Исследование и расчет естественного освещения

Свет (видимое излучение) — представляет собой излучение, которое, воздействуя на рецепторы сетчатки (палочки и колбочки), вызывает зрительное ощущение.

Освещение и световая среда характеризуются количественными и качественными светотехническими параметрами.

К количественным показателям относятся: световой поток, сила света, освещенность, яркость поверхности, коэффициент отражения.

В зависимости от источника света освещение может быть трех видов: естественное, искусственное и совмещенное.

Естественное освещение — освещение помещений светом неба (прямым или отраженным), проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях.

Совмещенное освещение — освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.

Источником естественного (дневного) освещения является солнечная радиация, то есть поток лучистой энергии солнца, доходящей до земной поверхности в виде прямого и рассеянного света.

Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь, как правило, естественное освещение.

Естественное освещение помещений по конструктивному исполнению подразделяется на боковое, верхнее и комбинированное.

Боковое естественное освещение — естественное освещение помещения через световые проемы в наружных стенах.

Боковое освещение может быть односторонним и двусторонним.

Двустороннее боковое естественное освещение — естественное освещение помещения за счет светопроемов, расположенных в плоскости двух окон.

Верхнее естественное освещение — естественное освещение помещения через фонари, световые проемы в стенах в местах перепада высоты здания.

Комбинированное естественное освещение — сочетание верхнего и бокового естественного освещения.

При выборе вида естественного освещения учитывают специфику технологического процесса, условия зрительной работы, конструктивные решения здания, климатические особенности места, экономические факторы и т. д.

Естественная освещенность изменяется в зависимости от географической широты, времени года и суток, степени облачности и прозрачности атмосферы. Поэтому для оценки естественного освещения принята относительная величина — коэффициент естественной освещенности КЕО, показывающий во сколько раз освещенность внутри помещения меньше освещенности снаружи здания.

Коэффициент естественной освещенности — это выраженное в процентах, отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода .

Коэффициент естественной освещенности рассчитывается по формуле (1):

(1).

где — коэффициент естественной освещенности (КЕО), %; - значение освещенности в данной точке внутри помещения, лк; - значение наружной горизонтальной освещенности, лк.

Для определения фактического значения КЕО используется фотометрический метод.

Нормирование освещения производится в соответствии со СНиП 23−05−95 «Естественное и искусственное освещение» и СанПиН 2.2.½.1.1.1278−03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий». Нормы освещенности принимаются в зависимости от характеристики зрительной работы, которая определяется наименьшим размером объекта различения, от назначения помещения и вида освещения.

Естественное освещение нормируется с помощью коэффициента естественной освещенности КЕО.

Принято раздельное нормирование КЕО для бокового и верхнего естественного освещения. При боковом освещении нормируют минимальное значение КЕО.

В общественных зданиях при одностороннем боковом освещении нормируемое значение КЕО должно быть обеспечено в учебных и учебно-производственных помещениях средних специальных и высших учебных заведений — в расчетной точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности на расстоянии 1,2 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов.

При двустороннем боковом освещении помещений любого назначения нормируемое значение КЕО должно быть обеспечено в расчетной точке в центре помещения на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и рабочей поверхности.

При верхнем или комбинированном естественном освещении помещений любого назначения нормируется среднее значение КЕО.

Нормируемые значения КЕО для помещений жилых, общественных и административно-бытовых зданий приведены в табл. 1.

Таблица 1. Требования к естественному освещению помещений жилых и общественных зданий

При нормировании естественного освещения, кроме назначения помещения (характера выполняемой в помещении зрительной работы), учитывается также световой климат района и ориентация светового проема по сторонам горизонта.

По ресурсам светового климата территория Российской Федерации разделена на пять групп административных районов.

В нормах даются значения КЕО для первой группы административных районов.

Нормируемое значение коэффициента естественной освещенности для зданий, располагаемых в различных административных районах следует определять по формуле (2).

(2).

где N — номер группы обеспеченности естественным светом; - нормируемое значение КЕО для здания, расположенного в первой группе административных районов, зависящее от назначения помещения и характера выполняемой в нем зрительной работы; - коэффициент светового климата, учитывающий особенности светового климата, определяется в зависимости от расположения здания на территории РФ (от группы административного района) и ориентации световых проемов по сторонам горизонта.

