3.8. Проектирование естественного освещения

Расчет естественного освещения может быть предварительным (приближенным) или проверочным (более точным).

Первый способ применяется на ранних этапах проектирования, а второй - на стадии детальной разработки проекта.

Проектирование естественного освещения должно базироваться на изучении функционального назначения здания и трудовых процессов, выполняемых в помещениях, а также на светоклиматических особенностях района строительства. Кроме этого необходимо определить:

- характеристику и разряд зрительных работ;

- группу административного района строительства здания;

- нормированное значение КЕО с учетом характера зрительных работ и светоклиматических особенностей места расположения зданий;

- требуемую равномерность естественного освещения помещений;

- продолжительность использования естественного освещения в течение суток для различных месяцев года с учетом функционального назначения помещения, режима работы и светового климата местности;

- необходимость зашиты помещения от слепящего действия солнечного света.

Проектирование естественного освещения помещений выполняется поэтапно в следующей последовательности:

1) на первом этапе устанавливаются требования к естественному освещению помещений, осуществляется выбор систем освещения, производится выбор световых проемов и сверопропускающих материалов, учитывается ориентация здания и световых проемов по сторонам горизонта и при необходимости определяются средства для ограничения слепящего действия прямого солнечного света;

2) на втором этапе осуществляется предварительный расчет естественного освещения помещений с определением необходимой площади световых проемов и уточнение их параметров;

3) на третьем этапе проводится проверочный расчет естественного освещения помещений, установление зон и участков, имеющих недостаточное по нормам естественное освещение; при необходимости решается вопрос дополнительного искусственного освещения помещений, зон и участков с недостаточным естественным освещением;

4) на четвертом этапе вносятся соответствующие коррективы в проект естественного освещения и при необходимости осуществляется повторный проверочный расчет.

Предварительный расчет естественного освещения сводится к определению необходимых размеров и расположению световых проемов, а также обеспечению требований норм значений КЕО в расчетных точках помещений.

Окончательные размеры проемов принимаются после проведения проверочного расчета. Они могут отличаться от требуемых по расчету на 5 – 10%.

3.8.1. Определение площади световых проемов жилых и общественных зданий при боковом или верхнем естественном освещении помещений

Предварительный расчет размеров световых проемов при боковом освещении жилых и общественных зданий (без учета противостоящих зданий) проводится в соответствии с требованиями СП 23-102-03 с применением графиков, приведенных на

рис. 3.21.

Расчет выполняется в следующей последовательности:

1) выбирается график, соответствующий функциональному назначению помещения;

2) определяется отношение глубины помещения d_п к высоте от верхней грани световых проемов до уровня условной рабочей поверхности ;

3) на рис. 3.21 выбирается график, соответствующий функциональному назначению помещения, на оси абсцисс которого определяется точка по вычисленному значению

d_п / ;

4) через найденную точку восстанавливается перпендикуляр до пересечения с кривой, соответствующей нормированному значению КЕО для проектируемого помещения;

5) по ординате точки пересечения находится процентное отношение площади бокового остекления А_со к площади пола помещения А_п;

6) определяется площадь боковых световых проемов (м²) путем деления найденного значения / А_п на 100 и умножения на площадь пола А_п.

Далее задаются размерами одного оконного проема и путем деления площади боковых световых проемов на площадь одного устанавливают общее количество световых проемов.

Рис. 3.21. Графики для определения относительной площади световых проемов / А_п при боковом освещении жилых помещений (а) и помещений общественных зданий (б)

Графики (рис. 3.21) разработаны для светопрозрачных конструкций с деревянными спаренными открывающимися переплетами. Если в проекте здания приняты другие типы заполнения световых проемов, то найденные по соответствующим графика значения относительной площади световых проемов следует делить, а значение КЕО умножать на коэффициент К₁ (табл. 3.13).

