Расчет времени использования различных вариантов естественного и совмещенного освещения помещений должен производится для всего года или для зимнего или летнего периодов. Продолжительность использования естественного освещения помещений следует определять промежуточным временем между моментами выключения (утром) и включения (вечером) искусственного освещения, когда естественная освещенность становится равной нормированному значению освещения установки искусственного освещения.
Расчет естественного освещения следует выполнять в зависимости от групп административных районов по ресурсам светового климата РФ (табл.3.1) и рассматриваемого периода года. Для зданий, расположенных в 1-й, 3-й и 4-й группах административных районов расчет производится для всех месяцев года по облачному небу. При расположении зданий в 2-й и 5-й группах административных районов расчет ведется для зимней половины года (ноябрь, декабрь, январь, февраль, март, апрель) по облачному небу, а для летнего периода года (май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь) - по безоблачному небу.
Средняя естественная освещенность в помещении при верхнем освещении от облачного неба в какой-то момент времени суток определяется по формуле
Е ср = 0,01 е ср Е r , (3.55)
где е ср - среднее значение КЕО;
Е r - наружная горизонтальная освещенность при сплошной облачности; принимается по табл. В.1 СП 23-102-03.
Значения наружной освещенности в табл. В.1 СП 23-102-03 приведены для местного среднего солнечного времени Т м. Переход от местного декретного времени к местному среднему солнечному проводится по формуле
Т м= Т Д - N + - 1, (3.56)
где Т Д - местное декретное время;
N - номер часового пояса, определяемый по карте часовых поясов (рис. 3.36);
- географическая долгота пункта, выраженная в часовой мере (15о = 1 ч).
Рис. 3.36. Карта часовых поясов
Значение естественной освещенности в заданной точке (А) Е rА при боковом освещении в условиях сплошной облачности определяется по формуле
Е rА = 0,01 е Е r , (3.57)
где е - расчетное значение КЕО в рассматриваемой точке А помещения при боковом освещении;
Е r - то же, что и в формуле (3.55).
Расчет естественной освещенности Е яrM в заданной точке М помещения от окон при безоблачном небе следует выполнять:
а) при отсутствии солнцезащитных устройств в световых проемах и противостоящих зданий по формуле
Е яrM = 0,01 rо ; (3.58)
б) при затенении окон противостоящими зданиями по формуле
Е яrM = 0,01 rо( + ); (3.59)
в) при наличии солнцезащитных устройств в световых проемах по формуле
Е яrM = 0,01 r о Е (3.60)
где - геометрический КЕО;
- коэффициент относительной яркости участка неба, видимого через световой проем, в зависимости от времени суток и ориентации световых проемов; принимается по табл. 3.30;
Таблица 3.30
Значения коэффициента относительной яркости участка неба, видимого через
световой проем
Ориентация световых проемов | Значения коэффициента | |||||||
Время суток, ч | ||||||||
В | 1,4 | 1,2 | 1,4 | 1,7 | 1,9 | 1,85 | ||
ЮВ | 1,05 | 1,45 | 2,6 | 1,5 | 1,25 | 1,35 | 1,6 | 1,9 |
Ю | 1,5 | 1,1 | 1,3 | 1,7 | 1,7 | 1,3 | 1,1 | 1,5 |
ЮЗ | 1,9 | 1,6 | 1,35 | 1,25 | 1,5 | 2,6 | 1,45 | 1,05 |
З | 1,85 | 1,9 | 1,7 | 1,4 | 1,2 | 1,4 | 3,0 | 2,0 |
СЗ | 1,3 | 1,7 | 1,75 | 1,6 | 1,4 | 1,25 | 1,3 | 2,9 |
С | 1,2 | 1,3 | 1,5 | 1,6 | 1,6 | 1,5 | 1,3 | 1,2 |
СВ | 2,9 | 1,3 | 1,25 | 1,4 | 1,6 | 1,75 | 1,7 | 1,3 |
- наружная освещенность на вертикальной поверхности, создаваемая рассеянным светом безоблачного неба; принимается в зависимости от ориентации поверхности фасада здания и времени суток по табл. (В.3) СП 23-102-03;
- средняя относительная яркость фасада противостоящего здания;
- коэффициент, учитывающий изменения внутренней отраженной составляющей КЕО в помещении при полном закрытии небосвода, видимый из расчетной точки;
- средневзвешенный коэффициент отражения фасада противостоящего здания;
- наружная суммарная освещенность на вертикальной поверхности, создаваемая рассеянным светом неба, прямым светом солнца и светом, отраженным от земной поверхности; принимается по табл. (В.4) СП 23-102-03.
