X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Введение

Солнечный свет , как неисчерпаемый природный ресурс используется человечеством на протяжении всей его истории , начиная с древнейших времен и до наших дней. Он позволяет нам видеть окружающий нас мир , ориентироваться в пространстве и времени , участвует во многих жизненно важных процессах и является неотъемлемой частью существования живого на нашей планете.

Для наших предков солнечный свет был необходим для выживания и развития , поэтому, как единственный вид , обладающий разумом , человек научился использовать этот ресурс в своих целях и открыл для себя источник искусственного освещения – огонь. В процессе своего исторического развития человечество все больше отдалялось от естественной среды , создавая максимально удобные условия для существования , но при этом активно используя природные ресурсы . Солнечное освещение никогда не уходило на задний план , таким образом светопроемы , будь то щели в скале или окна в современном помещении также существовали и изменялись с течением времени и возможностями человека в обустройстве мест обитания и жизнедеятельности.

Важность использования естественных природных ресурсов при освещении зданий

Естественным освещением является освещение земной поверхности излучением , исходящим от солнца. Так как солнечное излучение- это поток энергии в виде волн и частиц , поступающих в атмосферу из космоса и количество этой энергии намного превышает ее используемую часть , то такой вид природных ресурсов является неисчерпаемым. Большинство солнечных лучей , попадая в атмосферу , рассеиваются благодаря многократным отражениям в атмосфере и от земной поверхности , создавая диффузное освещение , которое является наиболее оптимальным для человеческого глаза. Необходимое количество солнечной энергии и радиации нормируется гигиеническими требованиями при проектировании зданий и сооружений.

Естественное освещение ограничено по времени , погодным условиям и световому климату для каждого из участков земной поверхности. В зависимости от назначения здания и видов происходящих в нем процессов, существует необходимость в соблюдении уровня освещения, который устанавливается в прописывается в нормах и правилах . Проектирование зданий , расположение и размер светопроемов должно учитывать все эти факторы для создания оптимальных условий труда и жизнедеятельности человека.

На основе своей работы я предлагаю рассмотреть , как изменяется коэффициент естественного освещения в производственном помещении швейного цеха в зависимости от расположения и геометрических параметров светопроемов.

Виды естественного освещения

Естественное освещение помещений подразделяется на боковое (через световые проемы в наружных стенах), верхнее (через фонари, световые проемы в покрытии, а также через проемы в стенах перепада высот здания), комбинированное – сочетание верхнего и бокового освещения).

В данной работе производится расчет помещения , в котором присутствуют светопроемы с боковых сторон – окна с северной и южной ориентацией , и верхний фонарь . Следовательно , мы рассматриваем пример комбинированного освещения производственного помещения. Так как назначение здания – швейный цех , то по СП 52.13330.2016 Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95* в нем используется совмещенное освещение , при котором одновременно применяется естественное и искусственное освещение в течение полного рабочего дня. Особенностью проектирования данного производственного помещения являются высокие требования к освещению , так как в нем производятся мелкие моторные действия рук работников и существует необходимость комфортного уровня освещения для избегания высокой нагрузки на зрение.

Особенности размещения светопроемов при боковом и верхнем освещении

Для вычисления значения комбинированного освещения производится расчет бокового и верхнего освещения. При расчете бокового КЕО учитываются такие факторы , как административный район (в данной работе номер группы административного района - 2), коэффициент светового климата для данного района и коэффициент , учитывающий ориентацию светопроемов (С -1 ; Ю -1,34)

Рассматривая данную работу можно отметить что окна , выходящие на север в сумме дают меньшее освещение , чем единственный светопроем с южной стороны. Размер окон и их размещение также влияют на КЕО .Сравнивая одновременное освещение одной точки (3) окнами с разной ориентацией и геометрическими параметрами можно увидеть , что сумарное количество лучей , приходящих в эту точку от трех светопроемов с северной стороны , немного превышает количество лучей , приходящих от южного окна (рис. 1). Однако сумма лучей от единственного окна с северной ориентацией , попадающего в характерный разрез , значительно ниже -21.(n2). Такая разница обусловлена разной шириной светопроемов – чем шире окно , тем большее количество лучей оно пропускает. Следовательно , при одинаковой высоте окон , более широкое будет давать большую освещенность (рис.2). Вычисленные данные приведены в таблице 1.

