Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Светотехника

.docx
Скачиваний:
22
Добавлен:
05.06.2018
Размер:
3.7 Mб
Скачать

1. Оптическое излучение. Особенности восприятия человеком.

1) Свет – излучение оптической области спектра, вызывающий зрительные реакции. Поток излучения, попадая в глаз, производит в нем ощущение света. Световое ощущение – психофизиологическое явление.

Световая среда – совокупность излучений, генерируемых источниками естественного и искусственного света. Оптическое излучение (свет) – электромагнитные волны, длины которых заключены в диапазоне с условными границами от 1 нм до 1 мм. К оптическому излучению, помимо воспринимаемого человеческим глазом видимого излучения, относятся инфракрасное излучение и ультрафиолетовое излучение. Скорость распространения оптического излучения в вакууме (скорость света) - около 2,9·108 м/сек. В любой другой среде эта скорость меньше. Различные виды оптического излучения классифицируют по следующим признакам: природа возникновения (тепловое излучение, люминесцентное излучение); степень однородности спектрального состава (монохроматическое, немонохроматическое,); степень упорядоченности ориентации электрического и магнитного векторов (естественное, поляризованное линейно, по кругу, эллиптически); степень рассеяния потока излучения (направленное, диффузное, смешанное) и т.д. Падающий на поверхность какого-либо тела поток оптического излучения частично отражается, частично проходит через тело и частично поглощается в нём. Поглощённая часть энергии излучения преобразуется главным образом в тепло, повышая температуру тела. Однако возможны и другие виды преобразования энергии. Лучистый поток, или поток излучения, характеризует мощность излучения, определяемую отношением лучистой энергии, переносимой излучением в данном направлении, ко времени переноса. Лучистый поток измеряется в люменах (лм). Лучистые потоки, возникающие под действием солнечной радиации, приходят на поверхности зданий непосредственно в виде прямых солнечных лучей, в виде лучей, рассеянных атмосферой и облаками, а также в виде потоков, отраженных от поверхностей расположенных рядом зданий, земли и различных предметов.

2) Глаз способен оценивать общее количество доходящего до него света и распределение его по различным направлениям. Иными словами, глаз представляет собой не только орган светоощущения, но и оптический анализатор окружающего мира. Человеческому глазу присущи дефекты и ограничения, свойственные всякой оптической системе. Однако широкие пределы чувствительности глаза, его способность приспосабливаться к различным условиям распределения яркости в поле зрения позволяют оценивать глаз как наиболее совершенный орган чувств. Способность глаза реагировать как на весьма слабые, так и на интенсивные раздражители объясняется наличием в сетчатке глаза двоякого рода элементов – колбочек и палочек, воспринимающих световые раздражения. Яркость – гл. фактор. Цвет – особенность зрительного восприятия, позволяющая распознавать цветовые излучения. Колбочки-яркость, цветность. Палочки-ощущение яркости или малой интенсивности освящения.

2. Основные понятия и определения. Свет – излучение оптической области спектра, вызывающий зрительные реакции. Поток излучения, попадая в глаз, производит в нем ощущение света. Световое ощущение – психофизиологическое явление. Световая среда – совокупность излучений, генерируемых источниками естественного и искусственного света. Монохроматическое излучение – однородное излучение, характеризующееся узкой областью частот или длин волн, которое может быть определено одним значением частоты или длины волны. Однородное или одноволновое (монохроматическое) излучение воспринимается глазом как свет того или иного цвета. Видимое излучение примерно одинаковой мощности (совокупность монохроматических излучений) воспринимаются глазом как белый свет. Дневной свет - Сплошное и равномерное излучение на всём видимом участке спектра. Цвет – особенность зрительного восприятия, позволяющая наблюдателю распознавать излучения, различающиеся по спектральному составу. Световой поток — физическая величина, характеризующая «количество» световой энергии в соответствующем потоке излучения. Иными словами, это мощность такого излучения, которое доступно для восприятия нормальным человеческим глазом. Сила света, - кандела(кд) - для оценки светового действия источника в каком-либо определенном направлении пользуются понятием силы света. Силой света I называется световой поток, равномерно излучаемый точечным источником света в единице телесного угла ω. Сила света = световой поток /телесн. Угол. Освещённость Е характеризуется величиной светового потока, падающего под определённым углом на единицу площади поверхности с изменением наклона поверхности по отношению к лучу освещённость её изменяется пропорционально косинуса угла между перпендикуляром к поверхности и лучом света. Единица освещенности – люкс(лк); 1 лк равен освещенности, создаваемой световым потоком в 1 лм, равномерно распределенным на поверхности площадью 1 м2. Закон квадратов расстояний Освещенность вдоль луча света изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния от источника света. Значения освещенности: на поверхности земли в лунную ночь – 0,2 лк; на поверхности земли при высоком стоянии солнца – 100 000 лк; требуемая освещенность на поверхности стола (для чтения) – 300 лк; Для светящихся поверхностей вводится физическая величина – яркость - отношение силы света в заданном направлении к проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикуляр- ную рассматриваемому направлению. Единица измерения яркости  - 1 кд/м2 .

