12

Лабораторная работа № 1 Исследование естественного освещения цели работы

Цели лабораторной работы:

• изучение характеристик и принципов нормирования естественного освещения;

• изучение принципа действия, устройства и условий применения люксметра;

• приобретение практических навыков по исследованию естественного освещения.

Теоретическая часть

Информацию об окружающей среде человек получает в основном (до 90 %) через зрительный анализатор. Поэтому полнота и качество информации, поступающей через органы зрения, зависят во многом от освещения. Правильно спроектированное и выполненное освещение способствует обеспечению безопасности человека, сохранению его здоровья, работоспособности и высокопроизводительной деятельности. Неудовлетворительное освещение помещений, мест производства работ может явиться причиной, утомления органов зрения, снижения производительности труда, ухудшения самочувствия работающих и причиной несчастных случаев. Неправильно выполненное освещение может привести к неспособности человека различить условную окраску на электрических кабелях, баллонах, трубопроводах, знаках безопасности и др.

Освещение оценивается количественными (световой поток, сила света, яркость, освещенность) и качественными (фон, контраст объекта с фоном, видимость, показатель ослепленности) показателями.

Световой потокесть мощность лучистой энергии. За единицу светового потока условно принят люмен (лм).

Сила светаесть пространственная плотность светового потока:

, (1.1)

где Fсветовой поток, лм;телесный угол, стерадиан.

Сила света измеряется в канделах (кд).

Яркость поверхности(кд/м²) в данном направленииэто отношение силысвета, излучаемого поверхностью в этом направлении, к проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную данному направлению:

. (1.2)

Освещенностьюназывают отношение светового потока к освещаемой поверхности:

. (1.3)

За единицу освещенности принят люкс (лк).

Фонповерхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается, и может быть светлым, средним и темным в зависимости от коэффициента отражения поверхности.

Контраст объекта различения с фономопределяется отношением абсолютной величины разности между яркостью объекта и фона к яркости фона. Контраст объекта различения с фоном может быть большим (объект и фон резко различаются по яркости), средним (объект и фон заметно различаются по яркости), малым (объект и фон мало различаются по яркости).

Видимость(V) – характеристика способности человеческого глаза воспринимать объект. Видимость определяется числом пороговых контрастов (К_пор– минимальный различимый контраст) в контрасте объекта с фоном

. (1.4)

В зависимости от источника света различают: естественное, искусственное и совмещенное освещение.

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

По конструктивному выполнению естественное освещение бывает:

- боковоеодностороннее освещение помещения через световые проемы в наружных стенах;

- боковое двустороннее;

- верхнее  освещение помещения через световые (зенитные) и светоаэрационные фонари, световые проемы в стенах в местах перепада высот здания;

- комбинированное  сочетание верхнего и бокового освещения.

При оценке естественного освещения используют:

• количественный показатель коэффициент естественной освещенности (КЕО)отношение естественной освещенности, созданной в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения (E_вн) светом неба (непосредственно или после отражений), к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности (E_нар), создаваемой светом полностью открытого небосвода, выражается в процентах:

. (1.5)

• качественный показатель неравномерность освещения(учитывается, поскольку наружная освещенность не постоянна и резко колеблется как по времени года, так и по часам суток); определяют из отношения:

, (1.6)

где КЕО_сри КЕО_minсреднее и минимальное значения КЕО в помещении.

Гигиенические требования к естественному освещению регламентированы строительными нормами и правилами СНиП 23-0595 «Естественное и искусственное освещение». Согласно этому документу, для систем естественного освещения нормируемыми параметрами являются коэффициент неравномерности освещения и КЕО (е_N), определяемый из выражения

, (1.7)

где N номер группы обеспеченности естественным светом (Приложения, табл. 1.1);е_Н значение КЕО (Приложения, табл. 1.4);m_Nкоэффициент светового климата (в Приложении табл. 1.2 значенияm_Nприведены в качестве примера для 1-й и 2-й групп административных районов обеспеченности световым климатом).

Полученные по формуле (1.7) значения сле­дует округлять до десятых долей.

Нормативные значения КЕО зависят от разряда и подразряда зрительных работ по точности (СНиП 23-05-95 устанавливают с IпоVIIIразряды) и конструктивного оформления системы естественного освещения.

В небольших помещениях при односторон­нем боковом естественном освещении нор­мируется минимальное значение КЕО в точ­ке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помеще­ния и условной рабочей поверхности на рас­стоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов, а при двустороннем боко­вом освещении — в точке посередине поме­щения. При этом под условной рабочей поверхностью понимают горизонтальную поверхность, расположенную на высоте 0,8 м от пола.

В крупногабаритных производствен­ных помещениях при боковом освещении ми­нимальное значение КЕО нормируется в точ­ке, удаленной от световых проемов:

на 1,5 высоты помещения для работ I—IV разрядов;

на2 высоты помещения для работV—VIIразрядов;

на 3 высоты помещения для работVIIIразряда.

При верхнем или комбинированном естественном освещении нормируют среднее значение КЕО, определяемое по формуле

, (1.8)

где N– число точек определения (первая и последняя точки выбираются на расстоянии 1 м от поверхности наружных стен и перегородок);e₁,e₂,…, e_N– значения КЕО при верхнем и комбинированном естественном освещении в точках характерного разреза помещения.

Неравномерность естественного освещения не нормируется для помещений с боковым освещением, для производственных помещений, в которых выполняются работы VIIиVIIIразрядов.

Для обеспечения нормируемого значения КЕО площадь боковых световых проёмов (S_o) определяют по формуле

, (1.9)

а площадь верхних световых проёмов – по формуле

, (1.10)

где S_oиS_ф– площадь боковых (окон) и верхних (фонарей) световых проёмов соответственно м²;S_п– площадь пола, м²; τ₀– общий коэффициент светопропускания, определяемый как произведение коэффициентов пропускания стекла (t₁), потерь света в переплётах окна (t₂), его загрязнения (t₃), наличия несущих и солнцезащитных конструкций перед окнами(t₄); r₁и r₂– коэффициенты, учитывающие повышение КЕО от отраженного света (значение r₁ориентировочно допускается принимать в пределах от 1,5 до 3,0; причем большее значение r₁принимают при боковом одностороннем освещении, меньшее – при боковом двухстороннем; значение r₂ориентировочно допускается принимать в пределах от 1,1 до 1,4);η₀иη_ф– световые характеристики окна и фонаря соответственно (ориентировочно допускается приниматьη₀= 8,0 – 15,0, аη_ф= 3,0 – 5,0);K_зд– коэффициент, характеризующий затенение окон от противостоящих зданий, принимаемый в пределах от 1,0 до 1,5; K_з– коэффициент запаса, зависящий от количества чисток остекления и от угла наклона светопропускающего материала к горизонту, принимают по таблице 3 СНиП [1], (K_з= 1,2 – 2,0).

По рассчитанной площади световых проемов определяют их размеры и количество.

Рассчитанные размеры световых проемов допускается изменять в пределах от +5 до -10%.