Светофизика укр.ПособНовое

Рис.4.13. Графік ІІ Данілюка для підрахунку кількості променів, що проникають через світлові прорізи, на плані чи поздо- вжньому розрізі приміщення.

		Таблиця 4.17. Коефіцієнт нерівномірної яскравості небосхилу q
					Значення кутової висоти, θ, град
0	2		6		10	14	18	22		26	30	34		38	42
0,43	0,46		0,52		0,58	0,64	0,69	0,75		0,80	0,86	0,91		0,96	1,00
						Значення	кутової	висоти, θ, град
46	50		54		58	62	66	70		74	78	82		86	90
1,04	1,08		1,12		1,16	1,18	1,21	1,23		1,25	1,27	1,28		1,28	1,29
Примітки: 1. θ – кут між прямою, що з’єднує центр світлового прорізу з розрахунковою
			точкою,		і рівнем умовної			робочої		поверхні на		розрізі		приміщення
			(рис.4.17).

2.Для проміжних значень кутової висоти центра світлового прорізу θо зна- чення коефіцієнта q знаходять за допомогою інтерполяції.

Таблиця 4.18. Значення коефіцієнта відносної яскравості R фасаду будинку навпроти

Оздоблюваль-	Z1 =						Z2 = Hп lтн
		lп lтн
ний матеріал	=							(P + lтн )h1
фасаду будин-
		(P + lтн )а		0,1	0,5	1,0	1,5		2,0		3,0	4,0	≥ 5
ку навпроти
		1,0		0,14	0,25	0,26	0,23		0,20		0,15	0,11	0,06
		1,5		0,14	0,23	0,25	0,22		0,19		0,14	0,10	0,05
Цегла чи бетон		3,0		0,14	0,21	0,23	0,20		0,18		0,12	0,08	0,04
		6,0		0,14	0,20	0,22	0,20		0,17		0,12	0,08	0,04
		≥ 10		0,14	0,18	0,20	0,18		0,16		0,11	0,08	0,04
		1,0		0,16	0,30	0,30	0,26		0,23		0,17	0,13	0,07
Облицювальні		1,5		0,16	0,26	0,28	0,25		0,22		0,16	0,12	0,06
керамічні бло-		3,0		0,16	0,24	0,26	0,24		0,20		0,14	0,10	0,05
ки		6,0		0,16	0,23	0,25	0,23		0,20		0,13	0,09	0,05
		≥ 10		0,16	0,21	0,23	0,21		0,18		0,12	0,09	0,04
Фарба фасадна		1,0		0,20	0,36	0,37	0,33		0,29		0,21	0,16	0,08
кольорова на		1,5		0,20	0,33	0,35	0,32		0,28		0,20	0,15	0,07
бетоні світла,		3,0		0,20	0,30	0,33	0,30		0,25		0,18	0,12	0,06
атмосферостій-		6,0		0,20	0,29	0,32	0,29		0,24		0,17	0,12	0,06
ка		≥ 10		0,20	0,26	0,29	0,26		0,23		0,16	0,11	0,05
Фарба фасадна		1,0		0,25	0,45	0,46	0,40		0,37		0,27	0,20	0,10
біла на бетоні,		1,5		0,25	0,42	0,44	0,40		0,35		0,24	0,19	0,09
атмосферостій-		3,0		0,25	0,38	0,41	0,37		0,32		0,22	0,15	0,08
ка		6,0		0,25	0,37	0,40	0,36		0,31		0,21	0,15	0,08
		≥ 10		0,25	0,33	0,36	0,32		0,28		0,19	0,14	0,07

Примітки: 1. Тут прийняті слідуючи позначення:

Z1 – індекс будинку навпроти в плані; Z2 – те саме, в розрізі; lп, Hп – довжина і ви- сота будинку навпроти, м; lтн = b + δ – віддаль від розрахункової точки А до зов- нішньої поверхні зовнішньої стіни приміщення, м; b – віддаль від розрахункової точки А до внутрішньої поверхні зовнішньої стіни приміщення, м; δ – товщина зовнішньої стіни приміщення, м; P – віддалення будинку навпроти, м; а – ширина вікна на плані, м; h1 – висота верхньої грані вікна над розрахунковою точкою, м.

2.Табл.4.18 дивитись разом з рис.4.14.

3.Якщо будинок навпроти розташований торцем до вікна приміщення, значення ко- ефіцієнта R збільшується в 1,5 рази.