При проведении оценки естественной освещенности необходимо сравнить фактическое (действительное) значение КЕО в расчетной точке помещения с нормируемым значением КЕО и сделать вывод о допустимости проведения работ заданной зрительной характеристики в исследуемом помещении при естественном освещении.

Если расчетное значение КЕО в расчетной точке помещения меньше нормативного более чем на 10% необходимо использовать совмещенное освещение.

Оценка условий труда по фактору «световая среда» производится в соответствии с руководством Р 2.2.2006;05 «Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда» (табл. 2).

Таблица 2. Классы условий труда в зависимости от параметра световой среды.

Назначение, принцип действия и устройство люксметра-пульсаметра БЖ 1/1 м.

Люксметр-пульсаметр БЖ 1/1 м предназначен для измерения освещенности, создаваемой естественным светом и различными источниками искусственного освещения, и коэффициента пульсаций излучения искусственного освещения.

Принцип действия прибора основан на явлении фотоэлектрического эффекта (превращение световой энергии в электрическую). При освещении селенового фотоэлемента в замкнутой цепи, состоящей из фотоэлемента и измерителя, возникает ток, пропорциональный падающему световому потоку. Люксметр-пульсаметр (рис. 1) состоит из регистрирующего прибора и отдельного измерительного датчика — селенового фотоэлемента.

Рис. 1. Схема прибора люксметра-пульсаметра БЖ 1/1 м: 1 — корпус; 2 — стрелочный индикатор; 3 — переключатель режима измерения (освещенность Е, лк / коэффициент пульсации К_п, %); 4 — переключатель диапазона измерения (Е=30…100; К_п=0…100%); 5 — переключатель включения и выключения напряжения сети со встроенным индикатором; 6 — сетевой шнур с вилкой; 7 — держатель предохранителя; 8 — датчик; 9 — насадки к датчику, 10 — шкала коэффициента пульсации; 11 — шкала освещенности

Прибор имеет две шкалы, градуированные в единицах освещенности — люксах. На боковой стенке корпуса измерительного блока расположена вилка для присоединения селенового фотоэлемента.

Измерительный датчик с насадками используется в качестве приемника светового потока. Датчик представляет собой круглую пластину с держателем. В пластину вмонтированы светочувствительные элементы. Датчик присоединяется к прибору через разъем, который имеет с одной стороны канавку. При соединении разъема с прибором канавка должна быть повернута к тыльной стороне прибора, что необходимо для подачи напряжения правильной полярности.

В комплект датчика входят четыре насадки:

— насадка К (1) — полусферическая матовая пластинка, выполненная из белой светорассеивающей пластмассы и непрозрачного пластмассового кольца, имеющего сложный профиль.

Насадка обозначена буквой «К», нанесенной на ее внутреннюю сторону. Она служит для уменьшения косинусной погрешности, возникающей при падении световых лучей на освещаемую поверхность под углом. Насадка «К» применяется только с одной из трех других насадок, имеющих обозначения М, Р, Т;

• — насадка М (10) — круглая полупрозрачная голубая пластинка в пластмассовом ободе (1000 лк);
• — насадка Р (100) — круглая полупрозрачная, белая, сетчатая пластинка (до 10 000 лк);
• — насадка Т (1000) — круглая белая пластинка (до 100 000 лк).

На светочувствительную головку датчика накладывается одна из трех насадок, затем навинчивается насадка «К».

Каждая из этих трех насадок М, Р, Т совместно с насадкой «К» образует три поглотителя с коэффициентом ослабления 10, 100, 1000 и применяется для расширения диапазона измерений.

При включенном питании прибор работает как люксметр и позволяет измерять освещенность в диапазоне от 5 до 100 000 лк. Выбор диапазона измерений определяется насадками. В положении 100 переключателя 4 диапазона измерения с насадками К и М измеряется освещенность до 1000 лк, с насадками К и Р — до 10 000 лк и с насадками К и Т — до 100 000 лк. В положении 30 переключателя диапазона измерения с этими же насадками измеряется освещенность до 300 лк, 3000 лк и 30 000 лк, соответственно. Без насадок люксметром можно измерить освещенность в пределах 5−30 и 17−100 лк.