Естественное освещение — сведения и методы оценки

Автор: | 25 июня, 2020

 

Естественное освещение и требования к нему

Наружное и внутреннее пространство помещений, зданий, освещаемое с помощью света, исходящего от небесного светила и небосвода, представляет собой естественное освещение. Создается оно в результате прямого и рассеянного солнечного света, включая отражающий эффект от окружающих предметов. Поток проникает в здания через специально спроектированные и выполненные при сооружении проемы, называемые световыми. В зданиях, где работают и живут люди, наличие естественного освещения обязательно. Оно должно обеспечивать комфортное пребывание человека в быту и на работе, способствовать выполнению, как простой, так и сложной работы. Для этого нужно знать следующие показатели объекта:

  • климатический пояс, в котором он находится;
  • расположение окон с учетом сторон света и их размеров;
  • погодные условия;
  • затенение близлежащими объектами;
  • время года.

Освещение естественное частного дома

Интенсивность освещения в интерьере зависит от светового коэффициента (СК). Он представляет собой формулу, где учитывается площадь световой поверхности к площади пола помещения. Коэффициент может иметь различную величину и колеблется от 1/4 до 1/10. Но освещенность на каком-либо рабочем месте нельзя оценить только с помощью СК. Он не учитывает многих факторов (световые потери, месторасположение рабочего места, законы светового распределения и др.).

Естественного освещения зданий извне не всегда достаточно и тогда выполняют дополнительную подсветку объекта.

Методы оценки естественного освещения

Для оценки освещенности в конкретном помещении и на конкретном рабочем месте используют коэффициент естественной освещенности (КЕО). Представляет собой отношение освещенности, создаваемой небесным светилом внутри помещения в какой-то конкретной точке, к замеренной с помощью специальных приборов снаружи здания. Благодаря этому коэффициенту формируют требования к рабочим местам. Их называют гигиеническими. Показатели нормирования естественного освещения изложены в СанПиН (Санитарных правилах и нормах) 2.2.1/2.1.1.1278-03 и согласно этому документу КЕО должно быть:

  • в помещениях, предназначенных для проживания – 0,5 и выше;
  • в цехах, и других помещениях, где работают нанятые рабочие – 1,0 и выше;
  • в обучающих и детских заведениях – 3,5 и выше.

Естественное освещение комнаты

Все работы, производимые в помещениях, в зависимости от точности выполнения поделены на разряды согласно нормативам. Их всего 8. Еще на стадии создания рабочего проекта любого здания это помогает определить размеры оконных и других источников естественного света, а также определиться с источниками искусственного света. Большинство объектов без естественного освещения невозможно спроектировать. И важно сделать это правильно.

Время действия и интенсивность свечения солнечными лучами определяет инсоляционный режим. Нормативы указаны в СанПиН 2.2.1/2.1.1.1076- 01. Основными критериями стали 3 фактора — время инсоляции, ориентация с учетом сторон света и процент площади освещаемого пола. Показатели естественного освещения указаны в следующей таблице:

Режимы инсоляции учитываются при проектировании окон в помещениях здания. Например, в северных широтах при расположении окон на южную сторону обеспечивается самый высокий уровень освещенности по сравнению с их расположением на северной части, а в южных и средних широтах их лучше располагать на востоке, юго-востоке и юге.

На естественное освещение оказывает большое влияние отражающий фактор. Общеизвестно, что темные поверхности поглощают больше светового излучения, чем светлые. Поэтому окраска стен, пола, потолка, установленная мебель и другие предметы, установленные в помещениях объекта, играют роль при оценке уровня освещения. Большое внимание оказывает чистота стеклянных поверхностей и самого помещения, а также наличие штор. Все это должно учитываться. Используют 2 метода исследования:

  1. светотехнический;
  2. геометрический или его еще называют графическим.

С помощью первого метода определяют КЕО, а второй нужен для определения СК, коэффициента заглубления (КЗ), углов отверстия и падения. Специальные методики позволяют выполнять расчет быстро.

Для защиты людей от действия прямых солнечных лучей нужно руководствоваться требованиями СНиПов 31-01 и 2.08.02.

Приборы для определения освещенности

Люксметр с выносным датчиком

Освещенность измеряют с применением люксметров, включая типы приборов с выносным датчиком . Разные по конструкции они преобразуют энергию потока света в электрический ток. По показаниям гальванометра судят об уровне освещения в лк (люксах). Наличие набора светофильтров позволяет измерять освещенность от 0 до 50000 лк.

В помещениях, где пребывают или живут люди, должно правильно осуществляться естественное освещение, а так как оно является частью комбинированного, то это поможет установить необходимые искусственные источники, излучающие световую энергию, а также экономить потребление электрической энергии.

Видео о естественном освещении

Естественное освещение помещений. Основные стратегии

Естественное освещение помещений дает возможность сэкономить электроэнергию и повысить визуальный комфорт. Многочисленные исследования, проведенные за последние 50 лет, свидетельствуют о значительном влиянии естественного освещения на человека. Дневной свет управляет биологическими, физиологическими и психическими процессами в организме человека. Он влияет на ритмы дня и ночи, на настроение, повышает производительность на работе и успеваемость в школе. Также наличие дневного света в магазинах розничной торговли повышает продажи. При правильной интеграции системы искусственного освещения с системой естественного освещения можно в значительной степени повысить энергоэффективность здания. Естественное освещение помещений можно обеспечить при помощи различных стратегий и концепций.

Что такое естественное освещение

Естественный свет — лучи солнца, проникающие в помещение. Такие потоки комфортны для глаз и наполняют комнаты атмосферой уюта.

