2.2. Пример расчёта естественного освещения помещения производственного здания

Требуется рассчитать естественное освещение механического участка сборочного цеха при следующих данных: участок размещён в пролёте шириной 18 м, длиной 36м; здание имеет два пролёта; высота помещения от пола до низа железобетонных ферм покрытия 10,8м (рис. 6). В цехе выполняют работы средней точности (IV разряд зрительной работы); освещается участок через окно (проём А) и фонарь, боковые стороны которого остеклены (проёмы Б и В). Размеры световых проёмов приняты: высота ленточного проёма А=7.2м, длина 24 м; низ проёма расположен на расстоянии 1.8 м от уровня пола; Б и В – открывающиеся проёмы в фонаре высотой 2.5 м, длиной 24 м; расстояние от условной рабочей поверхности до низа остекления фонаря – 13.1 м.

Оконное заполнение принято двойное со стальными, открывающимися переплётами, фонаря - одинарное. Остекление бокового проёма выполнено из листового стекла, фонаря из армированного.

Со стороны бокового проёма на расстоянии 30 м параллельно ему расположено противостоящее здание высотой 15 м, длиной 36 м. Стены противостоящего здания сложены из силикатного кирпича. Место строительства – г. Пенза.

При расчёте требуется определить значение КЕО в расчётных точках помещения, при указанных размерах световых проёмов и сравнить их с нормативными требованиями. Расчёт рекомендуется вести в порядке указанном ниже.

1. Определяем нормированное значение КЕО по табл. 1 прил. 1 с применением формулы (1):

2. Намечаем расчётные 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 1 м от наружной стены. А последнюю - на расстоянии 1 м от среднего ряда колонн. Расстояние между другими точками 4 м (всего 5 точек) (рис. 4).

Рис. 4. К определению положения точек

3. Определяем значение КЕО в расчётных точках по выражению:

При этом значение определяем из выражения

а) значение определяем от проёма А в каждой расчётной точке из выражения и с помощью графиков I и II по рис. 1, 2 прил. 3.

Поперечный разрез здания накладываем на График I, совмещая полюс графика с расчётной точкой. Определяем число лучей проходящих от неба к каждой точке через проём (рис. 5).

В нашем случае для точки 1 =28, для точки 2 =19, для точки 3 =12, для точки 4 =8 и для точки 5 =4.

Значения и другие показатели выражений сведём в табл. 1.

Для нахождения значений отмечаем номера полуокружностей на графике I, проходящие через точку С – середину светового проёма. Для точки 1 положение С соответствует №6, для точки 2 - №25 и т.д.

Рис. 6. Определение номера полуокружности центра светопроёма С

План помещения накладываем на График II так, чтобы его вертикальная ось и горизонталь, номер которой соответствует номеру полуокружности по графику I, проходил через точку С. Для положения С₍₁₎, имеющего №6, количество лучей =96, для №25 – 92 и т.д.

Рис. 7. Определение количества лучей n₂ и n₂^'

Таким образом, , и т.д. Значения , , …, занесём в таблицу.

б) Значения коэффициента q определяем по табл. 5 прил. 1 с учётом угловой высоты середины проёма над рабочей поверхностью . Значения , и для расчётных точек занесём в таблицу.

в) Определим значение по выражению:

где определяем по графику I, используя схему расположения противостоящего здания (рис. 5). Для точки 1 =0; для точки 2 = 3; для точки 3 = 2,6 и т.д. Положение середины проёма С' для этих точек соответственно будет равно 0; 18,5; 32 и т.д.

определяем по графику II аналогично определению (см. рис. 7).

г) определяем среднюю относительную яркость фасада противостоящего здания b_ф по табл. 4 прил. 1.

Средневзвешенный коэффициент отражения фасада Р_ф определяем по табл. 6 прил. 1, для силикатного кирпича Р_ф=0,41, (принимаем площадь окон равной 30% от общей площади фасада).

Р/l_п=30/36=0,83; l_п/Н=36/15=2,4 тогда b_ф(1)=0,22.

д) Подсчитаем коэффициент К_зд по формуле (7), предварительно определив величины и индексы противостоящего здания:

=36,0м – длина противостоящего здания; =5.3м – расстояние до расчётной точки от внешней поверхности наружной стены рассматриваемого здания, где 0,3м толщина наружной стены; =30.0м – удаление противостоящего здания; =24,0м – ширина окон в плане (без учёта межоконных простенков).

Тогда =0,06 =0,23; =0,35; =0,46; =0,55.

Индекс противостоящего здания на разрезе для точки 2:

=15.0м – высота противостоящего здания; =9.0м – высота верхней грани окна над полом;

Для последующих точек соответственно =0,07; =0,25; =0,39; =0,51; =0,60.

