Рахитектура. Образцы, методички / Литература_КП-3 / 02_МР_Светотехнический_расчет_2010

В соответствии со схемой, показанной на рис.5, коэффициент εI находится по графику I следующим образом. Полюс графика I совмещается с точкой М, в которой определяется освещенность. Далее график располагается в плоскости поперечного разреза светопроема так, чтобы основание графика было горизонтально. После этого подсчитывается число лучей nI, которые размещаются в пределах поперечного разреза светопроема. Поскольку количество лучей на графике составляет 100, то «цена» каждого луча равна 0,01. Искомый коэффициент εI получается умножением найденного числа лучей на

0,01:
εI= nI×0,01.	(8)

Коэфициент εII находится по графику II, для чего, как было указано выше, необходимо график II расположить так, чтобы его полюс совместился с точкой М, а плоскость его проходила через продольную ось симметрии светопроема (рис. 5). Основание графика при этом должно располагаться горизонтально.

После этого определяется число лучей, проходящих в помещение в пределах продольного разреза светопроема. Умножая далее nII на 0,01, получаем

второй коэфициент εII:
εII = nII × 0,01,	(9)

Для получения КЕО в точке М остается только перемножить коэфициенты

εI и εII:

εв=εI × εII.

(10)

3.2.УСКОРЕННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО КЕО

Необходимость в ускоренной оценке освещенности связана с реальными потребностями в оперативном прогнозировании ожидаемого светового режима непосредственно в процессе проектирования или на предпроектной стадии. Это позволит в дальнейшем избежать ошибок при выборе и назначении ориентации, габаритов и размещения светопроемов и солнцерегулирующих средств зданий, в применении различных типов и слоев прозрачной изоляции с учетом условий эксплуатации, а также в целом при сравнительной оценке потенциальных возможностей повышения энергоэффективности и энергоэкономичности зданий в поле солнечной радиации.

Наиболее удобным методом для непосредственного использования в проектировании является предложенный нами, основанный на методе А.М. Данилюка [6], в 70-е годы метод плоских сеток [5], где прямая и обратная задачи (предварительный и проверочный расчеты КЕО) решаются в одну стадию с помощью одной сетки, а определенный набор сеток для различных характерных случаев позволяет быстро сформировать габариты и размещение светопроемов в ограждениях из стандартных светопрозрачных элементов, светотехнические и

11

теплотехнические характеристики которых заранее учтены в сетке. Сущность метода заключается в моделировании объемного распределения КЕО на условной рабочей поверхности помещения при заданных габаритных и конструктивных параметрах светопроема [3,5].

Рис. 6. Схема пространственного распределения геометрического КЕО от бокового и верхнего светопроемов

В приложении М приведены таблицы для определения геометрического КЕО εб для гражданских (боковое освещение) и промышленных зданий

(боковое и верхнее освещение).

4. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА

Пример 1. Определение площади светопроема гражданского здания.

Географический пункт строительства: г. Одесса. Характеристика окружающей застройки: малоэтажная. Функциональное назначение помещения: жилая комната. Габариты помещения: LxBxH=5х4х3 м.

Высота подоконника – h п=1,2 м. Ориентация светопроема: Восточная.

Конструкция оконного заполнения - однокамерный стеклопакет в ПВХ профиле. Затенение окон – отсутствует.

Загрязнение – умеренное.

12

Рис. 4.1. Расчетные габариты помещения.

13

	Предварительный расчет площади оконного проема
	SO =	SП × еN ×ηO × KЗ	,
		τ O ´ r1 ´100
где: SП –	площадь пола расчитываемого помещения, 4х5=20 м2;
еN –	нормируемое значение КЕО для данного помещения, принимается по
приложению А равным 0,5;
ηО –	световая характеристика окна, по приложению В, при B/L=4/5=0.8 и
L/h1=5/2.6=1.9 принимается равным 16;
КЗ –	коэффициент запаса, по приложению Е принимается равным 1,2;
τО –	общий коэффициент светопропускания заполнения светопроема,

принимается по формуле:

τ 0 =τ1 ×τ 2 ×τ 3 ×τ 4 = 0,75×0,8=0,6

По приложению Ж приняты коэффициенты: τ1=0,75 для стеклопакета 4М1-16-К4;

τ2=0,8 для трехкамерных ПВХ профилей оконных блоков.

r1 – коэффициент,

учитывающий

влияние отраженного света,

по приложению И при

L

=

5

= 1,9 ,

B

=

4

= 0,8 ,

l p

=

4

= 0,8 ; принимается равным 2.

h1

2,6

L

5

L

5

Отсюда

SO =

20 ´ 0.5´16 ´1.2

= 1.6м2 .