3. Отражение и пропускание. Коэффициент отражения поверхности. Средневзвешенный коэффициент отражения внутренних поверхностей помещения. Коэффициент пропускания.

Важнейшим свойством поверхности объекта, определяющий его цвет и яркость, является коэффициент отражения поверхности на различных частотах: в видимом, инфракрасном и радиодиапазоне. Коэффициент отражения поверхности (р) характеризует способность поверхности отражать падающий на нее световой поток; определяется отношением светового потока, отраженного от поверхности, к падающему на нее световому потоку.

Средневзвешенный коэффициент отражения внутренних поверхностей помещенияср) где Sст, Sпот, Sпол – соответственно площади стен, потолка и пола, м2, а Рст, Рпот, Рпол – соответственно коэффициенты отражения стен, потолка и пола.

Коэффициент пропускания, - отношение светового потока, прошедшего через слой, к световому потоку, падающему на слой. Коэффициент пропускания является мерой прозрачности слоя. В зависимости от характера изменения пучка при прохождении через слой различают пропускание направленное, рассеянное, направленно-рассеянное и смешанное. Совершенно очевидно, что коэффициент пропускания всегда меньше единицы, поскольку все тела более или менее поглощают проходящий через них свет и поглощение тем больше, чем толще слой.

 =  /  – коэффициент отражения

 =  /  – коэффициент поглощения

 =  /  – коэффициент пропускания

 – световой поток, падающий на поверхность тела

– отраженный световой поток

– поглощенный световой поток

– световой поток, проходящий сквозь тело

=  +  + 

Оконное стекло (отр.) =0,08 (поглащ.) =0,02, (пропук.) =0,9

Молочное стекло =0,45 =0,15 =0,4

(тонкая бумага) Зеркало  = 0,85  = 0,15 -

5. Коэффициент естественной освещенности – определение и расчет. КЕО это выраженное в процентах отношение естественной освещенности ЕВ ­в какой-либо точке на рабочей поверхности внутри помещении к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности Ен, создаваемой рассеянным светом полностью открытого небосвода. е = Емн*100%. КЕО показывает, какую долю освещенность в данной точке помещения составляет от одновременной освещенности горизонтальной поверхности на открытом месте при диффузном свете неба. EМ – естественная освещенность в расчетной точке на рабочей поверхности внутри помещения EН – одновременное значение наружной естественной освещенности, горизонтальной поверхности под открытым небосводом при диффузном свете неба. На значения коэффициента естественной освещенности в расчетной точке помещения влияют: Неравномерная яркость небосвода, Влияние остекления оконных проемов, Усиление освещенности отраженным светом.

4. Естественное освещение. Типы светопроемов.

Естественное освещение является основным источником при проектировании зданий. Естественное освещение зданий должно удовлетворять нормативным требованиям. При проектировании зданий необходимо выбирать наиболее рациональный вариант организации естественного освещения. Задачи проектирования естественного освещения: Обеспечение нормированных показателей освещения, Защита рабочих зон помещения от слепящей яркости прямых и отражённых лучей солнца, Согласование светопроемов с архитектурными требованиями к освещению. Системы естественного освещения: 1) Боковое: одно-, двух-, трёхстороннее и круговое освещение, 2) Верхнее: полностью светопропускающее покрытие, точечные фонари и шахты, 3) Комбинированное: комбинация бокового и верхнего освещения. Нормирование естественного освещения помещений.

Необходимое количество света в помещении определяется характером точности зрительной работы.

