ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Архитектуры и градостроительства»
КУРСОВАЯ РАБОТА
По дисциплине: «Физика среды и ограждающих конструкций»
На тему: «Естественное освещение помещений»
Выполнила ст. гр. ЗПЗ-216у Чуб Д.Е.
Проверила: Карасёва Л.В.
Ростов-на-Дону 2015
Расчёт естественного освещения
Исходные данные
1. Место строительства: г.Ростов-на-Дону
2. Назначение помещения: производственное — сборочный цех, сборка средней точности
естественный освещение коэффициент боковой
Размеры (м): H 1 = 4,5; H2 = 5,2; L1 = 3,0; L = =18; B = 18
3. Заполнение светопроёмов:
Вид светопропускающего материала:
для бокового освещения — стекло листовое армированное
для верхнего освещения — органическое стекло молочное
Переплёты:
для бокового освещения — стальные двойные глухие
для верхнего освещения — стальные одинарные
4. Ориентация светопроёмов по сторонам света: ЮВ
5. Вид несущей конструкции покрытия: железобетонные фермы
1. Определение нормативного значения КЕО
По табл.3 определяем е н ? для зрительной работы средней точности:
е н ? =4
По табл.4 определяем коэффициент светового климата (m):
Окно — 0,8
Зенитный фонарь — 0,75
е н = е н ? · m
е н =4· 0,8=3,2
2. Расчет значений КЕО при боковом освещении
Значение КЕО при боковом освещении (при отсутствии противостоящих зданий) определяется по формуле:
е б =е б
- q
- r 1
- ф 0 / К 3
где е б — геометрический коэффициент естественной освещенности при боковом освещении. Определяется с помощью кеометра (рис.2), построение которого основано на графоаналитическом методе А.М.Данилюка;
q — коэффициент, учитывающий неравномерную яркость облачного неба;
Искусственное освещение города
... противовес этому появилось стремление выделять светом, показывать при помощи искусственного освещения архитектурные сооружения, либо группы зданий, имеющие большое градостроительное или историческое значение, памятники ... большинство), характеризуются не яркостью, а светностью фона или, зная порядок величины коэффициента отражения, освещенностью. Это значительно упрощает расчеты и измерения, так как ...
r 1 — коэффициент, учитывающий повышение КЕО благодаря свету, отраженному от внутренних поверхностей помещения при боковом освещении;
ф 0 — общий коэффициент светопропускания при боковом освещении;
К 3 — коэффициент запаса, учитывающий загрязнение остекления.
2.1 Определение геометрического КЕО
Геометрический КЕО рассчитывается по формуле:
е б = 0,01 n 1
- n 2
где n 1 — количество лучей по шкале I Б кеометра, приходящих от неба через световые проемы в расчетную точку на поперечном разрезе помещения (Рис. 1);
n 2 — количество лучей по шкале II кеометра, приходящих от неба через световые проемы в расчетную точку, измеряемое на плане здания (Рис. 1).
n 1 (1)=25
n 1 (2)=6
n 1 (3)=3
n 1 (4)=2
n 1 (5)=2
n 2 (1)=93
n 2 (2)=80
n 2 (3)=60
n 2 (4)=47
n 2 (5)=39
е б (1)=0,01 · 25 · 93=23,25
е б (2)=0,01 · 6 · 80=4,8
е б (3)=0,01 · 3 · 60=1,8
е б (4)=0,01 · 2 · 47=0,94
е б (5)=0,01 · 2 · 39=0,78
2.2 Определение коэффициента q (по кеометру)
q 1 = 1,2
q 2 = 0,82
q 3 = 0,8
q 4 = 0,67
q 5 = 0,62
2.3 Определение коэффициента r 1 (по табл. 7)
1) L/B = 18/18=1
2) h=H 1 -h р . п . =4,5-1=3,5 м.
B/h =18/4,5=5,14
3) l 1 =1
l 2 =5
l 3 =9
l 4 =13
l 5 =17
l 1 /B =1/18=0,1
l 2 /B =5/18=0,3
l 3 /B =9/18=0,5
l 4 /B =13/18=0,7
l 5 /B =17/18=0,9
4) р ср. =0,4 (производственные помещения)
5) r 1 (1)=1,1
r 1 (2)=1,3
r 1 (3)=1,8
r 1 (4)=2,6
r 1 (5)=2,6
2.4 Определение коэффициента ф 0
ф 0 = ф 1
- ф 2
- ф 4
где ф 1 — коэффициент светопропускания материала, принимаемый по табл.8;
ф 2 — коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема, определяемый по табл.8;
ф 4 — коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах, определяемый по табл.9. По заданию отсутствует.