Чтобы «впустить» в помещения побольше света, профессионалы изучают конструктивные особенности зданий и стараются учесть все факторы. Важно знать, как подразделяются системы естественного освещения. Условно можно выделить три типа:

  • Верхнее: солнечные лучи струятся в комнаты из проемов в крыше. Однако такой вариант возможен только для одноэтажных строений.
  • Боковое: потоки попадают в помещения через проемы в стенах здания, то есть через окна. Это самый распространенный способ осветить комнаты.
  • Комбинированное: лучи падают и сверху, и сбоку. Оптимальный вариант освещения, но реализуемый только в одноэтажных зданиях или на верхних этажах многоэтажных строений.

Уровень естественного освещения может существенно меняться даже в течение светового дня. Идеально, если в окна в комнате расположены на двух противоположных стенах. В этом случае есть шанс уловить побольше солнечных лучей, даже если вмешиваются внешние факторы.

Верхнее естественное освещение комнаты

Вариант комбинированного естественного освещения в квартире

Боковое естественное освещение через мансардное окно

Вариант бокового естественного освещения через длинные узкие окна

Важно! Если перед домом расположены деревья или высокие здания, солнечные лучи будут с трудом проникать в помещения. В таком случае проблему придется решать с помощью искусственного освещения.

Краткая характеристика естественного света.

Прозрачность атмосферы зависит от её загрязнения выбросами промышленных предприятий и в среднем изменяется от 0,6 до 0,85.

Освещённость горизонтальной поверхности рассеянным (диффузным) светом, также как и прямая освещённость, зависит от высоты Солнца над горизонтом, прозрачности атмосферы, кроме того, от альбедо подстилающей поверхности и характера облачности.

Так при диффузном свете и ясном небе освещённость горизонтальной поверхности при высоте Солнца над горизонтом в 5 градусов составит без снега – 1,5 клк, со снегом – 3 клк, а при 50 градусах без снега – 19 клк, со снегом – 21 клк.

При пасмурном небе освещенность горизонтальной поверхности ниже чем при диффузном свете и составляет при высоте Солнца над горизонтом в 50 градусов без снега 8клк, со снегом – 10 клк.

В спектре солнечного излучения, доходящего до земной поверхности, очень небольшую долю составляет ультрафиолетовое излучение (УФИ). УФИ солнца один из наиболее мощных и сильно действующих факторов внешней среды. Длительное лишение человека УФИ или недостаточные его дозы оказывают отрицательное действие на жизнедеятельность человека.

Суммарная величина (прямое плюс диффузное) УФИ на уровне земной поверхности зависит от облачности, прозрачности атмосферы и периода года. На зимний период приходится около 4 %

от годовой суммы УФИ, весенний — 34 %, летний — 45 % и осенний -14
%.
УФИ длиной волны меньше 0,290 мкм полностью поглощается озоновым слоем земной атмосферы. Коротковолновая часть УФИ с длиной волны 0,290 — 0,315 мкм, оказывающая восновном биологическое действие на человека (загарное излучение), не пропускается оконнымистёклами. В помещениях жилых и общественных зданий через остекление проникает только длинноволновая часть УФИ (λ = 0,315 — 0,380 мкм).

Общий коэффициент пропускания длинноволновой части УФИ в среднем составляет: оконное стекло – 0,19; силикатное обогащённое стекло – 0,61; органическое стекло – 0,64; полиэтиленовая пленка

В видимой части спектра солнечного света коэффициент светопропускания оконных стёкол зависит от марки стекла, его толщины, чистоты и в среднем составляет 85-95 %.

Нормирование естественного освещения помещений жилых и общественных зданий.

Нормами проектирования жилых и общественных зданий установлено, что эффективная инсоляция помещений (освещение прямыми лучами Солнца) в них не должна быть менее 3-х часов в сутки в период с 22 марта по 22 сентября. В дни другой половины года (с 22 сентября по 22 марта) продолжительность инсоляции не нормируется. Поэтому продолжительность эффективной инсоляции помещений жилых и общественных зданий определяют для дней весеннего или осеннего равноденствия (22 марта или 22 сентября).

Величина естественной освещённости в помещениях жилых и общественных зданий регламентируется нормами СНиП 23-05-95 в зависимости от функционального назначения помещения.

Нормирование естественной освещённости в помещениях жилых и

Общественных зданий.

Естественное освещение, как указано в п. 1.1, характеризуется тем, что освещённость изменяется в весьма широких пределах (от 2 до 70 клк) и зависит от многих факторов. Поэтому естественное освещение нельзя количественно нормировать в абсолютных единицах освещенности. Для нормирования естественного освещения в помещениях принята относительная величина — коэффициент естественной освещенности К.Е.О. (или»e»), который показывает, какая часть естественного светового потока проникает в помещение через световые проемы.

Коэффициент естественного освещения определяют по формуле

где Ев, Еп — соответственно освещённость внутри помещения и вне помещения в одно и то же время, лк.

Нормируемое значение К.Е.О. — eнIII определяется по таблице П.1 для Ш пояса светового климата (в пределах от 52 до 60 градусов северной широты).

Для других световых поясов (Мариуполь в IV световом поясе — от 46 до 52 градусов с.ш.) К.Е.О. рассчитывают по формуле:

eнx = eнIII* m * c,

где m — коэффициент светового климата, зависит от светового пояса расположения объекта (таблица П.2);

c — коэффициент солнечности климата, зависит от светового пояса, и ориентации объекта по сторонам горизонта (таблица П.3)

Неравномерность естественного освещения в помещениях жилых и общественных зданий не нормируется.

Естественную освещённость измеряют прибором, который называют люксметр.