Рис.4.14. Схема геометричних параметрів місцезнаходження будинку навпроти

4.3.1. Методика визначення геометричного КПО за графіками А.М. Данілюка

Методика визначення геометричного коефіцієнта природної освітленості (εб) за відсут- ності будинку, розташованого навпроти, наступна:

а – графік I, накреслений на кальці, накладають на креслення поперечного розрізу при- міщення (або викреслюють на кальці поперечний розріз приміщення і накладають на графік I) так, щоб полюс O (центр) графіка сумістився з розрахунковою точкою (наприклад, точкою 3, рис.4.15 а), а нижня лінія графіка (основа) – зі слідом умовної робочої поверхні;

б – підраховують за першим графіком кількість променів n1, які проходять через попере- чний розріз світлового прорізу у певну розрахункову точку. Підрахунок треба вести від ниж- нього внутрішнього кута стіни (низ світлопрорізу) до верхнього зовнішнього кута стіни (верх світлопрорізу);

в – відзначають номер півкола графіка I, який проходить через точку С – середину світ- лового прорізу;

г – графік II, накреслений на прозорому папері (кальці), накладають на план приміщення, (чи навпаки, як сказано в п. а) так, щоби вертикальна вісь графіка збігалася з лінією характерно- го розрізу приміщення, а поздовжня вісь світлового прорізу збігалась з горизонтальною лінією графіка, номер якої відповідає номеру півкола, визначеному за графіком I (рис.4.15 б);

д – підраховують за графіком II кількість променів, які проходять від неба через кожний світловий проріз на плані приміщення. Підрахунок треба вести для тих світлопрорізів, які роз- ташовані ліворуч - від правого внутрішнього кута стіни до лівого зовнішнього кута стіни; для тих світлопрорізів, які розташовані праворуч - від лівого внутрішнього кута стіни до правого зовнішнього кута стіни. Загальна кількість променів n2 визначається сумою променів усіх світ- лових прорізів;

е – за формулою εб = 0,01 n1 n2 розраховують геометричний коефіцієнт природної освіт- леності.

Якщо навпроти є будинок, КПО визначають за такою методикою:

а – графік I накладають на креслення поперечного розрізу приміщення з будинком, роз- ташованим навпроти, щоби центр графіка О сумістився з розрахунковою точкою приміщення (наприклад, точкою 2, рис.4.16 а), а нижня лінія графіка – зі слідом умовної робочої поверхні;

б – підраховують кількість променів, які проходять від неба n1 і від будинку n′ , розта-

1

шованого навпроти, окремо через поперечний розріз світлового прорізу в цю розрахункову точ- ку;

в – позначають номер півкола графіка I, яке проходить через точку С – середину світло- вого прорізу;

г – графік II накладають на план приміщення з нанесеним контуром будинку, розташо- ваного навпроти, так, щоб вертикальна вісь графіка збігалась з лінією характерного розрізу

приміщення, а поздовжня вісь світлового прорізу збігалася з горизонтальною лінією графіка, номер якої відповідає номеру півкола, позначеному на графіку I (рис.4.16 б);

д – підраховують кількість променів за графіком II, що надходять від неба через кожний світловий проріз на плані приміщення (будинок, що розташований навпроти, поки що не врахо- вують); загальна кількість променів n2 визначається сумою променів від кожного світлового прорізу;

Рис.4.15. Визначення кількості променів, які проникають через бокові світлові прорізи без урахування впливу будинку навпроти:

а) n1 і Nо – на розрізі приміщення за графіком I; б) n2 – на плані приміщення за графіком II

е – підраховують за графіком II кількість променів, які надходять від будинку, розташо- ваного навпроти, через кожний світловий проріз на плані приміщення та визначають їх суму

n′ .

2

є – визначається геометричний КПО від ділянки небосхилу, яку видно із розрахункової точки через світловий проріз (без урахування будинку навпроти), за формулою:

εб = 0,01 · n1 · n2;

ж – визначають геометричний КПО від ділянки небосхилу, яка затінюється будинком, розташованим навпроти, за формулою:

ε	1	2	(12)
бд = 0,01 ·	n′ ·	n′ ;

Примітка: План та розріз приміщення (будинку) може бути будь-яким зручним для су- міщення з графіками I і II, але їх слід виконувати в однаковому масштабі.

Рис.4.16. Визначення кількості променів, які проникають через бокові світлові прорізи з урахуванням будинку навпроти:

а) n1, Nо і n′ – на розрізі приміщення за графіком I;

1

б) n2 і n′ – на плані приміщення за графіком II

2

4.3.2. Система оцінки

Діючими нормами [1] встановлено, що розрахункове значення КПО за бокового природ- ного освітлення повинно відрізнятись від нормативного не більше ніж на ± 10 %. Щоб виконати це положення, треба розрахункове значення КПО порівняти з його нормативною величиною.