ф 1 =0,6
ф 2 =0,8
ф 0 = ф 1
- ф 2 =0,6
- 0,8=0,48
2.5 Определение коэффициента запаса, К 3 (по табл.10)
К 3 =1,3
2.6 Определение расчетного КЕО, e б ?
При боковом одностороннем освещении e б ? = e б
е б =е б
- q
- r 1
- ф 0 / К 3
е б (1)=23,25
- 1,2
- 1,1
- 0,48/1,3=11,33
е б (2)=4,8
- 0,82
- 1,3
- 0,48/1,3=1,89
е б (3)=1,8
- 0,8
- 1,8
- 0,48/1,3=0,96
е б (4)=0,94
- 0,67
- 2,6
- 0,48/1,3=0,61
е б (5)=0,78
- 0,62
- 3,6
- 0,48/1,3=0,64
Таблица 5
Расчёт КЕО при боковом освещении
|
№ точки |
Проём |
Кол-во лучей |
е б |
q |
l/B |
r 1 |
ф 0 |
К 3 |
е б |
||
|
n 1 |
n 2 |
||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
|
1 |
А |
25 |
93 |
23,25 |
1,2 |
0,1 |
1,1 |
0,48 |
1,3 |
11,33 |
|
|
2 |
А |
6 |
80 |
4,8 |
0,82 |
0,3 |
1,3 |
1,89 |
|||
|
3 |
А |
3 |
60 |
1,8 |
0,8 |
0,5 |
1,8 |
0,96 |
|||
|
4 |
А |
2 |
47 |
0,94 |
0,67 |
0,7 |
2,6 |
0,61 |
|||
|
5 |
А |
2 |
39 |
0,78 |
0,62 |
0,9 |
3,6 |
0,64 |
|||
3. Расчет значений КЕО при верхнем освещении
Значения КЕО при верхнем освещении определяются по формуле:
e в = [ е в + е ср (r 2
- K ф — 1)]
- ф 0 / K з
где е в — геометрический коэффициент естественной освещенности при верхнем освещении. Определяется с помощью кеометра (Рис.3);
е ср — среднее значение геометрического КЕО при верхнем освещении;
r 2 — коэффициент, учитывающий повышение КЕО благодаря свету, отраженному от внутренних поверхностей помещения при верхнем освещении;
ф 0 — общий коэффициент светопропускания при верхнем освещении;
K з — коэффициент запаса, учитывающий загрязнение остекления при верхнем освещении;
K ф — коэффициент, учитывающий тип фонаря.
3.1 Определение геометрического КЕО при верхнем освещении
Геометрический КЕО рассчитывается по формуле:
е в = 0,01 n 3
- n 4
где n 3 — количество лучей по шкале IВ кеометра, приходящих от неба через световые проемы фонаря в расчетную точку на поперечном разрезе помещения;
n 4 — количество лучей по шкале II кеометра, приходящих от неба в расчетную точку через световые проемы на плане или продольном разрезе помещения.
n 3 (1)=0
n 3 (2)=0
n 3 (3)=2
n 3 (4)=23
n 3 (5)=21
n 4 (1)=0
n 4 (2)=0
n 4 (3)=66
n 4 (4)=80
n 4 (5)=80
е в (1)=0,01 · 0 · 0=0
е в (2)=0,01 · 0 · 0=0
е в (3)=0,01 · 2 · 66=1,32
е в (4)=0,01 · 23 · 80=18,4
е в (5)=0,01 · 21 · 80=16,8
3.2 Определение значения е ср .
е ср =
где N — число расчётных точек.
е ср. =(0+0+1,32+18,4+16,8)/5=7,3
3.3 Определение коэффициента r 2 (по табл.11)
1) Н ф =5,9
Н ф /В =5,9/18=0,33?0,25
2) р ср. =0,4 (производственные здания)
3) r 2 =1,25
3.4 Определение коэффициента K ф (по табл.12)
K ф (ленточный зенитный фонарь)=1
3.5 Определение е ср (r 2
- K ф — 1)
е ср (r 2
- K ф — 1) =7,3(1,25 · 1-1)=7,3 · 0,25=1,83
3.6 Определение [ е в + е ср (r 2
- K ф — 1)]
е в (1)+1,83=0+1,83=1,83
е в (2)+1,83=0+1,83=1,83
е в (3)+1,83=1,32+1,83=3,15
е в (4)+1,83=18,4+1,83=20,23
е в (5)+1,83=16,8+1,83=18,63
3.7 Определение коэффициента запаса ф 0
ф 0 = ф 1
- ф 2
- ф 3
- ф 4
где ф 1 — коэффициент светопропускания материала, принимаемый по табл.8;
ф 2 — коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема, определяемый по табл.8;
ф 3 — коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях покрытия, определяемый по табл.8;
ф 4 — коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах, определяемый по табл.9. По заданию отсутствует.