0.6 ´ 2 ´100

При заданной высоте оконного проема

hО=1,8 м его ширина составит

bО=SО/hО=1,6/1,8=0,889

м.

По конструктивным соображениям принимаем

ширину окна bО= 0,9 м.

Габариты оконного проема необходимо принимать кратно модулю 3М:

высота 1,5; 1,8; 2,1; 2,4; 2,7 м. ширина 0,9; 1,2; 1,5; 1,8; 2,1; 2,4 м.

На продольном разрезе помещения (рис. 4.1) намечается расчетная точка М. Для жилых зданий расчетная точка при определении уровня естественной освещенности при боковом освещении располагается на уровне пола на расстоянии 1 м от противолежащей окну стены (рис. 4.1).

Нормируемое значение КЕО eN определяется по формуле:

eN = eH × mN = 0,5 × 0,8 = 0,4 ,

где eH =0,5% (Приложение А);

mN =0,8 – коэффициент светового климата при ориентации светопроема на восток (приложение Б).

14

Расчет КЕО при боковом освещении определяется по формуле:

eбр = εб × q× r1 ×τ 0 .

K з

Величина εб для расчетной точки определяется по данным таблицы,

приведенной в приложении М2, и в данном случае при высоте оконного проема hО=1,8 м, ширине bО=0,9 м, удаленности расчетной точки lр=4 м и уровне условной рабочей поверхности УРП=0.00 и составляет εб=0,96.

Затем с помощью транспортира измеряется угол Θ между линией, соединяющей расчетную точку и центр светопроема со следом рабочей плоскости на разрезе (рис.4.1). В данном случае этот угол составляет 22°. После чего по приложению Л определяется коэффициент q. Измеренному углу Θ соответствует значение q=0,75, учитывающее неравномерную яркость неба при пасмурной погоде.

Значение коэффициента r1, учитывающего повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию, определяется по приложению И.

Отношение глубины помещений L=5 м к высоте от уровня условной рабочей поверхности до верха окна h1 = 0,8 + 1.8 = 2,6 м составляет:

	L	=			5				= 1,9 .
			2,6
	h1
Отношение расстояния расчетной точки от наружной стены lp=4 м к
глубине помещения L=5м составляет:
			l p			=			4	= 0,8 .
			L						5
Отношение ширины помещения В = 4 м к его глубине L = 5 м составляет:
			B		=				4	= 0,8 .
									5
			L

При данных параметрах путем интерполяции коэффициент r1=2 (см. приложение И).

Величина общего коэффициента светопропускания τ0 =τ1×τ2 при выбранном типе оконного заполнения определяется по приложению Ж.

Для стеклопакета 4М1-16-К4 τ1=0,75.

Для трехкамерных ПВХ оконных блоков τ2=0,8.

τ0= 0,75*0,8=0,6

Коэффициент запаса Кз, принимаемый по приложению Е, составляет

Кз = 1,2.

Подставляя найденные значения составляющих в формулу, получим искомое значение eρδ :

eб	= ε б × q × r1 ×τ 0	=	0.96 × 0,75 × 2 × 0,6	= 0,72%
р	K з	1,2

Расчетное значение КЕО превышает нормируемое eN = 0,4% на 80%, что

недопустимо. Допустимые отклонения составляют 10%. Требуется уменьшить площадь окна. Принимается окно высотой hО=1,5 м и шириной bО= 0,9 м с площадью светопроема SО=1,35 м2.

Величина εб в данном случае составляет εб=0,616 (Приложение М).

15

С помощью транспортира измеряется угол Θ, который составляет 20°. Ему по приложению Л соответствует значение q=0,71.

Значение коэффициента r1 определяется по приложению И.

Отношение глубины помещений L=5 м к высоте от уровня условной рабочей поверхности до верха окна h1 = 0,8 + 1.5 = 2,3 м составляет:

L	=	5	= 2,17,
h1		2,3

Отношения расстояния расчетной точки от наружной стены lp=4 м к глубине помещения L=5м составляет:

l p = 4 = 0,8 .