Расчет средней естественной освещенности в помещении от безоблачного неба при верхнем освещении в зависимости от типа светового проема производится:
а) при световых проемах в плоскости покрытия, имеющих заполнения из светорассеивающих материалов, по формуле
Е ср = 0,01 r 2 К ф Е ; (3.61)
б) при световых проемах в плоскости покрытия, имеющих заполнение из светопрозрачных материалов, по формуле
Е ср = 0,01 r 2 К ф Е ; (3.62)
в) при фонарях шед по формуле
Е ср = 0,01 r 2 К ф Е ; (3.63)
г) при прямоугольных фонарях по формуле
Е ср = 0,005 r 2 К ф (Е + Е ), (3.64)
где , r 2, К ф и - то же, что и в формуле (3.38).
Е - суммарная наружная освещенность на горизонтальной поверхности, создаваемая безоблачным небом и прямым светом солнца; принимается по табл. (В.3) СП 23-102-03;
Е - наружная освещенность на горизонтальной поверхности, создаваемая безоблачным небом; принимается по табл. (В.3) СП 23-102-03;
- коэффициент относительной яркости участков безоблачного неба, видимых через верхние светопроемы в зависимости от типа светового фонаря; принимается по табл.3.31;
Е - наружная освещенность на вертикальной поверхности, создаваемая рассеянным светом безоблачного неба; принимается в зависимости о ориентации фасада здания и времени суток по табл.(В.3) СП 23-102-03;
Е и Е - наружная освещенность на двух противоположных сторонах вертикальной поверхности; принимается по табл. (В.4) СП 23-102-03; Таблица 3.31
Значения коэффициента относительной яркости участков безоблачного неба, видимых через световые проемы
Тип светового проема | Значения коэффициента | |||||||
Время суток, ч | ||||||||
Прямоугольный фонарь | 1,3 | 1,52 | 1,42 | 1,15 | 1,15 | 1,42 | 1,52 | 1,3 |
В плоскости покрытия | 0,7 | 0,95 | 1,1 | 1,16 | 1,16 | 1,1 | 0,95 | 0,7 |
Шед (ориентированный на СЗ, С, СВ) | 1,0 | 1,13 | 0,95 | 0,85 | 0,85 | 0,95 | 1,13 | 1,0 |
Методика расчета времени использования различных вариантов естественного и совмещенного освещения помещений проводится в следующей последовательности:
1) определяется номер административного района по ресурсам светового климата и устанавливаются условия рассматриваемого периода;
2) из табл.В.1 СП 23-102-03 выписываются значения наружной горизонтальной освещенности Е r , по которым определяются для соответствующих моментов времени значения средней освещенности внутри помещения Е ср;
3) по найденным значениям Е ср строится график (рис.3.37) изменения естественной освещенности в помещении в течение рабочего дня при КЕО = 5% и 2,5%;
4) в приложении (И) СНиП 23-05-95* устанавливается нормированное значение КЕО для рассматриваемой рабочей комнаты (например, 5%);
5) на ординате графика рис. 3.37 определяется точка, соответствующая нормированной освещенности 300 лк, через которую проводится горизонталь до пересечения с кривой в первой и второй половине дня;
6) точки А и Б пересечения с кривой проектируются на ось абцисс и устанавливаются точки, соответствующие времени выключения искусственного освещения утром (точка «а») и включения искусственного освещения вечером (точка «б»);
7) определяется время использования естественного освещения, как разность времени выключения и включения искусственного и естественного освещения (tб - tа) .
Рис. 3.37. График изменения естественной освещенности в помещении в течение рабочего дня: 1- изменение естественной освещенности в помещении при КЕО = 5%; 2- то же, при КЕО = 2,5%; А и Б - точки, соответствующие времени выключения искусственного освещения вечером и включения его утром