ПОСОБИЕ
ПО РАСЧЕТУ И ПРОЕКТИРОВАНИЮ
ЕСТЕСТВЕННОГО, ИСКУССТВЕННОГО
И СОВМЕЩЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ
(к СНиП II-4-79)

Утверждено приказом НИИСФ Госстроя

СССР от 20 ноября 1984г. № 93-й

Москва Стройиздат 1985

Рекомендовано к изданию решением секции строительной светотехники Научно-технического совета НИИСФ Госстроя СССР.

Пособие по расчету и проектированию естественного, искусственного и совмещенного освещения (к СНиП II-4-79)/НИИСФ.-М.: Стройиздат, 1985.

Содержит основные методические положения по выбору (определению) нормируемых значений показателей естественного, искусственного и совмещенного освещения, методы их расчета при проектировании производственных, общественных и жилых зданий, а также установок наружного освещения.

Для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций, а также работников службы эксплуатации осветительных установок.

 

Разработано НИИСФ Госстроя СССР (кандидаты техн. наук М.И. Краснов - разд. 2, 6, 9, Н.Н. Kupeee - разд. 1-4, Г.А. Тищенко - разд. 5, 6, 7, 9, М.Н. Mapycoea - разд. 9, Н.М. Беляева - разд. 5, В.А. Земцов - разд. 2, 4; инженеры В.М. Сорокин - разд. 2, Л.А. Обросова - разд. 3, Т.А. Кузина, А.Н. Паршин - разд. 4, Н.И. Котлярова - разд. 6, И.А. Шмаров - разд. 7, Л.Н. Фадеев - разд. 5, В.М. Карачёв - разд. 10) совместно с ВНИСИ Минэлектротехпрома (кандидаты техн. наук Ц.И. Кроль, Е.И. Мясоедова - разд. 5, М.А. Фаермарк - разд. 5, 7); ЦНИИПромзданий Госстроя СССР (кандидаты техн. наук Ю.П. Александров, Т.И. Смирнова - разд. 2, 3); ЦНИИЭП инженерного оборудования Госгражданстроя (канд. техн. наук Г.В. Каменская, инженеры В.П. Зобов, Л.А. Подгорных, Л.И. Петрова - разд. 10); АКХ им. К.Д. Памфилова МКХ РСФСР (канд. техн. наук О.Г. Корягин, инж. Г.А. Добрякова - разд. 10); ВЦНИИОТ ВЦСПС (канд. техн. наук Е.А. Никитина - разд. 8); Харьковским филиалом Гипронииавиапрома (инж. А.В. Шаповал - прил. 1) под общей редакцией заслуженного деятеля науки и техники РСФСР, д-ра техн. наук, проф. В.А. Дроздова.

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

ОУ - осветительная установка;

МО - местное освещение;

УНО - установки наружного освещения;

УРП - условная рабочая поверхность;

ГЛВД - газоразрядные лампы высокого давления;

ДРЛ - ртутные лампы высокого давления;

МГЛ - металлогалоидные лампы;

НЛВД - натриевые лампы высокого давления;

ЛЛ - люминесцентные лампы;

ЛН - лампы накаливания;

КСС - кривые силы света.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, ПРИНЯТЫЕ В ПОСОБИИ

А            - площадь, м²;

А_п           - площадь пола помещения, м²;

A_о           - площадь светового проема окна, м²;

А_с.о         - суммарная площадь световых проемов окон, м²;

А_ф          - площадь светового проема фонаря, м²;

А_с.ф        - суммарная площадь световых проемов фонарей, м²;

а            - длина, м;

а_п           - длина помещения, м;

а_ф          - длина светового проема, м;

b            - ширина, м;

b_п           - ширина помещения, м;

b_о           - ширина окна, м;

b_c.о         - суммарная ширина окон, м;

b_y           - ширина проезжей части улицы, м;

h            - высота, м;

h_o           - высота окна, м;

h_п           - высота помещения, м;

h_p           - расчетная высота от условной рабочей поверхности до выходного отверстия светильника (фонаря), м;

h_св          - высота установки светильников над поверхностью дороги, улицы, м;

d            - глубина, м;

d_п           - глубина помещения, м;

d_ф          - шаг установки фонарей, м;

Е            - освещенность, лк;

Е_в           - освещенность в вертикальной плоскости, лк;

е_г           - освещенность в горизонтальной плоскости, лк;

Е_р.п              - освещенность рабочей поверхности, лк;

Е_к           - уровень нормируемой освещенности при системе комбинированного освещения, лк;

Е_макс      - максимальное значение освещенности, лк;

Е_мин       - минимальное значение освещенности, лк;

Е_м.о             - освещенность, создаваемая светильниками местного освещения, лк;

Е_н          - нормируемые значения освещенности, лк;

E_о          - освещенность от общего освещения, лк;

е            - коэффициент естественной освещенности (КЕО), %;

е_н           - нормируемое значение коэффициента естественной освещенности, %;

е_н.с               - нормируемое значение коэффициента естественной освещенности при совмещенном освещении, %;

е_ср          - среднее значение коэффициента естественной освещенности, %;

I             - сила света;

i_п            - индекс помещения;

i_ф           - индекс светового проема фонаря;

К₁          - коэффициент, зависящий от типа заполнения светопроема;

K₂          - поправочный коэффициент, зависящий от размеров помещения;

К_с          - коэффициент светопередачи;

К_з           - коэффициент запаса;

К_п          - коэффициент пульсации освещенности;

К_п.и              - коэффициент пульсации светового потока источника света;

L            - яркость, кд/м²;

L_н           - нормируемое значение яркости, кд/м²;

l             - расстояние, м;

l_св           - расстояние между светильниками, м;

l_x            - расстояние между светильниками в ряду, м;

l_y            - расстояние между рядами светильников, м;

т           - коэффициент светового климата;

N_св         - количество светильников;

N_ф          - количество фонарей;

Р            - показатель ослепленности;

С            - коэффициент солнечности климата;

Ф           - световой поток, лм;

Ф_л          - световой поток источника света;

U_о·у             - коэффициент использования светового потока осветительной установки;

u_св          - коэффициент использования светового потока светильника;

u_и.с         - коэффициент использования светового потока источника света;

u_E           - коэффициент использования светового потока источника света по освещенности (дорожного покрытия);

и_L           - коэффициент использования светового потока источника света по яркости (дорожного покрытия);

r            - коэффициент отражения;

r_cp         - средневзвешенный коэффициент отражения внутренних поверхностей помещения;

t₀           - общий коэффициент светопропускания;

b            - коэффициент яркости;

r(a, b)   - коэффициент яркости дорожных покрытий;

Ц_т          - стоимость единицы тепловой энергии, руб/ГДж;

Ц_э                 - стоимость единицы электрической энергии, руб/(кВт·ч);

h_Е          - коэффициент оценки неравномерности распределения освещенности по рабочей поверхности;

h_L          - коэффициент оценки неравномерности распределения яркости по рабочей поверхности.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

ОСНОВНЫЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ОСВЕЩЕНИЯ

1.1. При проектировании освещения объектов различного назначения, мест производства работ вне зданий, улиц, дорог и площадей населенных пунктов и городов следует руководствоваться нормативными требованиями к освещению СНиП II-4-79 «Естественное и искусственное освещение», Правилами устройства электроустановок, Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей, инструкциями и отраслевыми нормами по проектированию освещения, утвержденными в установленном порядке, а также рекомендациями настоящего Пособия.

При разработке проектов освещения следует предпочитать варианты, которые позволяют обеспечивать нормативные требования с наименьшими энергетическими и материальными затратами.

1.2. Спроектированная осветительная установка (ОУ) здания должна обеспечивать:

нормированные значения КЕО и освещенности на рабочих местах и в проходах между оборудованием при рабочем и аварийном режимах;

регламентируемые значения качественных показателей ОУ - показателей ослепленности Р и дискомфорта М, коэффициента пульсации освещенности - К_п, а также требования к равномерности распределения КЕО и освещенности в рабочих зонах помещения;

нормированное значение коэффициента запаса.

1.3. В проектах освещения должны быть предусмотрены меры, обеспечивающие возможность рационального монтажа и эксплуатации ОУ, а именно:

по согласованию с заказчиком учтены в смете передвижные средства доступа к световым проемам и светильникам или выданы задания на их изготовление силами заказчика;

выданы задания строителям (в случае необходимости) на устройство рациональных средств для обслуживания световых проемов и светильников;

выданы задания строителям на устройство мастерских для ремонта и чистки светильников;

сделан расчет потребного эксплуатационного персонала - ИТР и электромонтеров;

для экономии электроэнергии разработаны схемы управления освещением, обеспечивающие возможность полного или частичного включения ОУ, а также максимальное время использования естественного света и выключения ОУ во время обеденного перерыва;

разработаны меры по ограничению перенапряжений в ОУ;

выданы задания строителям на различные проемы, закладные устройства и детали для прокладки осветительных сетей, крепления электрооборудования и светильников, а также на конструктивные чертежи для установки светильников и другого оборудования.

1.4. При разработке проектов внутреннего и наружного освещения рекомендуется производить повариантные расчеты проектных решений для выбора наиболее эффективного и экономичного варианта, удовлетворяющего требованиям нормативных документов, указанных в п. 1.1.

2. ЕСТЕСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ

ВЫБОР ЗНАЧЕНИЙ КЕО

2.1. Согласно СНиП II-4-79 территория страны зонирована на пять поясов светового климата СССР; перечень административных районов, входящих в пояса светового климата, приведен в табл. 1.

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

Таблица 5

2.2. Нормированные значения КЕО, при естественном освещении в производственных зданиях, расположенных в разных поясах светового климата СССР, принимаются при верхнем освещении с прямоугольными светоаэрационными фонарями по табл. 2, с зенитными фонарями - по табл. 3, при боковом освещении - по табл. 4 и в некоторых помещениях жилых и общественных зданий - по табл. 5. Нормированные значения КЕО в остальных помещениях общественных и жилых зданий, а также в производственных зданиях с фонарями шед следует принимать в соответствии с СНиП II-4-79.

2.3. Нормированные значения КЕО увязываются с нормируемыми значениями освещенности Е_Н от искусственного освещения при различных зрительных работах через критические наружные освещенности по формуле

Е_Н=0,01eЕ_кр,                                                         (1)

где е - коэффициент естественной освещенности; Е_кр - критическая наружная освещенность.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЕСТЕСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ

2.4. Проектирование естественного освещения зданий должно базироваться на детальном изучении технологических или иных трудовых процессов, выполняемых в помещениях, а также на светоклиматических особенностях места строительства зданий. При этом должны быть определены следующие характеристики:

характеристика зрительной работы, наименьший размер объекта различения, разряд зрительной работы, контраст объекта различения с фоном, характеристика фона;

местонахождение здания на карте светового климата;

нормированное значение КЕО е_Н с учетом характера зрительной работы и светоклиматических особенностей места расположения зданий;

требуемая равномерность естественного освещения;

габаритные размеры и расположение оборудования, возможное затенение им рабочих поверхностей;

желательное направление падения светового потока на рабочую поверхность;

продолжительность использования естественного освещения в течение суток для разных месяцев года с учетом назначения помещения, режима работы и светового климата местности;

необходимость защиты помещения от слепящего действия прямого солнечного света;

дополнительные требования к освещению, вытекающие из специфики технологического процесса и архитектурных требований к интерьеру (требования к спектральному составу искусственного света, постоянство освещенности во времени, насыщенность помещения светом, распределение яркости в поле зрения, соотношение освещенности на вертикальной и горизонтальной поверхностях).

2.5. Проектирование естественного освещения зданий целесообразно осуществлять в следующей последовательности:

1-й этап - определение требований к естественному освещению помещений; определение нормированного значения КЕО по разряду преобладающих в помещении зрительных работ;

выбор систем освещения;

выбор типов светового проема и светопропускающего материала;

выбор средств для ограничения слепящего действия прямого солнечного света;

учет ориентации зданий и световых проемов по сторонам горизонта;

2-й этап - выполнение предварительного расчета естественного освещения помещений (определение необходимой площади световых проемов);

уточнение параметров световых проемов и помещений;

3-й этап - выполнение проверочного расчета естественного освещения помещений;

определение помещений, зон и участков, имеющих недостаточное по нормам естественное освещение;

определение требований к дополнительному искусственному освещению помещений, зонам и участкам с недостаточным естественным освещением;

определение требований к эксплуатации световых проемов (необходимость устройства подходов к остеклению);

4-й этап - внесение необходимых коррективов в проект естественного освещения и повторный проверочный расчет (при необходимости).

2.6. Систему естественного освещения зданий (боковое, верхнее или комбинированное) рекомендуется выбирать с учетом следующих факторов:

назначения и принятого архитектурно-планировочного, объемно-пространственного и конструктивного решения зданий;

требований к естественному освещению помещений, учитывающих особенности технологии и характера зрительной работы;

климатических и светоклиматических особенностей места строительства;

экономичности естественного освещения (по приведенным затратам).

2.7. Верхнее и комбинированное естественное освещение следует применять преимущественно в производственных одноэтажных многопролетных зданиях промышленных и сельскохозяйственных предприятий, в одноэтажных общественных зданиях большой площади (крытые рынки, стадионы, выставочные павильоны и т.п.), а также в зданиях с крупногабаритными технологическими объемами, в частности, производственных транспортных предприятий, предназначенных для ввода подвижного состава.

2.8. Боковое естественное освещение следует применять в многоэтажных производственных, общественных и жилых зданиях, одноэтажных жилых зданиях, а также в одноэтажных общественных и производственных зданиях, в которых отношение глубины помещений к высоте окон над условной рабочей поверхностью не превышает 8.

Глубокие производственные помещения, в которых невозможно обеспечить требуемые условия освещения на всей площади, допускается делить по глубине на три зоны: зону с достаточным естественным освещением, зону с совмещенным освещением и зону без естественного освещения. Границы зон определяются на основе расчета значений КЕО в точках характерного разреза помещения и сопоставления их с наименьшим нормированным КЕО соответственно для естественного и совмещенного освещения. Без естественного освещения считается зона, в пределах которой КЕО в точках характерного разреза помещения составляет менее 30% нормированного КЕО для естественного освещения. При этом размеры световых проемов и их заполнение выбираются, исходя из требований технологии условий климата места строительства и технико-экономических требований.

2.9. При выборе окон, фонарей и светопропускающих материалов следует учитывать:

требования к естественному освещению помещений;

назначение, объемно-пространственное и конструктивное решение здания;

ориентацию здания по сторонам горизонта;

климатические и светоклиматические особенности места строительства;

необходимость защиты помещений от инсоляции;

степень загрязнения воздуха;

необходимость обеспечения наименьших приведенных и энергетических затрат.

2.10. Для устройства верхнего естественного освещения помещений производственных зданий следует применять, как правило, светоаэрационные или зенитные фонари, номенклатура которых приведена в табл. 6. При проектировании целесообразно использовать типовые конструкции фонарей.

В случае необходимости применения для верхнего естественного освещения конструкций фонарей, не входящих в номенклатуру, следует использовать рекомендации табл. 7.

При выборе светопропускающих материалов для световых проемов следует руководствоваться табл. 8.

2.11. Прямоугольные светоаэрационные фонари шириной 6 или 12 м с одним или двумя ярусами остекления следует применять, как правило, в производственных зданиях со значительными (свыше 23 Вт/м³) избытками явного тепла. В зданиях с избытками явного тепла до 23 Вт/м³ прямоугольные светоаэрационные фонари допускается применять при соответствующем технико-экономическом обосновании.

2.12. Для обеспечения требуемого воздухообмена рекомендуется применять следующие светоаэрационные фонари:

а) в помещениях с пролетами шириной 18 м и избытками явного тепла до 50 Вт/м³ - одноярусные прямоугольные шириной 6 м;

б) в помещениях с пролетами шириной 24, 30 и 36 м и избытками явного тепла до 50 Вт/м³ - одноярусные прямоугольные шириной 12 м.

Примечания: 1. Применение двухъярусных светоаэрационных фонарей для обеспечения требуемого воздухообмена в помещениях допускается при соответствующем технико-экономическом обосновании.

2. В производствах, характеризующихся избытками явного тепла свыше 50 Вт/м³, следует применять аэрационные шахты или аэрационные фонари.

Таблица 6

Таблица 7

Таблица 8

2.13 При размещении прямоугольных светоаэрационных фонарей в покрытиях зданий расстояние между торцами фонарей и между торцом фонаря и наружной стеной должно быть равным или кратным шагу строительных конструкций. Длина фонаря не должна превышать 84 м.

2.14. Зенитные фонари следует применять, как правило, в производственных зданиях с сухим или нормальным влажностным режимом и незначительными до 23 Вт/м³ избытками явного тепла.

2.15. Зенитные фонари со светопропускающим заполнением из полимерных материалов (органического стекла, полиэфирных стеклопластиков и др.) допускается применять в зданиях не ниже 11-й степени огнестойкости с производствами, относимыми по пожарной опасности к категориям Г и Д при условии применения в покрытии несгораемых или трудносгораемых утеплителей и устройстве по всей кровле защитного слоя из мелкого гравия толщиной 10-15 мм.

2.16. При размещении в покрытиях зданий зенитных фонарей со светопропускающим заполнением из полимерных материалов следует соблюдать следующие правила пожарной безопасности:

а) общая площадь проемов фонарей должна быть не менее 15% площади покрытия здания, при этом площадь светопропускающего заполнения одного фонаря не должна превышать 10 м²;

б) расстояние (в свету) между фонарями следует принимать не менее 3 м при площади светового проема фонаря до 5 м² и не менее 4,5 м - при площади более 5 м²; при этом, применяя фонари с площадью светового проема от 5 до 10 м², можно допускать уменьшение расстояния между фонарями в поперечном направлении до 3 м, если расстояние между фонарями в продольном направлении составляет 6 м и более. Такое уменьшение расстояний между фонарями допускается при устройстве в поперечном направлении разрывов шириной (в свету) не менее 6 м через каждые четыре фонаря;

в) фонари разрешается совмещать в группы с общей площадью, не превышающей 10 м², принимая их за один фонарь и размещая согласно п. 2.16 б настоящего Пособия;

г) между фонарями через каждые 54 м следует устраивать противопожарные разрывы шириной не менее 6 м;

д) расстояние фонарей от противопожарных стен должно составлять не менее 5 м;

е) для обеспечения удаления дыма из помещения в случае пожара следует часть фонарей с общей площадью световых проемов не менее 0,2% площади помещения оборудовать устройством ручного и автоматического открывания и размещать равномерно по площади покрытия.

Таблица 9

2.17. При проектировании естественного или совмещенного освещения выбор зенитных фонарей следует производить с учетом площади светового проема, руководствуясь данными табл. 9.

2.18. При устройстве естественного освещения с помощью зенитных фонарей в помещениях производственных зданий с незначительными избытками явного тепла при разности расчетных температур внутреннего воздуха и средней температуры наиболее холодной пятидневки до 25°С следует применять однослойное, от 25 до 49°С - двухслойное, а свыше 49°С - трехслойное остекление.

2.19. При проектировании бокового естественного освещения следует применять, как правило, типовые конструкции окон, разработанные на основе единой для всех видов строительства номенклатуры окон из дерева, стали и алюминиевых сплавов, приведенные в табл. 10.

В производственных зданиях промышленных предприятий следует использовать типовые конструкции окон со стальными переплетами следующих серий:

1.436.2-15 - Окна с переплетами из спаренных прямоугольных стальных труб и механизмы открывания.

1.436.3-16 - Окна с переплетами из гнутых профилей, изготовленных из тонколистовой стали и механизмы открывания.

1.436-2-17 - Окна с переплетами из одинарных прямоугольных стальных труб и механизмы открывания.

Таблица 10

В производственных и вспомогательных зданиях промышленных и сельскохозяйственных предприятий могут применяться окна с деревянными переплетами в соответствии с ГОСТ 12506-81 и табл. 11.

Конструкции окон с одно- и двухслойным остеклением следует выбирать в зависимости от разности температур внутреннего и наружного воздуха в соответствии со СНиП II-3-79. При многоярусной установке окон в соответствии с сериями: 17436.2-15, 1.436.2-17 и ГОСТ 12506-81 общая высота остекления не должна превышать 7,2 м; серия 1.436.3-16 - 6 м.

2.20. При проектировании бокового естественного освещения в производственных зданиях высоту окон следует принимать в зависимости от глубины помещения и точности выполняемых зрительных работ. При этом в помещениях с высотой 7,2 м и менее целесообразно окна размещать в один ярус, а в помещениях с высотой свыше 7,2 м - в два яруса, соответственно в нижней и в верхней зонах стены, в соответствии с расчетом.

2.21. При проектировании бокового естественного освещения следует учитывать затенение, создаваемое противостоящими зданиями (при разрывах между зданиями меньше нормативных). Учет затенения производится в соответствии с требованиями СНиП II-4-79 и настоящего Пособия.

2.22. Количество слоев остекления в окнах и фонарях зданий принимается: в соответствии с требованиями СНиП II-3-79;

Таблица 11

Продолжение табл. 11

Продолжение табл. 11

Продолжение табл. 11

Условные обозначения к табл. 11

1    -  рамы и коробки оконных переплетов;

2    -  створки, фрамуги и форточки открывающихся оконных переплетов:

3    -  жалюзийная решетка;

4    -  окна, применяемые в жилых зданиях;

5    -  окна, применяемые в общественных и вспомогательных зданиях промышленных и сельскохозяйственных предприятиях различных отраслей народного хозяйства;

6    -  окна, применяемые в производственных зданиях промышленных и сельскохозяйственных предприятий;

7    -  окна, применяемые в сельских жилых и общественных зданиях;

8    -  окна, применяемые в животноводческих, птицеводческих и других сельскохозяйственных зданиях;

9    -  окна с переплетами из дерева;

10 -  окна с переплетами из стали;

11 -  окна с переплетами из алюминиевых сплавов;

12 -  окна с деревоалюминиевыми переплетами.

2.23. С целью уменьшения теплопоступлений в помещения от солнечной радиации плоскость остекления фонарей следует ориентировать:

в зданиях с прямоугольными и трапециевидными фонарями, расположенными в III и IV поясах светового климата, - на С и Ю;

в зданиях с фонарями типа шед, располагаемыми в IV и V поясах светового климата, - на северную четверть горизонта (ССЗ-ССВ).

2.24. При боковом освещении помещений производственных и общественных зданий с повышенными требованиями к постоянству естественного освещения и защите от инсоляции (например, сборочные цехи часовых заводов и прецизионной аппаратуры, помещения сортировки материалов по оттенкам цвета, картинные галереи и т.п.) остекление световых проемов следует ориентировать на северную четверть горизонта (ССЗ-ССВ).

2.25. Выбор устройств для защиты от слепящего действия прямого солнечного света в промышленных зданиях следует производить согласно «Руководству по проектированию и применению солнцезащитных средств в промышленных зданиях» (Москва, 1980).

Солнцезащитные устройства в общественных и жилых зданиях следует предусматривать в соответствии с СНиП по проектированию этих зданий.

2.26. При односменном рабочем (учебном) процессе и при эксплуатации помещений в основном в первой половине дня (например, лекционные аудитории), когда помещения ориентированы на западную четверть горизонта, применение солнцезащитных средств необязательно.

РАСЧЕТ ЕСТЕСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ

2.27. Достаточность размеров и расположение световых проемов в помещении, а также соблюдение требований норм естественного освещения помещений определяются предварительным и проверочным расчетами.

2.28. Для предварительного расчета площадей световых проемов при верхнем освещении следует применять графики для следующих фонарей: зенитных - рис. 1, с вертикальным двухсторонним остеклением (прямоугольных) - рис. 2, с наклонным двухсторонним остеклением (трапециевидным) - рис. 3, с вертикальным односторонним остеклением (шед) - рис. 4, с наклонным односторонним остеклением (шед) - рис. 5.