Нормативные параметры КЕО и неравномерность естественного освещения. Устанавливаются для естественного освещения при которых обеспечиваются благоприятные условия для зрения. Критерий оценки естественного освещения –

коэффициент естественной освещенности (КЕО)

6. Геометрический КЕО. Принцип расчета. Графики Данилюка. Геометрический КЕО определяют с помощью графиков Данилюка, отличается от расчетного тем, то учитывает только диффузный свет неба и не учитывает реальные условия освещения: неравномерную яркость, влияние остекления, усиление освещенности отраженным светом. При построении графиков Данилюка небосвод представляют в виде равномерно яркой полусферы с центром в расчетной точке, светящаяся поверхность небосвода разбита на 104 участков, от каждого участка небосвода в расчетную точку приходит один луч. Освещенность в точке на горизонтальной поверхности полностью открытым небосводом Ен соответствует 104 таких лучей, а освещенность внутри помещения Ев соответствует числу лучей N попадающих в расчетную точку, следовательно, геометрический КЕО ε=(N/104)100%=0,01N%,

Графики Данилюка построены таким образом, что общее число лучей N, проникающих от неба через световые проемы в расчетную точку при боковом освещении, определяется произведением N=n1n2. ε=0,01n1n2. Геометрический коэффициент естественной освещенности в какой-либо точке помещения при верхнем освещении определяется по формуле

Порядок расчета: График Данилюка накладывается на поперечный разрез здания, центр графика совмещается с точкой. подсчитывается количество лучей n1, отмечается номер полуокружности, которая проходит через точку С-середина светового проема. График 2 накладывается на план. Его ось совпадает с горизонтом и проходит через точку С. По номеру полуокружности, подсчитываем количество лучей, проходящее через световой проем.

Вычисленный по гр. Данилюка КЕО совпадает с расчетным, если небосвод равномерно яркий, в световом проеме нет заполнения (рам, стекол, и т. п.), подстилающий слой земли поверхности помещения абсолютно черные. ***Каждый график содержит 100 лучей. Нумерация лучей идет от оси графика в обе стороны. Луч- это промежуток между сплошными линиями. Пунктирные линии на графике 1 – 10ые доли луча (50). Каждой дуге (полуокружности) на гр.1 соответствует горизонталь (гор. линия) на графике 2. Дуги и горизонтали на графиках пронумерованы. Разработаны на основе закона телесного угла.***

7. Учет реальных условий при расчете КЕО. КЕО учитывающее реальные условия, где q- коэффициент, учитывающий неравномерную яркость i-того участка облачного неба, зависимый от ϴ. bфi-средняя относительная яркость j-того участка противостоящего здания, расположенного параллельно исследуемому зданию (помещению), определяемая в случае значительной длины противостоящего здания, зависит от средневзвешенного коэффициента отражения фасада. r0- коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию;

kз– коэффициент запаса, учитывающий старение и загрязнение оконных стекол зависимый от угла наклона остекления. τ0 - общий коэффициент светопропускания, определяемый по формуле τ01τ2τ3τ4τ5, где τ1– коэффициент светопропускания материала,

τ2– коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроёма, τ3– коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях, (при боковом освещении=1); τ4– коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах, τ5– коэффициент, учитывающий потери света в защитной сетке, устанавливаемой под фонарями, принимаемый равным 0,9, kздj– коэффициент, учитывающий изменения внутренней отраженной составляющей КЕО в помещении при наличии противостоящих зданий, определяемый по формуле

где kзд0 – коэффициент, учитывающий изменения внутренней отраженной составляющей КЕО в помещении при полном закрытии небосвода зданиями, видимыми из расчетной точки, определяемый по табл в зависимости от индексов противостоящего здания в плане и в разрезе. Kф-коэффициент, учитывающий тип фонаря.

10) Совмещенное освещение. 2.2.1/2.1.1.1278-03

Совмещенным освещением называют освещение, при котором в светлое время суток одновременно используются естественный и искусственный свет, при этом недостаточное по условиям зрительной работы естественное освещение дополняют иск. освещением. Совмещенное освещение помещений жилых и общественных зданий допускается предусматривать в случаях, когда это требуется по условиям выбора рациональных объемно- планировочных или градостроительных решений, за исключением жилых комнат домов и общежитий, гостиных и номеров гостиниц, спальных помещений санаториев и домов отдыха, групповых и игральных детских дошкольных учреждений, палат лечебно-профилактических учреждений, палат и спальных комнат объектов социального обеспечения (интернатов, пансионатов для престарелых и инвалидов и т.п.)