Це можна здійснити наступним способом.
Визначаємо оціночний показник П для бокового освітлення за формулою:
П =	е	− е
	рб	нб	100, %,	(13)

енб

де енб – нормативне значення КПО, яке визначається за формулою (4), причому ено і m прийма- ються як для бокового освітлення;

ерб – розрахункове значення КПО для бокового освітлення, яке приймається за наступними умовами.

Для одностороннього бокового природного освітлення – мінімальне розрахункове зна- чення КПО в точці, найвіддаленішій від зовнішньої стіни з вікнами.

Для двостороннього бокового освітлення – мінімальне розрахункове значення КПО в то- чці, яка розміщена в середині характерного розрізу приміщення (у площині умовної робочої по- верхні).

Система бокового природного освітлення задовольняє нормативним вимогам тоді, коли значення оціночного показника П знаходиться у межах ± 10 %, тобто

−10 ≤ П ≤ + 10 %.

Контрольні питання та завдання.

1.Яким чином визначаються розрахункові точки в приміщенні?

2.В чому полягає ідея розрахунку геометричного КПО за методом А.М. Данілюка?

3.Яка послідовність розрахунку геометричного КПО за графіками А.М. Данілюка при бічному освітленні при відсутності будинку, яка стоїть навпроти?

4.Які зовнішні фактори впливають на величину КПО?

5.Як зміниться величина КПО при збільшенні кількості шарів засклення?

6.Від яких параметрів залежить коефіцієнт нерівномірної яскравості небосхилу?

7.Як може відрізнятись розрахункове значення КПО від нормативного?

8.Для який точці приймається розрахункове значення КПО для порівняння його з нор- мативним значенням при двосторонньому бічному освітленні?

ПРИКЛАД 5. Розрахунок бокового освітлення за відсутності будинку, що розташований навпроти.

Необхідно розрахувати систему бокового природного освітлення для двопрольотного приміщення інструментального цеху автомобільного виробництва.

Район будівництва – м. Донецьк, орієнтація будинку – широтна (Сх. - Зх.), бокові світло- ві прорізи розміщені тільки з північного боку будинку. В приміщенні здійснюються зорові ро- боти середньої точності – IV розряд зорових робіт. Будинки навпроти відсутні. Цех представляє собою двопрольотний каркасний будинок з прольотами по 18 м і довжиною 72 м, крок колон – 6 м. Площі світлових прорізів визначені на підставі попереднього розрахунку (див. приклад 2).

В кроці (між колонами) встановлена одна віконна панель висотою 1,8 м і чотири панелі висотою 1,2 м кожна. Загальна висота вікна становить 6,6 м, ширина у кожному середньому кроці – 5,5 м, а в крайніх – 5,0 м. Отже, ширина середніх простінків дорівнює 0,5 м, а крайніх – 0,75 м. Низ вікон розміщено на позначці 1,2 м від підлоги. Засклення вікон – подвійне в метале- вих рамах з фрамугами, що відчиняються. Середньозважений коефіцієнт відбиття світла від внутрішніх поверхонь приміщення дорівнює 0,4. Розміри колон в перерізі – 400 × 800 мм, тов- щина зовнішньої стінки – 200 мм (рис.4.17).

1. Знаходимо нормоване значення КПО за формулою (4), використовуючи дані табл.3.1 і

3.4:

енб = eно · m = 1,5 · 0,9 = 1,35 %.

Рис.4.17. План і розріз приміщення з одностороннім боковим природним освіт- ленням (до прикладу 5)

2.Позначаємо розрахункові точки згідно з рис.4.10, розміщуючи їх на умовній робочій поверхні, на віддалі 0,8 м від рівня підлоги. Першу і останню (десяту) точки розміщуємо на від- далі 1 м від внутрішніх поверхонь зовнішніх стін. По обидва боки від модульної координацій- ної осі середнього ряду колон позначаємо також на віддалі 1 м середні точки 5 і 6. Решту точок розміщуємо одна від одної на віддалі (18 – 1 – 1 )/4 = 4 м. Отже, ми одержали 10 точок – по 5 у кожному прольоті. На плані приміщення розрахункові точки розміщені на лінії характерного розрізу, посередині довжини приміщення (рис.4.17 і 4.18).