L 5

Отношение ширины помещения В = 4 м к его глубине L = 5 м составляет:

B = 4 = 0,8 .

L 5

При данных параметрах путем интерполяции коэффициент r1=2 (см. приложение И).

Величина общего коэффициента светопропускания τ0=0,6.

Коэффициент запаса Кз, принимаемый по приложению Е, составляет

Кз = 1,2.

Подставляя найденные значения составляющих в формулу, получим искомое значение eρδ :

eбр	= ε б × q × r1 ×τ 0	=	0,616 × 0,71× 2 × 0,6	= 0,44% .
	K з	1,2

Расчетное значение КЕО превышает нормативное eN = 0,4% на 10%, что

допустимо.

Окончательно принимаем окно высотой hО=1,5 м и шириной bО= 0,9 м с площадью светопроема SО=1,35 м2.

16

Пример 2. Определение габаритов светопроемов промышленного здания со светоаэрационными фонарями

Исходные данные:

Географический пункт строительства – г. Одесса.

Функциональное назначение помещения – кузнечно-прессовый цех. Разряд зрительных работ – III разряд.

Ширина пролетов: L1=18м, L2=18м, L3=18м. Шаг колонн – B к=6м.

Длина здания – В=72м. Высота помещения – H=10 м.

Высота подоконника – h п=1,2 м. Тип светового фонаря – САФ. Длина фонаря САФ – 60 м.

Переплеты окон и фонарей – металлические открывающиеся. Боковые светопроемы (окна) – отдельные шириной bО=3 м. Остекление – листовым стеклом, одинарное.

Затенение окон – отсутствует. Загрязнение – умеренное.

Ориентация здания – широтная, по линии ЗВ.

Расчет проводится отдельно для бокового (крайние пролеты) и верхнего освещения (центральный пролет).

Предварительный расчет площади боковых светопроемов

S = SП × еN ×ηO × KЗ , O τ O × r1 ×100

где: SП – площадь пола зоны с боковым освещением SП=L1/B=18х72=1296 м2; еN – нормированное значение КЕО для заданного помещения при боковом освещении; принимается по приложению А равным 1,2;

ηО – световая характеристика окна, по приложению В, при B/L=72/18=4 и L/h1=18/4,8=3,75 (величина h1 принимается условно на уровне 4,8 м) принимается равным 9; КЗ – коэффициент запаса, по приложению Е принимается равным 1,4;

17

τО – общий коэффициент светопропускания заполнения светопроема, принимается по формуле:

τ 0 =τ1 ×τ 2 ×τ 3 ×τ 4 = 0,9*0,75=0,675.

По приложению Ж приняты коэффициенты: τ1=0,9 для одинарного остекления; τ2=0,75 для металлических одинарных переплетов.

r1 –

коэффициент,

учитывающий

влияние

отраженного света, по

приложению И; при

L

=

18

= 3,75 ;

B

=

72

= 4 ;

l p

=

18

= 1 принимается равным 3,5.

h1

4.8

L

18

L

18

Площадь всех боковых светопроемов составляет:

SO

=

1296 ×1.2 × 9 ×1.4

= 82.9м2 .

0.675 ´ 3.5´100

Площадь боковых светопроемов в пределах 1 шага колонн составляет:

SО1

=

SO

=

82.9

= 6.9м2 .

BN

12

BN

- количество шагов, определяется как BN

=

L

=

72

= 12 .

6

BК

При заданной ширине оконного проема в пределах шага колонн bО=3 м высота его составит hО= SО1 /bО=6,9/3=2,3м. По конструктивным соображениям

принимаем высоту окна hО= 2,4 м, т.к. высота оконного проема в промзданиях должна быть кратной 1,2 м.

Предварительный расчет площади светоаэрационного фонаря

S= S П × еN ×ηФ × K З ,

Фτ O ´ r2 ´ KФ ´100

где: SП – площадь пола зоны с верхним освещением SП=L1хB=18х72=1296м2; еN – нормируемое значение КЕО для данного помещения при верхнем освещении; принимается по приложению А равным 3; ηФ – световая характеристика фонаря, по приложению Г1 при

B/L=72/18=4, H/L=10/18=0.55 принимается равной 6,8;

КЗ – коэффициент запаса; по приложению Е принимается равным 1,4; τО – общий коэффициент светопропускания заполнения светопроема; принимается по формуле:

τ 0 =τ1 ×τ 2 ×τ 3 ×τ 4 = 0,9*0,75=0,675.