В помещениях естественная освещённость измеряется не менее чем в двух характерных поперечных сечениях по линиям перпендикулярным к стене со световыми проёмами. Одну линию намечают по центру к оконному проёму, а другую — по центру к простенку между оконными проёмами. Первые и последние точки на линиях, в которых измеряют освещённость, располагают на расстоянии 1 м от окон и стен, а промежуточные точки – на расстоянии 0,5-1,0 м друг от друга.

Поверхность, на которой измеряют естественную освещённость, регламентирована нормами (см. таблицу П.1).

Общественных зданий.

Для проведения исследования получить у лаборанта фрагмент расположения жилого здания на территории застройки в соответствии с параметром Б.

Снять копию с этого фрагмента на чистый нелинованный лист бумаги, в масштабе фрагмента с указанием направления на север.

На инсоляционном планшете установить движками высоту зданий, которыми предполагается застраивать территорию участка.

На оригинал фрагмента накладывается инсоляционный планшет, центральная точка которого совмещается с первой контрольной точкой здания. Планшет при помощи стрелки, нанесённой на него, точно ориентируют на север (см. раздел 2.2п.2, 3, 4). При заданной продолжительности эффективной инсоляции определяют для контрольной точки -1

запретную зону, в которой нельзя строить здания заданной и выше высоты. Запретная зона для точки 1 на оригинале фрагмента представляет треугольник, в вершинах которого расположены точки: контрольная точка 1 и две точки, образованные пересечением

горизонтальной цветной линии с радиальными (часовыми) линиями, между которыми продолжительность инсоляции равна заданной продолжительности эффективной инсоляции.

Результаты измерений для контрольной точки 1 переносят на копию фрагмента.

Для остальных контрольных точек метод измерения и перенесения результатов исследований на копию фрагмента такой же, как указано выше.

После нанесения результатов исследований на копию фрагмента крайние правые (для востока) точки, образовавшиеся в результате пересечения цветной линии с радиальными (часовыми) линиями, соединяют между собой. В результате образуется геометрическая фигура, напоминающая крыло бабочки. Так же поступают с результатами исследования и для левой стороны здания.

Полученные геометрические фигуры в результате исследований являются инсограммами, в которых запрещено размещать объекты заданной высоты, иначе это приведет к снижению продолжительности эффективной инсоляции в помещениях здания меньше допустимого значения.

Задание для эксперимента.

3.1.1. Измерить естественную освещенность (диффузным светом) горизонтальной поверхности вне здания.

3.1.2. Измерить естественную освещённость горизонтальной поверхности в двух сечениях помещения на высоте Η от уровня пола, заданной параметрами В, Г.

3.1.3. Измерить на установке (рис. 3.1) светопропускание оконных стекол, параметр Д.

Вопросы для самопроверки.

1. Рациональность и гигиеничность естественного освещения.

2. Минимальная продолжительность инсоляции помещений жилых и общественных зданий.

3. Время, для которого нормируется инсоляция помещений.

4. Отличие продолжительности эффективной инсоляции от общей.

5. Типы расположения жилых зданий.

6. Оптимальное расположение жилого дома.

7.При помощи какого устройства и как определяют продолжительность инсоляции помещений?

8. Что такое инсограмма?

9. Диапазон длин электромагнитных волн, воспринимаемый глазами человека как свет.

10. От чего зависит· чувствительность восприятия света?

I1. На какую дайну волны приходится наибольшая освещённость от Солнца?

12. На какие виды подразделяется естественная освещённость земной поверхности?

13. От каких факторов зависит освещённость земной поверхности?

14. В каких пределах изменяется прозрачность атмосферы?

15. От чего зависит освещённость земной поверхности при диффузном снеге?

16. Почему и в каких единицах нормируется естественная освещённость в помещениях?

17. Что такое КЕО и как его определяют?

18. По какой формуле рассчитывают нормируемый КЕО?

19. В каких местах измеряют естественную освещённость в помещениях?

20. На каком расстоянии располагают первые и последние точки, в которых измеряют освещённость, от окон и стен помещения?

21. На какой поверхности измеряют естественную освещенность в помещениях?

22. В помещениях каких этажей жилых зданий нормируется продолжительность эффективной инсоляции?

23. Для помещений каких этажей жилых и общественных зданий строят инсограммы?

24. От каких факторов зависит суммарная величина УФИ на уровне земной поверхности?

25. Как распределятся в

количественном отношении УФИ по периодам года?

26. Меньше какой длины волны УФИ не достигают земной поверхности?

27. В каком диапазоне длин волн УФИ оказывает основное биологическое воздействие на организм человека?

28. В каком диапазоне длин волн УФИ полностью поглощается оконными стеклами?

29. Какие длины волн УФИ проникают в помещение через остекление окопных проемов?

30. Обший коэффициент пропускания УФИ через: оконное стекло, силикатное обогащенное стекло, органическое стекло и полиэтиленовую плёнку.

Значения коэффициента ℮нIII для помещений жилых и общественных зданий

ПомещенияЗначение eнIII в %Поверхность, для которой определяется К.Е.О.
Верхнее и комбинированноеБоковое
1. Жилые комнаты0,5Пол
2. Кухни в квартирах0,5Условная рабочая поверхность
3. Аудитории, классные комнаты1,5Условная рабочая поверхность
4. Лаборатории1,5Условная рабочая поверхность
5. Комнаты преподавателейУсловная рабочая поверхность
6.Кабинеты черчения, чертёжные залы курсового и дипломного проектированияУсловная рабочая поверхность

Продолжение таблицы П.1.

