- •Лабораторная работа № 1 Исследование естественного освещения цели работы
- •Теоретическая часть
- •Экспериментальное исследование естественного освещения
- •Порядок проведения экспериментального исследования естественного освещения
- •Литература
- •Контрольные вопросы
- •Содержание
- •Группы административных районов по ресурсам светового климата
- •Коэффициент светового климата
Лабораторная работа № 1 Исследование естественного освещения цели работы
Цели лабораторной работы:
изучение характеристик и принципов нормирования естественного освещения;
изучение принципа действия, устройства и условий применения люксметра;
приобретение практических навыков по исследованию естественного освещения.
Теоретическая часть
Информацию об окружающей среде человек получает в основном (до 90 %) через зрительный анализатор. Поэтому полнота и качество информации, поступающей через органы зрения, зависят во многом от освещения. Правильно спроектированное и выполненное освещение способствует обеспечению безопасности человека, сохранению его здоровья, работоспособности и высокопроизводительной деятельности. Неудовлетворительное освещение помещений, мест производства работ может явиться причиной, утомления органов зрения, снижения производительности труда, ухудшения самочувствия работающих и причиной несчастных случаев. Неправильно выполненное освещение может привести к неспособности человека различить условную окраску на электрических кабелях, баллонах, трубопроводах, знаках безопасности и др.
Освещение оценивается количественными (световой поток, сила света, яркость, освещенность) и качественными (фон, контраст объекта с фоном, видимость, показатель ослепленности) показателями.
Световой потокесть мощность лучистой энергии. За единицу светового потока условно принят люмен (лм).
Сила светаесть пространственная плотность светового потока:
, (1.1)
где Fсветовой поток, лм;телесный угол, стерадиан.
Сила света измеряется в канделах (кд).
Яркость поверхности(кд/м2) в данном направленииэто отношение силысвета, излучаемого поверхностью в этом направлении, к проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную данному направлению:
. (1.2)
Освещенностьюназывают отношение светового потока к освещаемой поверхности:
. (1.3)
За единицу освещенности принят люкс (лк).
Фонповерхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается, и может быть светлым, средним и темным в зависимости от коэффициента отражения поверхности.
Контраст объекта различения с фономопределяется отношением абсолютной величины разности между яркостью объекта и фона к яркости фона. Контраст объекта различения с фоном может быть большим (объект и фон резко различаются по яркости), средним (объект и фон заметно различаются по яркости), малым (объект и фон мало различаются по яркости).
Видимость(V) – характеристика способности человеческого глаза воспринимать объект. Видимость определяется числом пороговых контрастов (Кпор– минимальный различимый контраст) в контрасте объекта с фоном
. (1.4)
В зависимости от источника света различают: естественное, искусственное и совмещенное освещение.
Естественное освещениеосвещение помещений светом неба (прямым или отраженным), проникающим через проемы в наружных ограждающих конструкциях.
По конструктивному выполнению естественное освещение бывает:
- боковоеодностороннее освещение помещения через световые проемы в наружных стенах;
- боковое двустороннее;
- верхнее освещение помещения через световые (зенитные) и светоаэрационные фонари, световые проемы в стенах в местах перепада высот здания;
- комбинированное сочетание верхнего и бокового освещения.
При оценке естественного освещения используют:
количественный показатель коэффициент естественной освещенности (КЕО)отношение естественной освещенности, созданной в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения (Eвн) светом неба (непосредственно или после отражений), к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности (Eнар), создаваемой светом полностью открытого небосвода, выражается в процентах:
. (1.5)
качественный показатель неравномерность освещения(учитывается, поскольку наружная освещенность не постоянна и резко колеблется как по времени года, так и по часам суток); определяют из отношения:
, (1.6)
где КЕОсри КЕОminсреднее и минимальное значения КЕО в помещении.
Гигиенические требования к естественному освещению регламентированы строительными нормами и правилами СНиП 23-0595 «Естественное и искусственное освещение». Согласно этому документу, для систем естественного освещения нормируемыми параметрами являются коэффициент неравномерности освещения и КЕО (еN), определяемый из выражения
, (1.7)
где N номер группы обеспеченности естественным светом (Приложения, табл. 1.1);еН значение КЕО (Приложения, табл. 1.4);mNкоэффициент светового климата (в Приложении табл. 1.2 значенияmNприведены в качестве примера для 1-й и 2-й групп административных районов обеспеченности световым климатом).
Полученные по формуле (1.7) значения следует округлять до десятых долей.
Нормативные значения КЕО зависят от разряда и подразряда зрительных работ по точности (СНиП 23-05-95 устанавливают с IпоVIIIразряды) и конструктивного оформления системы естественного освещения.
В небольших помещениях при одностороннем боковом естественном освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов, а при двустороннем боковом освещении — в точке посередине помещения. При этом под условной рабочей поверхностью понимают горизонтальную поверхность, расположенную на высоте 0,8 м от пола.
В крупногабаритных производственных помещениях при боковом освещении минимальное значение КЕО нормируется в точке, удаленной от световых проемов:
на 1,5 высоты помещения для работ I—IV разрядов;
на2 высоты помещения для работV—VIIразрядов;
на 3 высоты помещения для работVIIIразряда.
При верхнем или комбинированном естественном освещении нормируют среднее значение КЕО, определяемое по формуле
, (1.8)
где N– число точек определения (первая и последняя точки выбираются на расстоянии 1 м от поверхности наружных стен и перегородок);e1,e2,…, eN– значения КЕО при верхнем и комбинированном естественном освещении в точках характерного разреза помещения.
Неравномерность естественного освещения не нормируется для помещений с боковым освещением, для производственных помещений, в которых выполняются работы VIIиVIIIразрядов.
Для обеспечения нормируемого значения КЕО площадь боковых световых проёмов (So) определяют по формуле
, (1.9)
а площадь верхних световых проёмов – по формуле
, (1.10)
где SoиSф– площадь боковых (окон) и верхних (фонарей) световых проёмов соответственно м2;Sп– площадь пола, м2; τ0– общий коэффициент светопропускания, определяемый как произведение коэффициентов пропускания стекла (t1), потерь света в переплётах окна (t2), его загрязнения (t3), наличия несущих и солнцезащитных конструкций перед окнами(t4); r1и r2– коэффициенты, учитывающие повышение КЕО от отраженного света (значение r1ориентировочно допускается принимать в пределах от 1,5 до 3,0; причем большее значение r1принимают при боковом одностороннем освещении, меньшее – при боковом двухстороннем; значение r2ориентировочно допускается принимать в пределах от 1,1 до 1,4);η0иηф– световые характеристики окна и фонаря соответственно (ориентировочно допускается приниматьη0= 8,0 – 15,0, аηф= 3,0 – 5,0);Kзд– коэффициент, характеризующий затенение окон от противостоящих зданий, принимаемый в пределах от 1,0 до 1,5; Kз– коэффициент запаса, зависящий от количества чисток остекления и от угла наклона светопропускающего материала к горизонту, принимают по таблице 3 СНиП [1], (Kз= 1,2 – 2,0).
По рассчитанной площади световых проемов определяют их размеры и количество.
Рассчитанные размеры световых проемов допускается изменять в пределах от +5 до -10%.