3.Розрахунок здійснюємо за формулою (11), однак за відсутності будинку навпроти до-

буток ε буд R = 0 , тому формула розрахунку КПО для бокового освітлення має вигляд:

	ерб = εб q r1	τо		(14)
		К	зб

4. Значення геометричного КПО для бокового освіт- лення (εб) визначаємо від всіх світлових прорізів у кожній розрахунковій точці за формулою (10) за допомогою графі-

ків І і ІІ (рис.4.12 і 4.13).

Для визначення n1 і n2 викреслюємо на прозорому папері (кальці) розрахункові схеми розрізу і плану примі- щення з розрахунковими точками, світловими прорізами. Позначаємо центри світлових прорізів (рис.4.18). Присвою- ємо кожному світловому прорізу буквений чи цифровий номер. У нашому прикладі, на плані прорізи А, Б, В, Г, Д і Е розміщені симетрично до лінії характерного розрізу, тому достатньо визначити кількість променів від цих прорізів, а одержаний результат подвоїти.

З’єднуємо поперечний розріз з графіком І так, щоб полюс графіка збігався з розрахунковою точкою, а горизон- тальна лінія основи графіка збігалася з лінією умовної ро- бочої поверхні приміщення. Визначаємо номер променя,

			що проходить через нижню nн і верхню nв межі прорізу
				1	1
			(рис.4.15 а). Різниця цих двох величин визначає значення
			n1= n1н – n1в. Наприклад, для точки 1: nн = 47,0; nв =7,0, n1 =
				1	1
			47,0 – 7,0 = 40,0; для точки 2: nн = 49,7; nв = 30,0, n1 = 49,7 -
				1	1
			30,0 = 19,7 і т.д. Всі показники й результати розрахунків за-
			носимо в табл.4.19.
				Тут же, при суміщеному положенні графіка І з розрі-
			зом приміщення, для кожної розрахункової точки познача-
			ємо номери півкіл, які проходять через точку С – середину
			світлового прорізу (рис.4.15 а). Наприклад, для точки 1 по-
	Рис.4.18. Розрахункова	схема	ложення точки С збігається з півколом за номером 4.1, для
			точки	2 – за номером 7,0 (стовпець 5, табл.4.19).
	(накреслена на кальці) системи
				Щоб знайти n2, план приміщення необхідно з’єднати
	природного освітлення	(до
			з графіком ІІ так, щоб його вертикальна вісь збігалась з лі-
	прикладу 5)
			нією характерного розрізу приміщення,		а поздовжня вісь

прорізів збігалася з горизонтальною лінією графіка ІІ, но- мер якої відповідає номеру півкола С, який визначений раніше за графіком І для відповідної ро- зрахункової точки (рис.4.15 б). Підраховуємо кількість променів, які надходять через кожен сві- тловий проріз. Сума всіх знайдених значень визначає n2. Тут при підрахунку променів необхід- но враховувати не тільки товщину стіни, але і суцільні колони, які затінюють частину світла.

Таблиця 4.19. Таблиця розрахунку геометричного КПО при боковому освітленні (до прикладу 5)

	№	н	в	n1	о	№	п	л	n	2i	n 2	ε	б	, %
	точки	n1	n1		N	вікна	n 2i	n 2i
	1	2	3	4	5	6	7	8	9		10		11
						А	44,3	9,8	34,5
						Б	49,7	48,8	0,9
	1	47,0	7,0	40,0	4,1	В	-	-	-		70,8	28,32
						Г	-	-	-
						Д	-	-	-
						Е	-	-	-
						А	39,8	6,8	33,0
						Б	46,8	43,2	3,6
	2	49,7	30,0	19,7	7,0	В	49,2	48,7	0,5		74,4	14,66
						Г	49,4	49,3	0,1
						Д	-	-	-
						Е	-	-	-
						А	30,0	3,5	26,5
						Б	43,1	34,6	8,5
	3	49,9	40,0	9,9	11,0	В	47,1	45,3	1,8		75,6	7,48
						Г	48,9	48,2	0,7
						Д	49,3	49,1	0,2
						Е	49,4	49,3	0,1
						А	24,0	3,0	21,0
						Б	38,3	28,0	10,3
	4	49,9	44,3	5,6	15,2	В	44,5	40,9	3,6		74,0	4,14
						Г	47,1	45,8	1,3
						Д	48,3	47,8	0,5
						Е	49,0	48,7	0,3
						А	19,2	2,2	17,0
						Б	33,8	22,8	11,0
	5	49,9	46,3	3,6	19,4	В	41,0	36,0	5,0		74,0	2,66
						Г	45,0	42,5	2,5
						Д	47,0	46,0	1,0
						Е	48,0	47,5	0,5
						А	17,2	2,0	15,2
						Б	31,4	20,4	11,0
	6	50,0	47,0	3,0	21,8	В	39,2	33,8	5,4		73,2	2,20
						Г	43,7	40,7	3,0
						Д	46,0	44,6	1,4
						Е	47,4	46,8	0,6
						А	14,6	1,5	13,1
						Б	27,0	17,0	10,0
	7	50,0	47,9	2,1	26,1	В	36,0	29,8	6,2		71,8	1,51
						Г	41,0	37,4	3,6
						Д	44,3	42,3	2,0
						Е	46,0	45,0	1,0