Таблица 3.13

Значения коэффициента К₁

Тип заполнения	Значения коэффициента для графиков на рисунках
	3,8	3,9
Один слой оконного стекла в стальных одинарных глухих переплетах	-	1,26
То же, в открывающихся переплетах	-	1,05
Один слой оконного стекла в деревянных одинарных открывающихся переплетах	1,13	1,05
Три слоя оконного стекла в раздельно-спаренных металлических открывающихся переплетах	-	0,82
То же, в деревянных переплетах	0,63	0,59
Два слоя оконного стекла в стальных двойных открывающихся открывающихся переплетах	-	0,75
Стеклопакеты (два слоя остекленения) в стальных одинарных открывающихся переплетах	-	1,0
То же, в глухих переплетах	-	1,15
Стеклопакеты (три слоя остекленения) в стальных глухих спаренных переплетах	-	1,0
Пустотелые стеклянные блоки	-----	0,7

Предварительный расчет площади световых проемов жилых и общественных зданий при верхнем освещении осуществляется с использованием графиков, приведенных на рис. 3.22 и 3.23.

Расчет площади верхнего (фонарного) остекления проводится в следующей последовательности:

1) определяется нормируемое значение КЕО для рассматриваемого помещения;

2) выбирается соответствующий график на рис. 3.22 или 3.23;

3) на ординате графика определяется точка, соответствующая нормированному значению КЕО, через которую проводится горизонталь до пересечения с соответствующей прямой графика проектируемого фонаря;

4) по абсциссе точки пересечения определяется процентное отношение площади фонарного остекления к площади пола А_п;

5) определяется площадь световых проемов (м²) путем деления полученного значения / А_п на 100 и умножения на площадь пола А_п.

Суммарная площадь фонарей не должна превышать 20% освещаемой площади пола помещения, над которым устанавливаются фонари.

Рис. 3.22. Графики для определения среднего значения КЕО e_ср зенитных и шахтных фонарей с размерами в плане, м: 1-2,9х5,9; 2-2,7х2,7; 2,9х2,9; 1,5х5,9; 3-1,5х1,7: а)- в помещениях с зенитными фонарями с глубиной проема 0,7 м; б)- в общественных помещениях с шахтными фонарями с глубиной светопроводной шахты 3,5 м; в) – то же, с шахтными фонарями диффузного света с глубиной светопроводной шахты 3,5 м;

Рис. 3.23. График для определения среднего значения КЕО e_ср в общественных помещениях с фонарями:

1 - трапециевидный фонарь; 2 - шед, имеющий наклонное остекление; 3 - прямоугольный фонарь; 4 - шед, имеющий вертикальное остекление

Фонари рекомендуется размещать между фермами или балками покрытия на площади, свободной от инженерных коммуникаций и оборудования. В целях обеспечения равномерности освещения размеры выходных отверстий фонарей должно быть не более 0,25-0,50 высоты помещения, а расстояние между крайним рядом фонарей и стеной не должно превышать 0,50 расстояния между средними рядами фонарей.

Выбор фонарей производится в зависимости от типа зданий согласно табл. 3.14.

Таблица 3.14

Типы фонарей для освещения общественных зданий

Тип здания	Тип фонаря	Характеристика фонаря
		Вид отражения опорного стакана и светопроводной шахты	Форма опорного стакана и светопроводной шахты	Размеры входного отверстия в плане, м
Инженерно-дминистративное без подвесных потолков	зенитный	диффузное	прямоугольный параллелепипед	1,5х,7; 2,7х2,7
То же, с подвесным светопрозрачным потолком	зенитный	направленное	то же	то же
То же, с подвесным непрозрачным потолком	шахтный	диффузное	усеченная пирамида	то же
Общественное с техническим этажом	шахтный	направленное	прямоугольный параллелепипед, цилиндр	1,5х,7; 2,7х2,7 диаметр 1,2; 1,5
Общественное с подвесным светопрозрачным потолком	зенитный	направленное	усеченная пирамида, усеченный конус	то же
То же, с подвесным непрозрачным потолком	шахтный	диффузное	усеченная пирамида, усеченный конус	то же

При расположении зданий в III и IV климатических районах Российской Федерации в зенитных и шахтных фонарях необходимо применять солнцезащитные устройства.