При совмещенном освещении общественных зданий нормируемые значения КЕО должны составлять от нормированных значений КЕО при естественном освещении: - не менее 87% для учебных и учебно-производственных помещений школ, школ- интернатов, учебных заведений начального и среднего профессионального образования; - не менее 60% для остальных помещений

При совмещенном освещении нормативную иск. освещ. в помещ. следует повышать на одну ступень по шкале освещенности.

При совмещенном освещении учебных и учебно-производственных помещений школ, школ-интернатов, учебных заведений начального и среднего профессионального образования следует предусматривать раздельное включение рядов светильников, расположенных параллельно светопроемам.

Искусственное освещение при совмещенном освещении помещений следует проектировать в соответствии с разделом IV настоящих норм. При этом необходимо предусматривать раздельное включение общего искусственного освещения и дополнительного искусственного освещения, используемого в течение дня.

8)Расчет КЕО при боковом освещении.

1)Находят нормируемое значение КЕО

-определяют административный район N по ресурсам светового климата. -определяют нормативное значение КЕО в зависимости от назначения помещения ен для первого административного района. -По табл, учитывая указанную в задании ориентацию светового проема по сторонам горизонта, определить и записать коэффициент светового климата mN, -Вычислить нормативное значение eN= mNн, %.

2)Определяют геометрическое КЕО по графикам Данилюка.

-вычислить ε=0,01n1n2, % и если есть затеняющее здание, то ε=0,01n1´n2´, определяют значение угла, под которым видна середина участка неба из расчетной точки (угловую высоту середины участка неба) на поперечном разрезе помещения ϴ.

При наличии в помещении различно ориентированных световых проемов указанные действия выполняются для каждого светового проёма отдельно. 3) Учитывая материал световых проемов и солнцезащитных устройств определяют коэффициент светопропускания τ0 - общий коэффициент светопропускания, определяемый по формуле τ01τ2τ3τ4. И коэффициент запаса.

5) По значению угла ϴ (см.п.4) и заданным параметрам помещения и окружающей застройки определяют значения коэффициентов q bфi r0; kзд ,

9)Расчет КЕО при верхнем освещении.

1)Находят нормируемое значение КЕО

-определяют административный район N по ресурсам светового климата. -определяют нормативное значение КЕО в зависимости от назначения помещения ен для первого административного района. -По табл, учитывая указанную в задании ориентацию светового проема по сторонам горизонта, определить и записать коэффициент светового климата mN -Вычислить нормативное значение eN= mNн, %. 3) На поперечном разрезе отметить расчетные точки на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности или пола (первая и последняя точки принимаются на расстоянии 1 м от поверхности стен или осей колонн)

2) Определяют геометрическое КЕО по графикам Данилюка- используют продольный разрез для подсчета n2. При наличии верхнего освещения используя значения (n1)1, (n1)2 и т.д. и (n2)1, (n2)2 и т.д., вычисляют значения геометрического КЕО по формуле

где q – коэффициент, учитывающий неравномерную яркость участка небосвода, видимого из расчетной точки соответственно под углами ϴ1, ϴ2 и т.д. 3) Вычисляют εср, по формуле:

4) По значению угла ϴ и заданным параметрам помещения и окружающей застройки определяют значения коэффициентов r2; kф; 5) Учитывая материал световых проемов и солнцезащитных устройств определяют коэффициент светопропускания τ0 - общий коэффициент светопропускания, определяемый по формуле τ01τ2τ3τ4τ5 . И коэффициент запаса.

11. Инсоляция Инсоляция-облучение пространства/территории солнечным светом, оказывающее световое, ультрафиолетовое и тепловое (радиационное) воздействие. Нормативная продолжительность инсоляции – законодательно закрепленный показатель светового климата помещений, определяющий возможность попадания прямых солнечных лучей в помещение в определенный календарный период без учета погодных условий, выражается в часах, минутах.

Интенсивность инсоляции выражается количеством энергии, приходящейся в единицу времени на единицу облучаемой поверхности, ВТ/м2. Интенсивность облучения зависит от высоты солнца над горизонтом, экспозиции поверхности, высоты над уровнем моря, а также от прозрачности атмосферы и от облачности.