По табл. 16. прил. 1 определим значение К_зд0

,

Для последующих точек соответственно К_зд3=1,02; К_зд4 =1,05.

е) Для определения коэффициента r₀ используем табл. 15 прил. 1.

При не заданных (в условии задачи) коэффициентах отражения внутренних поверхностей принимаем ρ_ср=0,4 - для производственных зданий; В/h₁=18/(9-0,8)=2,2; l₍₂₎/В=5/18=0,27; L_n/В=36/18=2, получим r₀₍₂₎=1,22.

Для последующих точек соответственно r₀₍₁₎=1,04; r₀₍₃₎=1,79; r₀₍₄₎=2,52; r₀₍₅₎=3,23.

ж) Для определения значения коэффициента используем формулу (8) и данные табл. 10 и 11 прил. 1.

- окно оконное листовое одинарное; - переплёты для окон стальные одинарные открывающиеся

Значения τ₃, τ₄, τ₅ не учитываем. В итоге получим

з) Определяем значение , используя табл. 3 прил. 1.

=1,3

Таким образом значения КЕО при боковом освещении в расчётных точках составят:

; ; ; ; .

4. Определим далее значение используя формулу (3)

а) Значение определяем по выражению (9)

Значение определяем по графику III рис. 3 прил. 1 наложением чертёжа поперечного разреза на график. Центр графика совмещаем с расчётными точками, а нижнюю линию графика III – со следом условной рабочей поверхности. Значения для расчётных точек от световых проёмов (рис. 8).

Рис. 8. Схема для определения количества лучей

Рис. 9. Схема для определения количества лучей

Значение определяем по графику II, накладывая его на чертёж продольного разреза помещения (рис. 9). При этом необходимо, чтобы вертикальная ось и горизонталь графика, номер которой соответствует положению полуокружности по графику III, проходили через точку .

Значения от световых проёмов Б и В, полученные в расчётных точках, занесём в расчётную таблицу.

б) Определяем из выражения (10):

, где N=5.

Тогда

.

в) Определим , используя табл. 13 прил. 1

при

для производственных зданий принимается 0.4, поскольку при определении коэфф. r₀ , ближайшее значение =0,45, то для ближайшим значением (в большую степень) будет 0,5.

Количество пролётов – 2. Тогда

г) Определяем значение по табл. 12 прил. 1; (фонарь с вертикальным, двусторонним остеклением прямоугольного типа).

д) далее определяем значение коэффициента по формуле (8) и табл.10 и 11 прил. 1.

; ; ; , - не учитываем (солнцезащитных устройств нет). Тогда .

е) Определим значение по прил. 1(табл. 3): .

Таким образом, значения от верхнего освещения в расчётных точках составят:

;

Значения КЕО в расчётных точках, при боковом и верхнем освещении, составят:

; ; ;

; .

5. Находим среднее значение КЕО по формуле

Рис. 10. Построение кривой освещённости

Вывод: Естественная освещённость участка механического цеха отвечает необходимым требованиям при - Так как в пятой точке равная 0,9% не отвечает необходимым требованиям, то располагать оборудование возле среднего ряда колонн недопустимо. Кривую освещённости можно проследить на рис. 10.

Таблица 1

Расчётные показатели освещённости

Показатели	Расчётные точки
	1	2	3	4	5
2	3	4	5	6	7
Проём А
	28	19	12	8	4
номер полуокружности (С)	6	25	37	51	-
	98	68	62	58	56
	26,88	17,48	10,08	6,08	-
	76	45	32	25	21
	1,26	1,03	0,89	0,78	0,71
	33,9	18	8,97	4,74	-
	–	3	2,6	2	1,8
номер полуокружности (С')	-	18,5	32	47	-
	-	66	51	48	-
	-	1,98	1,33	0,96	-
	0,06	0,23	0,35	0,46	0,55
	0,07	0,25	0,39	0,51	0,6
	0,22	0,22	0,22	0,22	0,22
	1,0	1,07	1,14	1,36	1,44
	-	1,007	1,02	1,05	-
	0,05	0,27	0,5	0,72	0,94

2	3	4	5	6	7
	1,04	1,24	1,79	2,52	3,23
	0,53	0,62	0,91	1,29	1,65
	17,9	11,43	8,34	7,5	-
	–	–	2	4	3
номер полуокружности (С')	–	–	25	27	31
	–	–	78	74	68
	–	–	156	296	204
	3	4	2	–	–
Положение точки	31	27	25	–	–
n2	68	74	78	–	–
	204	296	156	–	–
	204	296	312	296	204
	2,04	2,96	3,12	2,96	2,04
	2,6	2,6	2,6	2,6	2,6
	0,9	1,1	1,2	1,1	0,9
	18,8	12,5	9,54	8,6	0,9

Продолжение таблицы 1