7. Читальные залы1,5Условная рабочая поверхность
8. Операционные (хирургические)2,5Условная рабочая поверхность
9. Кабинеты врачейУсловная рабочая поверхность
10. Процедурные кабинетыУсловная рабочая поверхность
11. Комнаты в детских яслях-садикахПол
12. Залы спортивныеПол
13. Актовые залыПол
14. Залы зрительные и залы совещаний0,5Пол
Пояс светового климатаГеографическая широта, град. ( с.ш.)Коэффициент М
IСевернее 65 параллели1,2
II60-651,1
III52-601,0
IV46-520,9
VЮжнее 46 градусов0,8

Значение коэффициента солнечности С

Пояс светового климатаКоэффициент С при боковом освещении
Световые проёмы ориентированы по сторонам горизонта (при отсчёте азимутов от севера), град.
135-225225-315 и 45-135315-45
I
II
III
IV
а) севернее 50 град с.ш.0,950,9
б) южнее 50 град с.ш.0,90,85
а) севернее 40 град с.ш.0,850,8
б) южнее 40 град с.ш.0,750,7

1. Естественное и искусственное освещение СНиП 11-4-79. Нормы проектирования. М: Стройиздат, 1980, — с. 45

2. Охрана труда в машиностроении Под редакцией Е.Я. Юдина и С. В. Белова – М.: Машиностроение, 1983, — 432 с.

3. Бринза В.Н. Охрана труда в черной металлургии.-М.: Металлургия, 1992,-336с.

Содержание

1.1. Краткая характеристика естественного света…………………………………… .4

1.2. Нормирование естественного освещения помещений жилых и обще-

1.2.1. Инсоляция помещений жилых и общественных зданий…………… .5

1.2.2. Нормирование естественной освещённости в помещениях

жилых и общественных зданий……………………………………………………………….. 7

2. Исследование инсоляции помещений жилых и общественных зданий…….. 8

2.2. Методика и результаты исследования инсоляции помещений……………8

2.3. Методика исследования и построение инсограмм для жилых и

 

3. Исследование естественной освещённости в помещении…………………………10

3.2. Методика и результаты исследования………………………………………………..11

3.3. Исследование светопропускания оконных стёкол………………………………11

4. Обработка результатов измерений………………………………………………………… ..12

Исследовать продолжительность инсоляции помещений жилых и общественных зданий, построить для них инсограмму.

Исследовать естественную освещённость в помещениях и светопропускание оконных стёкол.

Полученные результаты исследований сравнить с действующими нормами и сделать заключение.

Естественное освещение.

Краткая характеристика естественного света.

Свет и рациональное освещение имеют большое значение для безопасности жизнедеятельности человека на всех этапах его жизненного цикла. Установлено, что человек получает 85-90% всей информации через органы зрения. Недостаток света вызывает напряжение глаз, затрудняет различение предметов и их цвет, способствует увеличению числа ошибок, аварий и несчастных случаев.

Кроме того, солнечный свет оказывает оздоровляющее биологическое действие на организм, поэтому естественное освещение является наиболее гигиеничным.

Большое гигиеническое значение естественного освещения заключается и в сильном тонизирующем действии света на организм человека. Нельзя не отметить и огромного психологического действия естественного освещения. Естественный свет создаёт у людей ощущение непосредственной связи с окружающим миром, природой и успокаивающее действие на нервную систему.

Поэтому все жилые и общественные помещения должны иметь хорошее естественное освещение, которое осуществляется в жилых зданиях через оконные проёмы в наружных стенах, а в общественных зданиях как через боковые проёмы, так и через прозрачные части перекрытий (купола, фонари и т.п).

К общественным зданиям в соответствии со СНиП 23-05-95 относятся вузы, школы, библиотеки, больницы, поликлиники, детские ясли-сады, музеи, санатории, пансионаты и т.п.

Глаз человека воспринимает электромагнитные волны в диапазоне длин 0,38-0,77 мкм как свет. Чувствительность восприятия света зависит от длины волны.

В относительных единицах коэффициент спектральной чувствительности составляет: для длины волны 0,4 мкм – 0,0004, длины волны 0,55 мкм – 0,99 (желтовато-зелёный цвет) и для длины волны 0,76 мкм – 0,00006 (красный цвет).

Солнце создаёт освещённость (в люксах), которая зависит также от длины волны:

0,4 мкм – 2лк; 0,55 мкм – 12000 лк и для 0,76 мкм – 25 лк.

Естественная освещённость подразделяется на освещённость прямыми лучами Солнца и освещённость диффузным светом.

Освещённость земной поверхности, создаваемая прямыми лучами Солнца, зависит в основном от высоты Солнца над горизонтом и прозрачности атмосферы. При высоте Солнца над горизонтом в 5 градусов освещённость составляет 2,5 клк, а при 50 градусах – 53 клк.

Прозрачность атмосферы зависит от её загрязнения выбросами промышленных предприятий и в среднем изменяется от 0,6 до 0,85.

Освещённость горизонтальной поверхности рассеянным (диффузным) светом, также как и прямая освещённость, зависит от высоты Солнца над горизонтом, прозрачности атмосферы, кроме того, от альбедо подстилающей поверхности и характера облачности.

Так при диффузном свете и ясном небе освещённость горизонтальной поверхности при высоте Солнца над горизонтом в 5 градусов составит без снега – 1,5 клк, со снегом – 3 клк, а при 50 градусах без снега – 19 клк, со снегом – 21 клк.

При пасмурном небе освещенность горизонтальной поверхности ниже чем при диффузном свете и составляет при высоте Солнца над горизонтом в 50 градусов без снега 8клк, со снегом – 10 клк.

В спектре солнечного излучения, доходящего до земной поверхности, очень небольшую долю составляет ультрафиолетовое излучение (УФИ). УФИ солнца один из наиболее мощных и сильно действующих факторов внешней среды. Длительное лишение человека УФИ или недостаточные его дозы оказывают отрицательное действие на жизнедеятельность человека.

Суммарная величина (прямое плюс диффузное) УФИ на уровне земной поверхности зависит от облачности, прозрачности атмосферы и периода года. На зимний период приходится около 4 %

от годовой суммы УФИ, весенний — 34 %, летний — 45 % и осенний -14
%.
УФИ длиной волны меньше 0,290 мкм полностью поглощается озоновым слоем земной атмосферы. Коротковолновая часть УФИ с длиной волны 0,290 — 0,315 мкм, оказывающая восновном биологическое действие на человека (загарное излучение), не пропускается оконнымистёклами. В помещениях жилых и общественных зданий через остекление проникает только длинноволновая часть УФИ (λ = 0,315 — 0,380 мкм).

Общий коэффициент пропускания длинноволновой части УФИ в среднем составляет: оконное стекло – 0,19; силикатное обогащённое стекло – 0,61; органическое стекло – 0,64; полиэтиленовая пленка

В видимой части спектра солнечного света коэффициент светопропускания оконных стёкол зависит от марки стекла, его толщины, чистоты и в среднем составляет 85-95 %.

Естественное освещение для комфортной жизни

Человеческое здоровье и настроение напрямую зависит от качества освещенности. Роль играет все: направление света, цветопередача, количество световых потоков. Поэтому профессионалы предусмотрели несколько правил, на которые которые опираются строители современных зданий. Основные требования:

  • Расстояние между окнами не должно превышать полутора метров.
  • Помещения необходимо проектировать так, чтобы во все комнаты попадали прямые солнечные лучи как минимум в течение 2,5 часов в сутки.
  • Оптимальный размер одного окна — 1/5 от площади комнаты.
  • Чем выше потолки в здании, тем выше от пола необходимо располагать окна.

Если в доме или квартире несколько комнат, как минимум 60% из них должны быть хорошо освещены. В зависимости от уровня естественного освещения необходимо продумать предназначение помещений. Чем больше посещаемость, тем больше должно быть света.

Естественное освещение в квартире

Нормативы

На основании норм гигиены выделяются следующие принципы:

  • назначение производственных и жилых помещений;
  • размеры мелких деталей для зрительного различения;
  • фоновая контрастность помещений;
  • скорость детального восприятия;
  • вид естественного освещения;
  • тип искусственного источника.

Чтобы предупредить негативное влияние пониженного уровня освещения, требуется рационально располагать производственные места. Таким образом выделяются следующие требования гигиены к рациональной освещенности:

  • равномерное распределение;
  • близость к солнечным лучам;
  • отсутствие ослепления и блеска.

Освещение – применение солнечных лучей и искусственных осветительных приборов для рационального обеспечения гигиены и восприятия всего окружающего пространства. Согласно нормативной гигиены подразделяется на 3 разновидности: естественное, искусственное и смешанное.

Для естественного освещения

Естественное освещение поступает от действия солнечных лучей, а также от рассеянного небосвода. Оно очень ценится, поскольку к нему всегда приспосабливаются человеческие глаза. Освещенность должна равномерно использоваться на различных территориях предприятий.

Натуральное освещение обязательно для административных, бытовых, а также производственных помещений. А в коридорах и других хозяйственных помещениях свет может попадать через остекленные перегородки соседних помещений. Он также может поступать как с окон, так и с потолка, а может комбинированным путем.

Гигиена естественной освещенности зависит от:

  • географической широты местности;
  • расположения окон;
  • конструкции проемов;
  • времени года и суток;
  • погодных условий.

Гигиена освещенности значительно увеличивается от влияния светлых тонов и оттенков, которыми покрываются части мебели, а также потолок и стены. Так, судя по значению коэффициента естественной освещенности, белый цвет отражает около 80%, поэтому большинство коммерческих предприятий как можно больше предметов мебели окрашивает только в светлые тона. А загромождение окон снижает освещение в производственных помещениях, поэтому не рекомендуется заполнять площадь оконных проемов различным хламом или вместо стекол использовать искусственные заменители.

Верхняя часть окна должна находиться на расстоянии около 0,15-0,3 метра от потолка, таким образом свет наиболее глубоко проникает в помещение. Поверхность переплетов не должна превышать 25% от общей оконной площади. Стекла всегда должны быть прямыми и чистыми, иначе может задерживаться до 50% естественного света.

Для искусственного освещения

Искусственное освещение подразделяет на 3 разновидности: общее, местное и смешанное. Чаще всего люди используют общее освещение, исходящее от верхних лампочек. Местное предназначается для освещенности производственных зон.

В зависимости от того, как освещение распределяется по поверхности, различаются световые приборы с прямым, рассеянным, а также отраженным светом. Прямой свет всегда направляется сверху вниз. Такие светильники оказывают слепящий эффект, вызывает утомляемость глаз и негативно влияет на психическую устойчивость.

Отраженный свет действует в обратном порядке. Он направляется к потолку, а оттуда уже отражается вниз. Такая освещенность согласно требованиям гигиены наиболее приятна для глаз, поскольку она всегда равномерно распределяет искусственное освещение.

Самый распространенный тип – рассеянное освещение, которое всегда удовлетворяет всем гигиеническим нормативам. Такой тип света защищает глаза от яркого освещения и равномерно распределяют его по всем сторонам.

Преимущества естественного освещения перед искусственным

Вы уже знаете, что такое естественное освещение помещения. Осталось разобраться, в чем его преимущества перед искусственным. Вот несколько факторов:

  • Солнечные лучи не издают мерцания, поэтому не добавляют нагрузку на зрение.
  • Эффективное применение естественного света позволяет на 60-80% снизить затраты на электроэнергию.
  • Естественные потоки воспринимаются без искажения цвета.

Однако без искусственных источников света не обойтись, ведь солнечные лучи исчезают в вечернее время. Во второй половине дня в помещениях станет светлее благодаря правильно подобранным лампам.

Понятие и основные виды искусственного освещения

Искусственное освещение комнат достигается с помощью осветительных приборов: люстр, торшеров, ламп, бра и многих других. Чтобы создать в помещении комфортную атмосферу, специалисты тщательно планируют схему расположения элементов. Можно выделить три типа освещения:

  • Общее (верхнее, центральное): осветительные приборы располагают по периметру потолка. Искусственные лучи равномерно рассеиваются по всей комнате.
  • Местное (зональное, рабочее): дополнительные источники света располагают в тех зонах, где нужна усиленная подсветка. Например, у кухонного или рабочего стола.
  • Декоративное: светом подчеркивают предметы интерьера с целью представить их в более выгодной позиции.

Обычно в жилых помещениях организовывают комбинированное освещение — совокупность общего и местного. Такая схема позволяет сконцентрировать световые потоки во всех уголках комнаты.

Потолочное искусственное освещение

Локальное искусственное освещение настенными светильниками

Комбинированное искусственное освещение в комнате

Креативное искусственное освещение в комнате

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЕСТЕСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ И МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Методика определения показателей естественного освещения помещений

Данные описательного характера:

1.Внешние факторы, от которых зависит естественное освещение помещений:

  • географическая широта местности, климат (количество облачных дней и световой климат) местности;
  • сезон года и время суток, когда эксплуатируется помещение, наличие затеняющих объектов (зданий, деревьев, гор).

2. Внутренние факторы:

  • наименование и назначение помещений;
  • ориентация окон по сторонам горизонта, этаж;
  • вид естественного освещения, т.е. размещение световых проемов (одностороннее, двустороннее, верхнее, комбинированное);
  • количество окон, их конструкция (однорамные, двухрамные, спаренные);
  • качество и чистота стекла, наличие затеняющих предметов (цветов, занавесок);
  • высота подоконника, расстояние от верхнего края окна к потолку;
  • яркость (отражающая способность) потолка, стен, оборудования и мебели.

От перечисленных факторов зависит также инсоляционный режим помещений (т.е. продолжительность прямого солнечного освещения) и в первую очередь – от ориентации окон по сторонам горизонта (табл. 1).

Таблица 1. Типы инсоляционного режима помещений

Инсоляционный режим помещенийОриентация окон помещенийСрок инсоляции,
час
Инсоляционная площадь пола помещения, %.
МаксимальныйЮго-восточная, юго-западная5-680
УмеренныйЮжная, восточная, западная3-540-50
МинимальныйСеверо-восточная, северо-западная, севернаяМеньше 3до 30

По гигиеническим нормативам продолжительность инсоляции жилых, учебных и им подобных по назначению помещений должна быть не менее 3 часов.

Оценка естественного освещения помещений геометрическим методом:

1. Определение светового коэффициента (отношение площади застекленной части окон к площади пола):

  • измеряют суммарную площадь застекленной части окон – S1, м2;
  • измеряют площадь пола – S2, м2;
  • рассчитывают световой коэффициент – СК = S1 : S2=1 : n (n рассчитывают делением S2 на S1 и округляют до целой величины).

Полученный результат оценивают согласно гигиеническим нормативам (табл.2).

Нормы естественного освещения некоторых помещений различного назначения

Вид помещенияКоэффициент естественной освещенности (КЕО)Световой коэффи-циент (СК)Угол падения ()Угол отверстия ()Коэффициент глубины заложения помещения
не менеене менеене менеене более
1. Учебные помещения (классы)1,25-1,5 %1:4 – 1:52752
2. Жилые комнаты1,0 %1:5 – 1:62752
3. Больничные палаты0,5 %1:6 – 1:82752
4. Операционные2,0 %1:2 – 1:32752

2. Определение угла падения (угол ВАС на наиболее отдаленном от окон рабочем месте), образованного горизонтальной линией или плоскостью АВ от рабочего места к нижнему краю окна (подоконник) и линией (плоскостью) от рабочего места к верхнему краю окна АС) (рис. 4.1).

Схема определения угла падения света и угла отверстия

Рис. 4.1. Схема определения угла падения света и угла отверстия

В связи с тем, что этот угол образовывает с линией застекления окна прямоугольный треугольник, то его определяют по тангенсу – отношением высоты окна ВС над уровнем рабочего места (противоположный катет) к расстоянию от окна до рабочего места АВ (прилежащий катет). tg = ВС/АВ. По значению тангенса в таблице 3 находят угол падения .

Таблица 3. Таблица натуральных тригонометрических величин

ТангенсУгол, град.ТангенсУгол, град.ТангенсУгол, град.
000,287160,60131
0,02010,306170,62532
0,03020,325180,64933
0,05030,344190,67534
0,09050,364200,70035
0,10560,384210,72736
0,12370,404220,75437
0,14180,424230,78138
0,15890,445240,81039
0,176100,466250,83940
0,194110,488260,86941
0,213120,510270,90042
0,231130,532280,93343
0,249140,555290,96644
0,268150,577301,00045

3. Определение угла отверстия ( угла САD, под которым из рабочей точки видно участок неба). Этот угол определяют как разность между углом падения и углом затенения β углом DАВ на том наиболее отдаленном от окна рабочем месте, образованным горизонтальной АВ и плоскостью от рабочего места к вершине затеняющего объекта – здания, деревьев, гор (см. схему, рис. 4.1) .

Для определения тангенса угла затенения находят на окне точку сечения линии (или плоскости) от рабочего места к вершине затеняющего объекта D, делят величину катета ВD на АВ и в таблице находят угол затенения.

угол отверстия – γ=∠α – ∠β

4. Определение коэффициента глубины заложения помещения – отношение расстояния от окна до противоположной стены ЕF в метрах, к высоте верхнего края окна над полом СЕ в метрах. По гигиеническим нормативам этот коэффициент не должен превышать 2 для жилых, учебных и им подобных помещений.

Светотехнический метод исследования естественного освещения помещений – определение коэффициента естественной освещенности (КЕО).

Коэффициент естественной освещенности (КЕО) – выраженное в процентах отношение освещенности горизонтальной поверхности (на уровне пола или рабочего места) в помещении к измеренной одновременно освещенности рассеянным светом горизонтальной поверхности под открытым небосклоном:

Освещенность в помещении и за его пределами измеряют с помощью люксметра (см. учебную инструкцию, приложение 2 и рис. 4.2).

Люксметр Ю-116. (1 - измерительный прибор (гальванометр); 2 - селеновый фотоэлемент; 3 - световые фильтры-насадки

Рис. 4.2. Люксметр Ю-116. (1 – измерительный прибор (гальванометр); 2 – селеновый фотоэлемент; 3 – световые фильтры-насадки

Нередко часть небосклона, особенно в городах, закрывают высокие здания, деревья, а в горной местности – горы. Поэтому на практике для определения освещенности под открытым небосклоном пользуются кривыми светового климата местности (рис. 4.3).

Кривые линии на рис. 4.3. учитывают месяцы, время суток и степень облачности небосклона. На оси ординат нанесенная освещенность в тысячах люкс.

Естественное освещение цехов производственных предприятий может быть боковым (односторонним и двусторонним), верхним (световые проемы в перекрытиях цеха) и комбинированным.

Согласно СНиП ІІ-4-79, нормируется коэффициент естественной освещенности (КЕО):

  • при одностороннем боковом освещении – на расстоянии 1м от противоположной стены;
  • при двустороннем боковом освещении – посреди цеха;
  • при верхнем и комбинированном освещении нормируется среднее освещение на основании замеров в нескольких точках методом “конверта”(табл. 4 ).

Кривые светового климата

Рис. 4.3. Кривые светового климата

Таблица 4. Значение КЕО для производственных помещений

Разряд работХарактеристика зрительной работыНаименьший размер объекта различения, ммКоэффициент естественной освещенности, %
при комбинирован-ном освещениипри боковом освещении
ІВысочайшей точности0,15103,5
ІІОчень высокой точности0,15-0,374,2
ІІІВысокой точности0,3-0,553
ІVСредней точности0,5-1,041,5
VМалой точности1,0-5,031
VIГрубая (очень малой точности)> 5,020,5
VIIРабота с цветными материалами и в горячих цехах> 5,031
VIIIОбщий надзор за производственным процессом0,50,1

УЧЕБНАЯ ИНСТРУКЦИЯ

Методика измерения освещенности люксметром

Люксметр Ю-116 или Ю-117 состоит из селенового фотоэлемента с фильтрами-насадками и гальванометра со шкалой. Фотоэлемент срабатывает под влиянием света, вырабатывая электрический ток, силу которого измеряют гальванометром. Стрелка его указывает число люксов, что отвечает исследуемой освещенности.

На панели измерительного прибора установлены кнопки переключателя и табличка со схемой, которая связывает действие кнопок и насадки с различными диапазонами измерений. Прибор имеет две градуированные шкалы, в люксах: 0 – 100 и 0-30. На каждой шкале точками указано начало диапазона измерений: на шкале 0 – 100 точка находится над меткой 20, на шкале 0-30 над меткой 5. Также есть корректор для установления стрелки на нулевое положение, который регулируется отверткой.

Селеновый фотоэлемент, который присоединяется к прибору с помощью вилки, находится в пластмассовом корпусе. С целью уменьшения погрешности используют сферическую насадку на фотоэлемент, изготовленную из белой светорассеивающей пластмассы, обозначенная на внутренней стороне буквой К, и непрозрачного кольца. Эта насадка применяется параллельно с одной из трех других насадок-фильтров (М,Р,Т), которые имеют коэффициенты ослабления света, равные соответственно 10, 100, 1000, что расширяет диапазоны измерений. Без насадок люксметром можно измерять освещенность в пределах 0-30 и 0-100 лк.

В процессе измерения стрелку прибора устанавливают на нулевом делении шкалы, потом напротив нажатой кнопки определяют выбранное с помощью насадок наибольшее значение диапазона измерения. При нажатии кнопки, напротив которой написано наибольшее значение диапазона измерений, кратное 10, следует пользоваться для отсчета показаниями шкалы 0 – 100, при нажатии кнопки, на против которой нанесены значение диапазона, кратное 3, показаниями шкалы 0-30. Показание прибора в делениях по соответствующей шкале умножают на коэффициент ослабления, который обозначен на соответствующей насадке.

Прибор отградуирован для измерения освещенности, которую создают лампы накаливания. Для естественного света вводят поправочный коэффициент 0,8; для люминесцентных ламп дневного света (ЛД) – 0,9; для ламп белого цвета (ЛБ) – 1,1.

Общую оценку естественного освещения помещений дают на основании сравнения всего комплекса измеренных показателей с гигиеническими нормативами. В основу разработки этих нормативов положены точность зрительной работы, т.е. размеры деталей объекта, которые нужно различать, их контрастность относительно фона и прочие.

Для удобства оценки результаты измерения и гигиенические нормативы вносят в таблицу:

№ п/пПоказательРезультаты измеренийГигиенический нормативОценка

Сопоставляя оценку каждого показателя с нормативом, делают общий вывод о естественном освещении помещений.

Закончив измерения, нажать кнопку «выкл.», отсоединить фотоэлемент от измерителя и уложить в крышку футляра.

Декоративный свет в интерьере

Декоративное освещение не несет особой функциональной нагрузки, зато создает в комнате неповторимую атмосферу. Варианты для реализации идеи:

  • Ретро-лампы — световые приборы, оформленные в оригинальные стеклянные колбы с дизайном «под старину». Их можно разместить как на потолке, так и на стенах. Особенно эффектно смотрится подвесной «букет» из таких ламп.
  • Светодиодная лента — декоративный световой элемент, который часто используется для контурной подсветки предметов и конструкций. Можно выбрать определенный оттенок свечения и отрегулировать яркость потоков.
  • Гирлянды — конструкция из маленьких лампочек, излучающих однотонные или цветные потоки. Многие привыкли использовать такие приборы в качестве праздничных украшений, однако они вполне могут занять постоянное место в интерьере.
  • Неоновые элементы — световые композиции из изогнутых трубок, наполненных газом. Такой декор потрясающе смотрится на фоне темной отделки стен.
  • Светодиодная подсветка для зеркал и картин — специальные светильники, которые крепятся непосредственно на элементы декора. Они излучают мягкие потоки, за счет чего аксессуары выделяются в интерьере.

Если грамотно продумать композицию, креативное освещение добавит в интерьер комнат изюминку. Можно воплотить в реальность идеи создания световых элементов своими руками. Получится неповторимый дизайн, которого точно не будет больше ни у кого.

Креативное искусственное освещение гирляндой

Креативное искусственное освещение ретро лампами

Креативное искусственное освещение светодиодной лентой

Креативное искусственное освещение неоновым элементом

Как определяются нормы естественного и искусственного освещения

Нельзя планировать схему освещения «на глазок». Работа требует предварительных расчетов и соотношения с ключевыми факторами: климатом, типом здания, высотой потолков, габаритами комнат. Предлагаем изучить, чем нормируется естественное и искусственное освещение.

Методы правильного планирования естественного освещения

При расчетах следует руководствоваться нормами СНиП 23-05-95. Сначала нужно разобраться, что такое коэффициент естественного освещения КЕО. Это процентное соотношение световых потоков, создавае­мых в определенной точке заданной плоскости внутри комнаты к горизонтальной освещенности за счет полностью открытого небосвода. Существует специальная форма для расчета показателей.

Важно оценить размер оконных проемов, тип остекления, способность оконных стекол пропускать солнечные лучи. Также играет роль климатический район, где расположено строение. Как нормируется естественное освещение с учетом этих факторов:

  • ен — показатель КЕО, определенный по формуле.
  • m — коэффициент светового климата в районе расположения дома.

Можно определить показатели с помощью профессионального прибора — люксометра. Этот способ позволяет получить наиболее точный результат, поэтому специалисты чаще выбирают именно его.

Принципы проектирования систем естественного освещения

При проектировании необходимо учитывать ряд факторов, перечисленных ниже.

Расположение световых фонарей

Для определения расположения световых люков большую роль играют пропорции помещения. В помещение с высоким потолком дневной свет проникает дальше, как при боковом освещении, так и при освещении через крышу. Более высокое положение окна также приведет к более глубокому проникновению лучей и более равномерному освещению. Маленькие окна, разделенные участками стены, могут привести к неравномерному освещению и неприятному контрасту между окном и смежными поверхностями стены.

Отражательная способность поверхностей помещения

Значения отражательной способности поверхностей помещения существенно влияют на освещенность и должны быть как можно выше. Причем наибольшее значение имеет отражательная способность потолка. Значение коэффициента отражения потолка должна быть на уровне 0,8 или выше. Следующим важным параметром в маленьких помещениях является значение коэффициента отражения стены напротив окна. В таблице приведены ориентировочные значения отражательной способности поверхностей в помещении:

Таблица 1 – Значения коэффициентов отражения поверхностей помещения

ПоверхностьКоэффициент отражения, %
Потолок> 80%
Стены50% — 70%
Пол20% — 40%

Интеграция с системой управления искусственным освещением

Для того чтобы дневной свет не только подчеркивал архитектурные особенности здания, но и делал здание максимально энергоэффективным, можно объединить систему естественного и искусственного освещения. Когда солнечный свет обеспечивает требуемый уровень освещенности на рабочем месте, то система управления может затемнять или выключать соответствующие лампы. В настоящее время в системах искусственного освещения широко используются датчики присутствия и датчики освещенности.

Расположение источников искусственного освещения

При размещении источников искусственного освещения необходимо учитывать источники дневного света. Например, при типичной планировке помещения, когда окна находятся вдоль одной стены, светильники лучше размещать рядами параллельно окну и управлять ими таким образом, чтобы по мере увеличения естественного освещения гасли ближайшие к окнам лампы.

https://amperof.ru/osveshenie/estestvennoe-i-trebovaniya-k-nemu.html
https://bulze.ru/otoplenie-drugoe/vidy-estestvennogo-osveshcheniya.html

 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

X