Различают абсолютную (связана с движением земли вокруг солнца, широтой); Вероятностную (Связана с состоянием атмосферы, облачностью) и фактическую инсоляцию (связана с наличием противостоящих зданий, оконных проемов, затеняющих объектов).

Световое и ультрафиолетовое облучение оказывает укрепляющее психофизиологическое воздействие на человека и бактерицидное на микроорганизмы во внутреннем пространстве зданий, оздоровляя его. Но также способствует перегреву помещения. Положение на небосводе солнца в заданный момент времени имеет две координаты: угол возвышения над горизонтом h (высота стояния солнца) и азимут, читанный в плоскости горизонта по ходу часовой стрелки. Каждой высоте стояния соответствует окружность радиусом r=R*cosα, а азимуту А- радиальный луч.

На инсоляцию действуют 3 фактора: 1. Гигиенический (фотохимический синтез, бактерицид 40бак/г, эритема 140 эр*г) 2. Социолого-архитектурный ( количество и качество освещения, продолжительности, прерывистость, визуальное разнообразие) 3. Экономический (разрыв между зданиями 20-80м, прирост плотности жилого фонда 10%, 50% меридиональной застройки, жилой фонд 5000 м кв./га)

12. Солнцезащитные устройства.

Инсоляция повышает температуру поверхностей и воздуха в помеще-ниях в результате парникового эффекта, уничтожает патогенные мик-роорганизмы, но также создает избыточную освещенность на облуча-емых рабочих поверхностях. Контроль инсоляции особенно важен в помещениях, где выполняются точные работы, и в архитектуре с избыточными площадями остекления, каковая является популярной тенденцией современной архитектуры.

Классификация солнцезащитных устройств.

По положению относительно светопрозрачной конструкции: Внешние - затеняющие элементы которых расположены снаружи относительно остекления. имеют наилучшую эффективность с точки зрения защиты от перегрева благодаря лучшей возможности тепло-отдачи поглощенного тепла, наиболее подверженными влиянию факторов погоды. Межстекольное - затеняющие элементы которых расположены между слоями стекла в обслуживаемом пространстве или в камерах стеклопакетов. лучше защищены от факторов внешней среды, просты в обслуживании, и меньше влияют на внешний вид зданий, но требуют тщательного проектирования светопрозрачных конструкций и, желательно, обеспечения режима вентиляции межстекольного пространства; Внутренние - затеняющие элементы которых расположены изнутри относительно остекления. неэффективны для защиты от перегрева, поскольку солнечные лучи, уже прошли через светопрозрачные конструкции внутрь помещения и вызывают парниковый эффект. Такие СЗП можно рекомендовать лишь для защиты от избыточной освещенности.

По способу регулирования: Стационарные, Ручного управления, Автоматические

По положению направляющих: Горизонтальные; Вертикальные; комбинированные

По времени использования: -постоянные; -временные.

Виды: 1) Козырьки (стационарные) материал- Асбоцемент, железобетон металл, дерево, пластмасса; Наружное расположение; положение-горизонтальное. 2) Жалюзи наружные-рафшторы, гориз./вертик.; материал основной-сталь; предельный размер-3м. 3) Маркизы- материал-ткань, полимерные материалы; ручного управления; с автоуправлением; стационарного типа. 4) Стационарные экраны- теплозащитное стекло. 5) складные ставни. 6) Жалюзи – внутренние ручное управление. 7) наружные солнцезащитные скру-чивающиеся экраны.8) ячеистые/ сотовые солнцезащитные панели.

13. Расчет продолжительности инсоляции по солнечным картам. Положение на небосводе солнца в заданный момент времени имеет две угловые координаты: угол возвышения над горизонтом h (высота стояния солнца) и азимут А отсчитанный в плоскости горизонта по ходу часовой стрелки от направления на север, принятого за нуль (рис.2). Каждой высоте стояния h на круге горизонта соответствует окружность радиусом r = Rcos h, а азимуту А – радиальный луч. По этим координатам и сто=роятся солнечные карты. На карте изображены траектории для характерных дней года: 22 июня; 21 марта и 23 сентября в дни равноденствия; 22 декабря. Положение солнца на траекториях по солнечным часам показывают пунктирные линии с соответствующими часам цифрами. Солнечную карту выбирают по широте заданной местности.

