяют о/п;

3) зная площадь пола (Sп), определяют требуемую площадь световых проемов (So).

Заметим, что графики построены для определенного типа остекления (окна) – двухслойное оконное стекло, спаренные металлические открывающиеся переплеты.

Если используют другие типы остекления (окон), то полученные значения (по графикам) КЕО умножается на коэффициент пересчета (К1). Значения этого коэффициента приведены в СНиП 23-05-95.

 

§ 22. Шум. Основные характеристики шума.

Шумом является всякий нежелательный для человека звук. С физической точки зрения шум (звук) – это упругие колебания, которые распространяются волнообразно в твердой, жидкой или газообразной среде. Звуковые волны возникают при нарушении стационарного состояния среды вследствие воздействия на неё какой-либо возмущающей силы.

Беспорядочное сочетание звуков различной частоты и интенсивности (силы) – шум.

Шум отрицательно влияет на организм человека. Источниками производственного шума являются машины, оборудование и инструмент.

Шум характеризуется физическими характеристиками и физиологическими характеристиками.

Рассмотрим физические характеристики шума.

Основными (физическими) параметрами шума являются:

1) звуковое давление "р", единицей измерения является – Па (Паскаль) – сила в 1 ньютон/м²;

2) интенсивность звука "I", Вт/м² (сила звука);

3) частота "f", Гц.

При распространении звуковых колебаний в воздухе периодически появляются области разряжения и повышенного давления. Разность давлений в возмущенной и невозмущенной среде называется звуковым давлением (р).

Интенсивность звука "I", Вт/м² – это средний поток энергии в единицу времени и к единице поверхности:

,

где означает осреднение по времени в органе слуха человека;

р – давление, Па;

ρ - плотность среды, кг/м³ (для воздуха 1,29 кг/м³);

с – скорость звука, м/с.

На слух человека действует , осреднение происходит за время 30÷100 мс (миллисекунд, 1 мс=10^-3 с).

При нормальных атмосферных условиях (Т=293 К=20⁰ С и при Р_ст=1034 ГПа) скорость звука c в воздухе равна 344 м/с.

Период колебаний Т и частота f связаны соотношением:

(сек) или (Гц)

Органы слуха человека воспринимают звуковые волны с частотой от 16 Гц до 20000 Гц. Колебания с частотой ниже 20 Гц (инфразвук) и выше 20000 Гц (ультразвук) не вызывают слуховых ощущений, не оказывают биологического воздействия на организм.

Восприятие звука зависит не только от частоты, но и от интенсивности звука и звукового давления.

Минимальное звуковое давление Р₀ и минимальная интенсивность звука I₀, различимые ухом человека, называются пороговым.

Учитывая свойство слуха человека реагировать на относительные изменения силы звука и большой диапазон частот слышимых звуков, были приняты относительные (по отношению к пороговым значениям) уровни шума (уровни интенсивности и звукового давления). Относительные значения выражают в логарифмической форме, в единицах белах (Б) или децибелах (дБ): 10 дБ=1Б.

За единицу измерения уровня звукового давления и уровня интенсивности звука принят децибел.

1) Уровень интенсивности звука (, дБ) определяется по формуле:

,

где - интенсивность звука в данной точке, Вт/м²;

- интенсивность звука. Вт/м²; Гц.

2) Уровень звукового давления (, дБ) определяется по формуле:

,

где - звуковое давление в данной точке, Па;

- пороговое звуковое давление. Па; Гц. Оно выбрано таким образом, чтобы при нормальных атмосферных условиях уровни были равны .

При нормальных атмосферных условиях = . Диапазон звуков, воспринимаемых человеком, в дБ: 0÷140 дБ.