ф 1 =0,6
ф 2 =0,9
ф 3 =0,8
ф 4 =1
ф 0 = ф 1
- ф 2
- ф 3
- ф 4 =0,6
- 0,9
- 0,8
- 1=0,43
3.8 Определение коэффициента запаса K з (по табл.10)
K з =1,5
3.9 Определение расчетного значения КЕО, e в ?
При одностороннем верхнем освещении e в ? = e в
e в (1)= [ е в (1) + е ср (r 2
- K ф — 1)]
- ф 0 / K з =1,83
- 0,43/1,5=0,53
e в (2)= [ е в (2) + е ср (r 2
- K ф — 1)]
- ф 0 / K з =1,83
- 0,43/1,5=0,53
e в (3)= [ е в (3) + е ср (r 2
- K ф — 1)]
- ф 0 / K з =3,15
- 0,43/1,5=0,9
e в (4)= [ е в (4) + е ср (r 2
- K ф — 1)]
- ф 0 / K з =20,23
- 0,43/1,5=5,8
e в (5)= [ е в (5) + е ср (r 2
- K ф — 1)]
- ф 0 / K з =18,63
- 0,43/1,5=5,34
Таблица 6
Расчёт КЕО при верхнем освещении
|
№ точки № точки |
Проем Проем |
Кол-во лучей |
е в |
е ср |
r 2 |
K ф |
е ср (r 2 K ф — 1) |
е в + е ср (r 2 K ф — 1) |
ф 0 |
K з |
e в |
||
|
n 3 |
n 4 |
||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
14 |
|
|
1 |
D |
0 |
0 |
0 |
7,3 |
1,25 |
1 |
1,83 |
1,83 |
0,43 |
1,5 |
0,53 |
|
|
2 |
D |
0 |
0 |
0 |
1,83 |
0,53 |
|||||||
|
3 |
D |
2 |
66 |
1,32 |
3,15 |
0,9 |
|||||||
|
4 |
D |
23 |
80 |
18,4 |
20,23 |
5,8 |
|||||||
|
5 |
D |
21 |
80 |
16,8 |
18,63 |
5,34 |
|||||||
4. Расчет значений КЕО при комбинированном освещении
e к = e б + e в
e к (1)= е б (1)+ e в (1)=11,33+0,53=11,86
e к (2)= е б (2)+ e в (2)=1,89+0,53=2,42
e к (3)= е б (3)+ e в (3)=0,96+0,9=1,86
e к (4)= е б (4)+ e в (4)=0,61+5,8=6,41
e к (5)= е б (5)+ e в (5)=0,64+5,34=5,98
5. Определение среднего значения КЕО
e ср . =
где N — число расчётных точек.
e ср . =
e ср . = 1/4(5,93+2,42+1,86+6,41+2,99)=4,9
6.. Выводы и рекомендации
e ср. > e н более чем на 10%
Рекомендуется уменьшить площадь остекления. Это связано с тем, что зимой через большие светопроемы происходят значительные теплопотери. В летнее время из-за инсоляции помещения возможен его перегрев.
Учитывая ориентацию световых проемов, климат района строительства летом и назначение помещения, можно рекомендовать применение солнцезащитных устройств.
Равномерность естественного освещения исследуемого освещения:
e ср. /1,86 =4,9/1,86=2,63
2,63<3, требования по ограничению неравномерности естественного освещения выполняются.