Порядок проведения:

1-Определить азимут фасада. 2-Определяют угол возвышения h над горизонтом, для этого из инсолируемой точки на фасаде проводят луч к вершине противостоящего здания. 3-На генплане восстанавливают перпендикуляр 2 к инсолируемой точке К и проводят краевые лучи зрения 3 и 4. Определить горизонтальный угол слева 1 и угол справа 2. 4-На разрезе окна определить угол возвышения верхней кромки окна над горизонтом h1. 5-На плане окна провести боковые крайние лучи, которые не могут проникнуть в помещение, и определить их горизонтальные углы

6-На разрезе определяют угол возвышение козырька над горизонтом h3. 7- На плане окна (рис.6) провести лучи 4 к углам балкона и определить горизонтальные углы этих лучей. 8- Используя найденные угловые размеры закрывающих небосвод преград, начертить их тени в проекции на круг горизонта (на кальку). 9-Кальку с тенями перенести на солнечную карту с нужной широтой заданной местности, совместить линию фасада с его азимутом А на карте. Перечертить на кальку солнечные траектории, часовые линии и часы.

10-подсчитывают по кальке продолжительность затенения траектории солнца в каждый период каждой преградой в отдельности и вместе.

11-Определяют суммарную и непрерывную инсоляцию для всех траекторий разных времен года.

При расчете продолжительности инсоляции: Для южной зоны после восхода 1 час и до заката 1 ч в расчете инсоляции не учитываются. Для остальных зон 1,5 часа после восхода и 1,5 часа перед закатом на инсоляцию не влияют и в расчете не учитываются.

14.Расчет продолжительности инсоляции по инсоляционному графику. Расчет продолжительности инсоляции помещений и территорий выполняется по инсоляционным графикам с учетом географической широты территории, утвержденным в установленном порядке. Инсоляционный график, разработанный для определенной географической широты, может применяться для расчета продолжительности инсоляции в пределах ± 2,5°. Расчет продолжительности инсоляции помещений на весь период, проводится на день начала периода (или день его окончания) для: 1. северной зоны (севернее 58° с. ш.) - 22 апреля или 22 августа; 2. центральной зоны (58° с. ш. - 48° с. ш.) - 22 марта или 22 сентября; 3. южной зоны (южнее 48° с. ш.) - 22 февраля или 22 октября.

Расчет продолжительности инсоляции помещений выполняется в расчетной точке, которая определяется с учетом расположения и размеров затеняющих элементов здания). (Рис.)

В расчетах продолжительности инсоляции не учитывается первый час после восхода и последний час перед заходом солнца для районов южнее 58° с. ш. и 1,5 ч для районов севернее 58° с. ш. Допускаемая погрешность метода определения продолжительности инсоляции по инсоляционным графикам может составлять не более ± 10 мин. Определение продолжительности инсоляции проводится в следующей последовательности:

1-на плане и вертикальном разрезе помещения определяют горизонтальные и вертикальные инсоляционные углы светопроема и расчетную точку «В» помещения в плане

2-на генплане участка застройки определяют положение расчетной точки помещения

3-центральную точку «О» инсоляционного графика совмещают с расчетной точкой «В» помещения;

4-инсоляционный график ориентируют по сторонам горизонта;

5-отмечают расчетную высоту противолежащего здания по условному масштабу высот зданий на инсоляционном графике;

6-по инсоляционному графику определяют продолжительность инсоляции помещения в пределах горизонтальных и вертикальных инсоляционных углов светового проема.

15. Искусственное освещение. Источники света.

Искусственное освещение предусматривается в помещениях, в которых испытывается недостаток естественного света, а также для освещения помещения в те часы суток, когда естественная освещенность отсутствует. По принципу организации искусственное освещение можно разделить на два вида: общее и комбинированное.