Таблица 1

Расчет КЕО при боковом освещении

№ точки	Проем		Кол-во лучей				εб			q			βa						r1			τ0		Kз		eб′		eб
			n1		n2
1	2		3		4	5			6			7			8			9			10		11		12		13
1	А	22		56			12,32	1,24			1			0,06			1			0,59				1,3		6,93		7,8
	В	2		23			0,46	0,67			1,34			0,94			4,6481									0,87
2	А	12		49			5,88	0,94			1			0,28			1,2722									3,19		3,44
	В	3		29			0,87	0,7			1,34			0,72			0,6702									0,25
3	А	5		43			2,15	0,8			1			0,5			1,8367									1,43		3,08
	В	5		38			1,9	0,78			1,34			0,5			1,8367									1,65
4	А	3		36			1,08	0,74			1			0,72			0,6702									0,24		4,8
	В	12		54			6,48	0,91			1,34			0,28			1,2722									4,56
5	А	2		30			0,6	0,68			1			0,94			4,6481									0,86		13,8
	В	31		78			24,18	0,88			1,34			0,06			1									12,94

(рис.1)

Верхнее освещение помещений происходит через фонари в перекрытиях. (рис.2)

(рис.2)

Выбор характерного разреза в данном помещении основан на размещении технического оборудования – швейных станков и расположен в геометрическом центре .

По вычисленным данным изменения верхнего КЕО можно сделать следующие выводы : расчетные значения в каждой точке меняются в зависимости от расположения расчетных точек относительно верхнего светопроема (рис. 3). Чем дальше находится точка от геометрического центра характерного разреза , тем меньше значение верхнего КЕО. Вычисленные данные расчета верхнего КЕО приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Расчет КЕО при верхнем освещении

№ точки	Проем	Кол-во лучей			εв		εср		r2		Kф		εср(r2 Kф – 1)		εв+ εср(r2 Kф – 1)		τ0		Kз		eв
		n3	n2
1	2	3	4	5		6		7		8		9		10		11		12		14
1	С	10	48	4,8		11,07		1,2880		1.1		4,61		9,41		0,53		1,5		3,32
2	С	23	57	13,11										17,72						6,26
3	С	32	61	19,52										24,13						8,53
4	С	23	57	13,11										17,72						6,26
5	С	10	48	4,8										9,41						3,32

(рис. 3)

(рис.4)

График изменения значения КЕО в расчетных точках при комбинированном освещении показывает, что расположение широкого светопроема , ориентированного на юг дает максимальное значение освещения(рис.4). Однако большая площадь всех окон дает не только избыточное освещение , но и значительные теплопотери в холодное время года , а также нагрев помещения в летний период . В данном случае рекомендуется изменить геометрические параметры светопроемов – уменьшить высоту боковых окон. Так как условия производства требуют умеренного рассеянного освещения , Это позволит обеспечить более комфортный уровень освещения .

Дополнительной защитой от избыточного освещения являются наружные горизонтальные козырьки и жалюзи .

Выбор системы естественного освещения в зависимости от расположения рабочей поверхности.

В данном случае мы рассматриваем горизонтальную рабочую поверхность , для которой необходимо комбинированное естественное освещение , которое обеспечивает всестороннюю освещенность рабочего места. Так как зрительная работа относится к разряду высокой точности для обеспечения необходимого уровня освещения не допускается наличие затемненных участков пространства.

Выводы

Исходя из рассмотренной работы , делаются следующие выводы:

Проектирование светопроемов основывается на требованиях по освещению помещений и их назначению. Это позволяет учесть потребности производства и избежать неблагоприятных факторов таких как переосвещенность , теплопотери через светопроемы , блесткость и др.

В помещениях промышленных предприятий производственных цехов и производства высокой точности рекомендуется использование ленточного остекления для обеспечения равномерного комфортного освещения помещения в течении рабочего дня.

Наиболее эффективным является комбинированное естественное освещение производственного помещения.

Используемая литература 1. СП 52.13330.2016 Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95*

2. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03. Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий.

3. МГСН 2.06-99. Естественное, искусственное и совмещенное освещение.

Код для цитирования: Скопировать