Таблица 3
Нормы естественного освещения производственных помещений
|
Зрительная работа |
Разряд |
Наименьший размер объекта различения, мм |
Значение e н ? |
||
|
При верхнем и комбинир. освещении |
При боковом освещении |
||||
|
Наивысшей точности |
I |
Менее 0,15 |
10 |
3,5 |
|
|
Очень высокой точности |
II |
0,15-0,3 |
7 |
2,5 |
|
|
Высокой точности |
III |
0,3-0,5 |
5 |
2 |
|
|
Средней точности |
IV |
0,5-1,0 |
4 |
1,5 |
|
|
Малой точности |
V |
1-5 |
3 |
1 |
|
Таблица 4
Значения коэффициентов светового климата
|
Световые проемы |
Ориентация |
Коэффициент светового климата m |
|||||
|
Номер группы административных районов |
|||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|||
|
Окна |
С |
1 |
0,9 |
1,1 |
1,2 |
0,8 |
|
|
СВ, СЗ |
1 |
0,9 |
1,1 |
1,2 |
0,8 |
||
|
З, В |
1 |
0,9 |
1,1 |
1,1 |
0,8 |
||
|
ЮВ, ЮЗ |
1 |
0,85 |
1 |
1,1 |
0,8 |
||
|
Ю |
1 |
0,85 |
1 |
1,1 |
0,75 |
||
|
В прямоугольных и трапецевидных фонарях |
С-Ю |
1 |
0,9 |
1,1 |
1,2 |
0,75 |
|
|
СВ-ЮЗ ЮВ-СЗ |
1 |
0,9 |
1,2 |
1,2 |
0,7 |
||
|
В-З |
1 |
0,9 |
1,1 |
1,2 |
0,7 |
||
|
В фонарях типа «Шед» |
С |
1 |
0,9 |
1,2 |
1,2 |
0,7 |
|
|
В зенитных фонарях |
— |
1 |
0,9 |
1,2 |
1,2 |
0,75 |
|
Таблица 4А
Группы административных районов по ресурсам светового климата
|
Группа |
Административный район |
|
|
1 |
Московская, Смоленская, Владимирская, Калужская, Тульская, Рязанская, Нижегородская, Пермская, Челябинская, Новосибирская, Кемеровская области… |
|
|
2 |
Брянская, Курская, Белгородская, Воронежская, Липецкая, Тамбовская, Самарская, Ульяновская, Оренбургская, Саратовская, Волгоградская области… |
|
|
3 |
Калининградская, Псковская, Новгородская, Тверская, Ярославская, Ивановская, Ленинградская области… |
|
|
4 |
Архангельская, Мурманская области |
|
|
5 |
Ростовская, Астраханская области, Краснодарский, Ставропольский края, Калмыкия, Дагестан… |
|
Таблица 7
Значения коэффициента r 1
|
Отношение В/h |
Отношение l / B |
Значение r 1 при одностороннем боковом освещении |
|||||||||
|
Средневзвешенный коэффициент отражения с ср |
|||||||||||
|
0,5 |
0,4 |
0,3 |
|||||||||
|
Отношение L/B |
|||||||||||
|
0,5 |
1 |
2 |
0,5 |
1 |
2 |
0,5 |
1 |
2 |
|||
|
От 1 до 1,5 |
0,1 0,5 1 |
1,05 1,4 2,1 |
1,05 1,3 1,9 |
1,05 1,2 1,5 |
1,05 1,2 1,8 |
1,05 1,15 1,6 |
1 1,1 1,3 |
1,05 1,15 1,4 |
1 1,1 1,3 |
1 1,1 1,2 |
|
|
> 1,5 до 2,5 |
0,1 0,3 0,5 0,7 1 |
1,05 1,3 1,85 2,48 3,8 |
1,05 1,2 1,6 2,15 3,3 |
1,05 1,1 1,3 1,7 2,4 |
1,05 1,2 1,5 1,7 2,8 |
1,05 1,15 1,35 1,6 2,4 |
1,05 1,1 1,2 1,3 1,8 |
1,05 1,15 1,3 1,55 2,8 |
1 1.1 1,2 1,4 2,4 |
1 1,05 1,1 1,25 1,8 |
|
|
> 2,5 до 3,5 |
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 |
1,1 1,15 1,2 1,35 1,6 2 2,6 3,6 5,3 7,2 |
1,05 1,1 1,15 1,25 1,45 1,75 2,2 3,1 4,2 5,4 |
1,05 1,05 1,1 1,2 1,3 1,45 1,7 2,4 3 4,3 |
1,05 1,1 1,15 1,2 1,35 1,6 1,9 2,4 2,9 3,6 |
1,05 1,1 1,1 1,15 1,25 1,45 1,7 2,2 2,45 3,1 |
1 1,05 1,1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,55 1,9 2,4 |
1 1,05 1,1 1,15 1,25 1,4 1,6 1,9 2,2 2,6 |
1 1.05 1,1 1,1 1,15 1,3 1,5 1,7 1,85 2,2 |
1 1,05 1,05 1,1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,7 |
|
|
> 3,5 |
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 |
1,2 1,4 1,75 2,4 3,4 4.6 6 7,4 9 10 |
1,15 1,3 1,5 2,1 2,9 3,8 4,7 5,8 7,1 7,3 |
1,1 1,2 1,3 1,8 2,5 3,1 3,7 4,7 5,6 5,7 |
1,1 1,2 1,4 1,6 2 2,4 2,9 3,4 4,3 5 |
1,1 1,15 1,3 1,4 1,8 2,1 2,6 2,9 3,6 4,1 |
1,05 1,1 1,2 1,3 1,5 1,8 2,1 2,4 3 3,5 |
1,05 1,1 1,25 1,4 1,7 2 2,3 2,6 3 3,5 |
1,05 1,05 1,2 1,3 1,5 1,8 2 2,3 2,6 3 |
1 1,05 1,1 1,2 1,3 1,5 1,7 1,9 2,1 2,5 |
|
Таблица 8
Значения коэффициентов ф 1 , ф 2 и ф 3
|
Вид светопропускаю- щего материала |
ф 1 |
Вид переплета |
ф 2 |
Несущие конструкции покрытий |
ф 3 |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
Стекло оконное листовое: одинарное двойное тройное Стекло витринное толщиной 6-8 мм Стекло листовое армированное Стекло листовое узорчатое Стекло листовое со спец. свойствами: солнцезащитное контрастное |
0,9 0,8 0,75 0,8 0,6 0,65 0.65 0.75 |
Переплеты для окон и фонарей промышленных зданий: а) деревянные: одинарные спаренные двойные раздельные б) стальные: одинарные двойные открыв. двойные глухие |
0,75 0,7 0,6 0,9 0,6 0,8 |
Стальные фермы Железобетонные и деревянные фермы и арки Балки и рамы сплошные при высоте сечения: 50 см и более менее 50 см |
0,9 0,8 0,8 0,9 |
|
|
Органическое стекло: прозрачное молочное Пустотелые стеклянные блоки: светорассеивающие светопрозрачные Стеклопакеты |
0.9 0.6 0.5 0.55 0.8 |
Переплеты для окон и фонарей жилых и общественных зданий: а) деревянные: одинарные спаренные двойные раздельные с тройным остеклен. б) металлические: одинарные спаренные двойные раздельные с тройным остеклен. Стекложелезобетон. панели с пустотелыми стекл. блоками |
0.8 0.75 0.65 0.5 0.9 0.85 0.8 0.7 0.9 |
|||
Таблица 10
Значения коэффициента К З
|
Помещения |
Коэффициент К З при расположении светопропускающего материала |
|||
|
Вертикально |
Наклонно |
Горизонтально |
||
|
Производственные помещения (цехи инструментальные, сборочные, механические, пошивочные) |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
|
|
Помещения жилых и общественных зданий |
1,2 |
1,4 |
1,5 |
|
Таблица 11
Значения коэффициента r 2
|
Отношение высоты помещения,принимае- мой от усл. рабочей поверх-ти до нижней грани остекления, H ф к глубине помещения B |
Значения коэффициента r 2 при средневзвешенном коэф-те отражения пола, стен и потолка с ср |
|||
|
с ср = 0,5 |
с ср = 0,4 |
с ср = 0,3 |
||
|
2 |
1,7 |
1,6 |
1,4 |
|
|
1 |
1,5 |
1,4 |
1,3 |
|
|
0,75 |
1,45 |
1,35 |
1,25 |
|
|
0,5 |
1,4 |
1,3 |
1,2 |
|
|
0,25 |
1,35 |
1,25 |
1,15 |
|
Таблица 12
Значения коэффициента K ф
|
Тип фонаря |
Значения K ф |
|
|
Световые проемы в плоскости покрытия, ленточные зенитные фонари |
1 |
|
|
Световые проемы в плоскости покрытия, штучные зенитные фонари |
1,1 |
|
|
Фонари с наклонным двусторонним остеклением |
1,15 |
|
|
Фонари с вертикальным двусторонним остеклением |
1,2 |
|
|
Фонари с наклонным односторонним остеклением (шеды) |
1,3 |
|
|
Фонари с вертикальным односторонним остеклением (шеды) |
1,4 |
|