Общее освещение предназначено для освещения всего помещения, оно может быть равномерным или локализованным. Общее равномерное освещение создает условия для выполнения работ в любом месте освещаемого пространства. При общем локализованном освещении светильника размещают в соответствии с расположением оборудования, что позволяет создавать повышенную освещенность на рабочих местах. Комбинированное освещение состоит из общего и местного. Его целесообразно устраивать при работах высокой точности, а также при необходимости создания в процессе работы определенной направленности светового потока. Местное освещение предназначено для освещения только рабочих поверхностей и не создает необходимой освещенности даже на прилегающих к ним участкам. Оно не может быть стационарным и переносным. Все виды работ разбиты на разряды исходя из размеров объекта общественного здания: по условиям зрительной работы (4 группы) 1-адмнстр., конторы, чит. залы. 2-музеи, магазины, помещения где зрительная работа состоит в различении объекта. 3- помещения, где преобладают только обзорные пространства (метро, фойе) 4- коридоры, лестничные клетки и тп. Типы светильников: прямого света, отраженного света, рассеянного света, расеянно-отраженного света. Источники искусственного освещения

В качестве источников искусственного освещения применяются лампы накаливания и газоразрядные лампы.

В лампах накаливания источником света является раскаленная вольфрамовая проволока. Эти лампы дают непрерывный спектр излучения с повышенной интенсивностью в желто-красной области спектра. По конструкции лампы накаливания бывают вакуумные, газонаполненные, бесспиральные (галогенные).

Общим недостатком ламп накаливания является сравнительно небольшой срок службы (менее 2000 часов) и малая световая отдача (отношение создаваемого лампой светового потока к потребляемой электрической мощности) (8-20 лм/Вт).

Газоразрядные лампы низкого давления, называемые люминесцентными, содержат стеклянную трубку, внутренняя поверхность которой покрыта люминофором, наполненную дозированным количеством ртути (30-80 мг) и смесью инертных газов под давлением около 400 Па. На противоположных концах трубки размещаются электроды, между которыми, при включении лампы в сеть, возникает газовый разряд, сопровождающийся излучением преимущественно в ультрафиолетовой области спектра. Это излучение, в свою очередь, преобразуется люминофором в видимое световое излучение. В зависимости от состава люминофора люминесцентные лампы обладают различной цветностью.

К газоразрядным лампам высокого давления (0,03-0,08 МПа) относят дуговые ртутные лампы (ДРЛ). В спектре излучения этих ламп преобладают составляющие зелено-голубой области спектра.

Основным достоинством газоразрядных ламп является их долговечность (свыше 10000 часов), экономичность, малая себестоимость изготовления, благоприятный спектр излучения, обеспечивающий высокое качество цветопередачи, низкая температура поверхности. Светоотдача этих ламп колеблется в пределах от 30 до 105 лм/Вт, что в несколько раз превышает светоотдачу ламп накаливания.

16. Расчет искусственного освещения. Методы расчета:

1. Метод коэффициента использования светового потока предназначен для расчета общего равномерного освещения поверхностей. При расчете этим методом с помощью специального коэффициента учитывается как прямой, так и отраженный свет. Метод применяется для расчета общего освещения горизонтальной рабочей поверхности с учетом света, отраженного стенами и потолком, и дает возможность определить световой поток ламп, необходимый для создания заданной (чаще всего нормированной) освещенности. По нормативному значению освещенности, взятому из таблиц, размерам помещения, высоте подвеса светильника, отражательной способности стен и потолка, характеристике светильника, называемой кривой силы света (КСС), и числу ламп в нем, задаваясь числом светильников, получают значение потребного светового потока в люменах [лм], а затем по таблице выбирают подходящую лампу.

где F - световой поток лампы, лм;

EН - минимальная нормируемая освещенность; К - коэффициент запаса, учитывающий снижение освещенности вследствие старения ламп, запыления и загрязнения светильников (К=1.2...1.5); S - площадь помещения; Z - отношение средней освещенности к минимальной; для люминесцентных ламп принимается Z = 1.1; N - число светильников; n - число ламп в светильнике; «последнее» - коэффициент использования светового потока ( в процентах), т.е. отношение потока, падающего на расчетную поверхность, к суммарному потоку всех ламп. Коэффициент использования светового потока определяется в зависимости от величины индекса помещения i, коэффициентов отражения потолка и стен ПиС, а также типа светильника (см. таблицу 1) по формуле где h - расчетная высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м; a и b - основные размеры (длина и ширина) помещения, м. Для расчета задаются числом светильников N в соответствии с размерами помещения и условием равномерности освещения=L/h1,3. Затем из таблицы нормативов определяют значение требуемой освещенности и по формуле (1) подсчитывают требуемый световой поток лампы. Затем по таблице подбирают ближайшую стандартную лампу, обеспечивающую этот поток (значения светового потока даются на момент времени после 100 ч. горения). Расчет искусственного освещения, носит, таким образом, проектный характер.