Продовження табл.4.19

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
						А	12,5	1,2	11,3
						Б	24,1	14,9	9,2
	8	50,0	48,4	1,6	30,5	В	32,6	26,1	6,5	70,4	1,13
						Г	38,5	34,2	4,3
						Д	42,2	39,8	2,4
						Е	44,6	43,1	1,5
						А	11,0	1,0	10,0
						Б	20,5	12,0	8,5
	9	50,0	48,8	1,2	35,0	В	30,0	23,6	6,4	68,6	0,82
						Г	36,0	31,3	4,7
						Д	40,3	37,3	3,0
						Е	42,6	40,9	1,7
						А	10,0	1,0	9,0
						Б	19,5	11,8	7,7
	10	50,0	49,0	1,0	39,0	В	27,6	21,3	6,3	65,6	0,66
						Г	33,8	29,0	4,8
						Д	38,2	35,0	3,2
						Е	41,0	39,2	1,8

Наприклад, для точки 1 номер півкола дорівнює Nо = 4,1. Знаходимо на графіку ІІ гори- зонтальну лінію під цим номером і з’єднуємо її з поздовжньою віссю прорізів, а лінію характе- рного розрізу – з вертикальною віссю графіка ІІ.

У цьому положенні через проріз А проходить n2А = n2Ап – n2Ал = 44,3 – 9,8 = 34,5 променів, через проріз Б n2Б = n2Бп – n2Бл = 49,7 – 48,8 = 0,9 променя (верхні індекси означають: п – правий крайній промінь; л – лівий крайній промінь, які проходять через вікно). Крізь решту прорізів промені не проходять через затінення товщиною зовнішньої стіни і колонами каркасу. Ці зна- чення заносимо в табл.4.19 (стовпці 7,8 і 9). Отже, сума всіх променів, які проходять через світ- лові прорізи з одного боку від лінії характерного розрізу приміщення, становить: n2А + n2Б = 34,5 + 0,9 = 35,4.

Оскільки лінія характерного розрізу приміщення проходить точно через його середину, то загальну кількість променів визначаємо, подвоюючи результат: n2 = 2 35,4 = 70,8. Це зна- чення також заносимо в табл.4.19 (стовпець 10).

Отже, всі параметри, що входять у формулу (10), визначені. Необхідно підрахувати зна- чення геометричного КПО для першої точки:

εб = 0,01 n1 n2 = 0,01 40,0 70,8 = 28,32 %.

Повторюємо ті самі операції для другої точки. З’єднуємо повздовжню вісь світлових

прорізів з горизонтальною лінією під номером Nо				= 7,0 . Визначаємо кількість променів у кож-
ному прорізі: n2А = nп	А	− n л	А = 39,8 – 6,8 = 33,0; n2Б = nпБ		− n лБ = 46,8 – 43,2 = 3,6; n2В = 49,2 –
2		2		2	2

48,7 =0,5; n2Г= 49,4– 49,3 = 0,1 ; n2Д = 0,0; n2Е = 0,0.

Всі ці дані заносимо в стовпці 7,8 і 9 табл.4.19, підсумовуємо і одержаний результат по- двоюємо: n2 = 2·(33,0 + 3,6 + 0,5 + 0,1) = 74,4. Геометричний КПО у другій точці дорівнює:

εб = 0,01 · 19,7 · 74,4 = 14,66 % і т.д. для всіх точок. Виконуємо аналогічні розрахунки для всіх точок.

5. Значення коефіцієнта q, який враховує нерівномірну яскравість небосхилу, беремо з табл.4.17 залежно від кутової висоти середини прорізу над рівнем умовної робочої поверхні θ° (рис.4.17). Цей кут можна визначити за допомогою транспортира або математичним методом через тригонометричну функцію: