Проектування природного освітлення середовищ приміщень

МІНІСТЕРСТВО  ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ДОНБАСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ БУДІВНИЦТВА  І АРХІТЕКТУРИ

 

 

 

 

 

 

КУРСОВА РОБОТА

на тему:  «Проектування природного освітлення середовищ                             приміщень»

       дисципліни: «Будівельна світлофізика»

 

 

 

 

 

Виконала: ст. гр. АР-32 в Чистякова  Г.О.

Перевірила: Васильченко Г.М.

 

 

 

 

 

Макіївка 2012

Необхідно розробити систему  природного освітлення одноповерхового  каркасного корпусу з шедовим покриттям, який розміщений у місті Луганську.

Орієнтація світлових  прорізів у шедах – північ. Зорові роботи III разряду точності – ено = 5%.

  Виробничий корпус – будинок, що складається з двох прольотів (сітка колон 6×6 м.

Мінімальна висота до низу скління - 9 м.

Зовнішні стіни – панелі, товщина 240 мм. Поряд з виробничим корпусом інших будівель немає.

1. Розраховуємо нормативне значення КПО для умов Луганьску:

енв = eно · m = 5 · 0,9 = 4,5 %.

2. Попередній розрахунок  площі світлових прорізів здійснюємо  з використанням графіків «НИИСФ».  Відзначаємо отримане значення  на вертикальній осі графіка  (рис.4.5) і проводимо із знайденої  точки горизонтальну лінію до  перетину з прямою 1. Нормаль із  тієї точки до горизонтальної  осі графіка дасть нам відношення: Sл / Sп = 27 %.

3. Знаючи площу підлоги  корпусу - Sп = 41,0 · 40 = 1640,0 м2, легко знайти площу прозорих огороджувальних конструкцій шедів: Sл = 1640 · 0,27 = 443 м2.

Одержану площу розділимо  на два світлові прорізи (за кількістю шедів) Sл = 443 / 2 = 147,7 м2.

 Якщо розділимо це  значення на ширину будівлі  (оскільки в шедах і надбудованих  ліхтарях застосовується стрічкове засклення), отримаємо приблизну висоту світлового прорізу: hл = 221,4 / 42 = 5 м. Звичайно, можна було би прийняти висоту прорізу 5 м, однак тоді нахил медового покриття буде надто крутим, що небажано. Враховуючи, що для цього приміщення важливо забезпечити візуальний зв’язок із зовнішнім простором, поряд із верхнім приймаємо і бокове освітлення, а висоту верхніх прорізів зменшуємо – hл = 1,8 м.

 

 

Викреслюємо на кальці розрахункову схему верхнього природного освітлення.

Використовуючи формулу εв = 0,01 · n3 · n2, підраховуємо геометричне значення КПО від кожного прорізу та визначаємо їх суму для кожної розрахункової точки.

Обчислюємо середнє значення геометричного КПО для всіх точок: εср = 1,89 %.

Для середньозваженого коефіцієнта  відбиття ρср = 0,3 і двохпрольотного будинку визначаємо значення коефіцієнта, який враховує відбиті світлові потоки – r2 = 1,1. Знаходимо значення коефіцієнта, який враховує тип ліхтаря – Кл = 1,4.

Обчислюємо значення загального коефіцієнта пропускання світла для світлових прорізів шедів:

τл = τ1 · τ2 · τ3 · τ4 · τ5 = 0,9 · 0,75 · 1 · 1 · 0,9 = 0,6.

 

Таблиця 1. Розрахунок КПО від системи верхнього природного освітлення.

№ точки	№ отверстия	n3	N0	n2	εвi, %	εв, %	eрв, %
1	А	0,7	27	62	0,43	0,55	0,72
	Б	0,3	45	40	0,12
2	А	0,8	24,7	64	0,51	0,69	0,79
	Б	0,4	42,5	44	0,18
3	А	1,5	22	68	1,02	1,25	1,04
	Б	0,5	40	45	0,23
4	А	2,3	19,5	73	1,68	1,94	1,36
	Б	0,55	37,5	48	0,26
5	А	2,3	17,5	95	2,19	2,48	1,61
	Б	0,6	35	49	0,29
6	А	3	16	98	2,94	3,28	1,98
	Б	0,65	33	53	0,34
7	А	4	11,8	87	3,48	4,04	2,33
	Б	0,9	26	62	0,56
8	Б	2	19	72	1,44	1,44	1,13
9	Б	4,5	13,3	85	3,83	3,83	2,23
10	Б	0	10	90	0,00		0,47
	Средние значения					1,89	1,45

 

Знаходимо коефіцієнт запасу для вертикального засклення, враховуючи тип приміщення, який відповідає позиції Ів – Кзв = 1,3. Відношення: μ = τл / Кзв = 0,6 / 1,3 = 0,46.

Остаточні значення КПО для  розрахункових точок приміщення визначаємо за формулою ерв =[åв + åср(r2 Kл – 1)] ôл / Кзв і заносимо у табл. 1. Використовуючи ці значення, будуємо графіки розподілу КПО у площині характерного розрізу приміщення (крива 1, рис.2).

Для оцінки одержаних результатів  підраховуємо середнє значення КПО: eсрв = 1,45 % і порівнюємо отриманий результат з нормативним значенням КПО: П = (1,45 – 4,5)/4,5*100 = - 67,8%

Цей результат вказує, що прийнятої площі світлопрозорих конструкцій явно недостатньо.

Знаходимо значення нормативного КПО для бокового освітлення. Допустимо, що вікна необхідно розмістити з однієї сторони будівлі.

Приймаємо висоту прорізів hв = 4,8 м, низ яких розміщуємо на рівні 1,5 м від підлоги.

Тоді відношення глибини  приміщення до висоти розміщення верху  прорізу над рівнем умовної робочої поверхні В / h1 = 42 /5,5 = 7,6.

 

Таблиця 2. Таблиця розрахунку геометричного КПО при боковому освітленні

n1	n1	n1	Nокр	Nокна	n2i	n2i	n2	n2i	εб, %
1	10	30	3,8	А	0	0	0	66	19,80
				Б	0	0	0
				В	48	45	3
				Г	30	30	60
				Д	48	45	3
				Е	0	0	0
				Ж	0	0	0
2	28	21	5	А	0	0	0	66,2	13,90
				Б	49,1	49	0,1
				В	47	40	7
				Г	26	26	52
				Д	47	40	7
				Е	49,1	49	0,1
				Ж	0	0	0
3	38	11,3	7,5	А	0	0	0	67,6	7,64
				Б	48	46,2	1,8
				В	43	31	12
				Г	20	20	40
				Д	43	31	12
				Е	48	46,2	1,8
				Ж	0	0	0
4	41	8,5	10	А	48,2	47,8	0,4	64,8	5,51
				Б	46	43	3
				В	36	26	13
				Г	16	16	32
				Д	36	26	13
				Е	46	43	3
				Ж	48,2	47,8	0,4
5	44	5,6	12	А	47,2	46,1	1,1	68,2	3,82
				Б	44	40	4
				В	36	21	15
				Г	14	14	28
				Д	36	21	15
				Е	44	40	4
				Ж	47,2	46,1	1,1
6	45,5	4,1	14	А	46	44,5	1,5	45	1,85
				Б	42	37	5
				В	33	18	5
				Г	11	11	22
				Д	33	18	5
				Е	42	37	5
				Ж	46	44,5	1,5
7	48	1,8	21,2	А	41	38	3	60,4	1,09
				Б	35,5	28,8	6,7
				В	25	12,5	12,5
				Г	8	8	16
				Д	25	12,5	12,5
				Е	35,5	28,8	6,7
				Ж	41	38	3
8	48,9	0,9	29	А	35,5	31,5	4	54	0,49
				Б	29	22	7
				В	19	9	10
				Г	6	6	12
				Д	19	9	10
				Е	29	22	7
				Ж	35,5	31,5	4
9	49,2	0,7	36,5	А	31	26,8	4,2	48,4	0,34
				Б	24	18	6
				В	16	7	9
				Г	5	5	10
				Д	16	7	9
				Е	24	18	6
				Ж	31	26,8	4,2
10	49,3	0,6	44	А	27	23	4	42	0,25
				Б	21	15	6
				В	13	6	7
				Г	4	4	8
				Д	13	6	7
				Е	21	15	6
				Ж	27	23	4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблиця 3. Підсумкові розрахункові значення КПО від бокових світлових прорізів

N точки	εб, %	θ, град	q	l/B	r1	eрб, %
1	19,8	71	1,23	0,024	1,01	11,31
2	13,9	42	1	0,083	1,01	6,46
3	7,64	29	0,85	0,143	1,05	3,14
4	5,51	22	0,75	0,2	1,05	2,00
5	3,82	18	0,69	0,26	1,3	1,58
6	1,85	16	0,66	0,31	1,21	0,68
7	1,09	11	0,59	0,48	1,48	0,44
8	0,49	9	0,57	0,64	1,9	0,24
9	0,34	7	0,54	0,81	2,3	0,19
10	0,25	6	0,52	0,98	2,9	0,17

 

Визначаємо коефіцієнт r1, який враховує світло, відбите від внутрішніх поверхонь приміщення – ρср = 0,3. Визначаємо відношення довжини приміщення до його глибини: l/В = 42/42 = 1.

Відношення глибини приміщення до висоти розміщення верху вікна над рівнем умовної робочої поверхні: В/h1 = 42/5,5 = 7,6.

Щоб знайти загальний коефіцієнт пропускання світла крізь бокові світлові прорізи, використовуємо формулу. Тоді τо = τ1⋅τ2⋅τ3 = 0,9⋅0,75⋅1 = 0,68.

Коефіцієнт запасу дорівнює Кзб = 1,3. Для зручності подальших розрахунків застосовуємо відношення μ = τо/Кзб = 0,68/1,3 = 0,52.

 

Таблиця 4. Розрахунок КПО для системи комбінованого природного освітлення

N точки	eрв, %	eрб, %	eрбв, %
1	0,72	12,79	13,51
2	0,79	7,30	8,09
3	1,04	3,55	4,59
4	1,36	2,26	3,62
5	1,61	1,78	3,39
6	1,98	0,77	2,75
7	2,33	0,49	2,82
8	1,13	0,28	1,41
9	2,23	0,22	2,45
10	0,47	0,20	0,67
	Середнє значення		4,02

 

Одержуємо значення КПО від нової системи комбінованого природного освітлення.

Підраховуємо середнє  значення, яке дорівнює 4,02 %, і порівнюємо його із нормативним значенням КПО:

 

П = (4,02 – 4,5) 100 = - 10 %

              4,5

Отже, система комбінованого  природного освітлення – верхнє освітлення через 2 ліхтаря типу «шед» і одностороннє бокове освітлення через 7 віконних прорізів висотою 4,8 м – найраціональніша для данної будівлі. Криві розподілу КПО у площині характерного розрізу приміщення від різних елементів системи освітлення показані на рис. 2.