2. Расчет освещенности по удельной мощности. Удельной мощностью называют частное от деления общей мощности установленных в помещении ламп на площадь помещения (Вт/м2). где Pл - мощность одной лампы, Вт, n - число ламп, S - площадь помещения. Удельная мощность является важнейшим энергетическим показателем осветительной установки, используемым как для предварительного определения световой нагрузки, так и так и для оценки экономичности решений. Метод удельной мощности допускается применять для расчета освещения в помещениях с равномерной освещенностью, например, для торговых залов. Искусственное освещение должно быть спроектировано так, чтобы освещенность поверхностей E[лк] соответствовала нормативной Eн (СНиП 23-05-95). Нормативное значение для удельной мощности, таким образом, определяется по формуле: где КЗ -коэффициент запаса, учитывающий снижение светового потока светильника со временем (запыленность, износ), для помещений общего пользования обычно КЗ = 1,3; z - коэффициент, характеризующий неравномерность освещения. Для люминесцентных ламп z = 1,15;- коэффициент использования светового потока, =Фл /Рл [лм/Вт] световая отдача лампы.

17. Нормирование коэффициента естественной освещенности. а) для жилых зданий. СП 52.13330.2011 «ЕСТЕСТВЕННОЕ И ИСКУССТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ»

5.4 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 и рабочей поверхности.

В жилых и общественных зданиях при одностороннем боковом освещении нормируемое значение КЕО должно быть обеспечено:

а) в жилых помещениях жилых зданий (2.0% верх, 0,5% бок, г - пол) – в расчетной точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и плоскости пола на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов: в одной комнате для 1-, 2- и 3-комнатных квартир и в двух комнатах для 4-комнатных и более квартир. В остальных жилых помещениях многокомнатных квартир и в кухне нормируемое значение КЕО при боковом освещении должно обеспечиваться в расчетной точке, расположенной в центре помещения на плоскости пола; б) в жилых помещениях общежитий, гостиных и номеров гостиниц – в расчетной точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и плоскости пола в центре помещения;

б) для общественных зданий в помещениях жилых и общественных зданий – в расчетной точке, расположенной в центре помещения на рабочей поверхности. В производственных помещениях глубиной до 6,0 м при одностороннем боковом освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности на расстоянии 1,0 м от стены или линии максимального заглубления зоны, наиболее удаленной от световых проемов. в) для детских дошкольных учреждений При одностороннем боковом освещении расчетная точка расположена на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза и плоскости полна на расстоянии 1м от стены, наиболее удаленной от световых проемов. (От каких факторов зависит нормативное значение коэффициента естественной освещенности? Кроме назначения помещения (характера выполняемой в помещении зрительной работы), при нормировании естественного освещения учитывается так же световой климат района строительства (т. е. превалирующие условия наружной освещенности, количество солнечных лучей, устойчивость снежного покрова) и ориентация светового проема по сторонам горизонта.)

18. Нормирование продолжительности инсоляции. Северная зона (севернее 58 с.ш) 22апреля - 22 августа (2,5 часа)

Центральной зоны (58 с.ш- 48 с.ш) 22 марта-22сентября (2 часа)

Южной зоны (южнее 48 с.ш) 22 февраля- 22 октября (1,5 часа)

Жилые- требования должны быть выполнены в 1 комнате (1,2,3х комнатных квартир) и не менее чем в 2х комнатах (3, 4, 5 комнатных квартир), в жилых помещениях допускается однократное прерывание инсоляции, при этом суммарная продолжительность инсоляции увеличивается на 30 мин. (один из участков должен быть не менее 1часа). Допускается снижение инсоляции на 30 мин. Для северной и центральной зон в 2-3-комнатных квартирах при инсоляции не менее 2х комнат (в 4х и более комнатных квартир- не менее 3х комнат)

Общественных- в 60% комнат общежитий, палатах больниц, санаториях, групповых детских дошкольных учреждений (прерывание инсоляции не допускается), в учебных помещениях, классах; без инсоляции допускаются только кабинеты информатики, физики, химии. На территориях детских и спортивных площадок продолжительность инсоляции должна составлять не менее 3х часов на 50% площади независимо от географической широты. При этом не менее чем на 50% площади должно затеняться зданиями или зелеными насаждениями.