По приложению Ж приняты коэффициенты: τ1=0,9 для одинарного остекления; τ2=0,75 для металлических одинарных переплетов.

18

r2 – коэффициент, учитывающий влияние отраженного света, по приложению К при H/L=10/18=0.55 принимается равным 1,3. КФ – коэффициент, учитывающий тип фонаря, по приложению Д принимается равным 1,2.

Общая площадь светопроемов САФ:

SФ =	1296 × 3× 6.8 ×1.4	= 351.5м2 .
	0.675 ×1.3×1.2 ×100

Высота светопрозрачной части САФ определяется по формуле:

hФ	=	SФ	=	351.5	= 2.44м.
		B × 2
			72 × 2

Высота светоаэрационного фонаря принимается кратной высоте створок 1,2 и 1,8 м, либо их сочетанию.

По конструктивным соображениям принимаем высоту светопрозрачной части САФ hФ= 2,4 м (2 створки по 1,2 м.).

Пример 3. Определение габаритов светопроемов промышленного здания с зенитмыми фонарями

Исходные данные:

Географический пункт строительства – г. Одесса. Функциональное назначение помещения – сборочный цех. Разряд зрительных работ – I разряд.

Ширина пролетов: L1=18м, L2=18м, L3=18м. Шаг колонн – B к=6м.

Длина здания – В=72м. Высота помещения – H=10 м.

Высота подоконника – h п=1,2 м.

Тип светового фонаря – точечный зенитный. Габариты зенитного фонаря – 1 х1м.

Высота бортика зенитного фонаря – 0,3 м. Переплеты окон – металлические открывающиеся. Зенитный фонарь – купол из двухслойного оргстекла.

Боковые светопроемы (окна) – ленточные (ширина в пределах шага bО=6 м). Остекление – листовым стеклом, одинарное.

Затенение окон – отсутствует. Загрязнение – умеренное.

Ориентация здания – широтная, по линии ЗВ.

19

Расчет проводится отдельно для бокового (крайние пролеты) и верхнего освещения (центральный пролет).

Предварительный расчет площади боковых светопроемов

SO = SП × еN ×ηO × KЗ ,

τ O ´ r1 ´100

где: SП – площадь пола зоны с боковым освещение SП=L1/B=18х72=1296 м2; еN – нормируемое значение КЕО для данного помещения при боковом освещении, принимается по приложению А равным 2;

ηО – световая характеристика окна, по приложению В при B/L=72/18=4 и L/h1=18/4,8=3,75 (величина h1 принимается условно на уровне 4,8 м) принимается равной 9; КЗ – коэффициент запаса, по приложению Е принимается равным 1,3;

τО – общий коэффициент светопропускания заполнения светопроема, принимается по формуле:

τ 0 =τ1 ×τ 2 ×τ 3 ×τ 4 = 0,9*0,75=0,675.

По приложению Ж приняты коэффициенты: τ1=0,9 для одинарного остекления; τ2=0,75 для металлических одинарных переплетов.

r1 –

коэффициент,

учитывающий

влияние отраженного света, по

приложению И; при

L

=

18

= 3,75 ;

B

=

72

= 4 ;

l p

=

18

= 1 принимается равным 3,5;

h1

4.8

L

18

L

18

Площадь всех боковых светопроемов равна:

SO

=

1296 × 2 × 9 ×1.3

= 128.4м2 .

0.675 ´3.5 ´100

Площадь боковых светопроемов в пределах 1 шага колонн равна:

SО1

=

SO

=

128.4

= 10.7 м2 .

BN

12

BN

- количество шагов составляет BN =

L

=

72

= 12 .

BК

6

При заданной ширине оконного проема в пределах шага колонн bО=3 м

высота

составит hО= SО1 /bО=10,7/6=1,7м.

По

конструктивным соображениям

принимаем высоту окна hО= 2,4 м, т.к. высота оконного проема в промзданиях принимается кратной 1,2 м.

20