Площадь световых проемов фонарей А_ф, % от площади пола помещения А_п определяется по рис. 1-5 в такой последовательности:

а) в зависимости от разряда зрительной работы или назначения помещения и пояса светового климата по табл. 1-5 определяется нормированное значение КЕО для рассматриваемого помещения;

б) на ординате графика определяют точку, соответствующую нормированному значению КЕО, через найденную точку проводят горизонталь до пересечения с соответствующей кривой (рис. 1), по абсциссе точки пересечения определяют значение А_ф/А_п;

в) разделив значение А_ф/А_п на 100 и умножив на площадь пола, находят площадь световых проемов в м².

2.29. Для предварительного расчета размеров световых проемов при боковом освещении следует применять графики: для жилых помещений рис. 6, для помещений общественных и производственных зданий - рис. 7 и школьных классов - рис. 8.

2.30. В случаях когда размеры и расположение световых проемов в проекте зданий были выбраны по архитектурно-строительным соображениям, предварительный расчет значений КЕО в помещениях с верхним освещением следует производить по рис. 1-5, с боковым освещением - по рис. 6-8.

Значения КЕО определяются по рис. 1-5 в такой последовательности:

а) по строительным чертежам находят суммарную площадь световых проемов в свету (фонарей) А_ф, освещаемую площадь пола помещений А_п и определяют значение А_ф/А_п;

б) с учетом типа светового проема и количества пролетов в помещении выбирают соответствующие рисунок и прямую на нем;

в) по значениям А_ф/А_п на выбранной прямой находят точку е_ср. Значения КЕО определяются по рис. 6-8 в такой последовательности:

а) по строительным чертежам находят суммарную площадь световых проемов (в свету) А_о и освещаемую площадь пола помещения А_п и определяют значение Ао/А_п;

б) определяют глубину помещения d_п и высоту верхней грани световых проемов над уровнем условной рабочей поверхности h₀₁ и по ним значение d_п/h₀₁;

в) с учетом типа помещений выбирают соответствующий рисунок (рис. 6-8);

г) по значениям А_о/А_п и d_п/h₀₁ находят точку с соответствующим значением е.

Рис. 1. График для определения среднего значения КЕО в производственных помещениях с зенитными фонарями с глубиной проема до 0,7 м и размерами в плане, м

1 - 2,9´5,9; 2 - 2,7´2,7; 2,9´2,9; 1,5´5,9; 3 - 1,5´1,7

Рис. 2. График для определения среднего значения КЕО в производственных помещениях с прямоугольными фонарями

1 - три пролета и более; 2 - два пролета; 3 - один пролет

Рис. 3. График для определения среднего значения КЕО в производственных помещениях с трапециевидными фонарями

1 - три пролета и более; 2 - два пролета; 3 - один пролет

Рис. 4. График для определения среднего значения КЕО в производственных помещениях с фонарями шед, имеющими вертикальное остекление

1 - три пролета и более; 2 - два пролета; 3 - один пролет

Рис. 5. График для определения среднего значения КЕО в производственных помещениях с фонарями шед, имеющими наклонное остекление

1 - три пролета и более; 2 - два пролета; 3 - один пролет

Рис. 6. График для определения относительной площади световых проемов (Ао/А_п) при боковом освещении в жилых помещениях

Рис. 7. График для определения КЕО при боковом освещении помещений общественных и производственных зданий

Рис. 8. График для определения площади световых проемов (А_о/А_п) при боковом освещении в рабочих кабинетах

Графики (рис. 1-5) разработаны применительно к наиболее часто встречающимся в практике проектирования габаритным схемам производственных зданий и типовому решению светопрозрачных конструкций: зенитных фонарей (рис. 1) - стеклопакетами в металлических одинарных глухих переплетах; прямоугольных, трапециевидных и фонарей шед (рис. 2-5) - одним слоем оконного стекла в металлических одинарных открывающихся переплетах; окон - двумя слоями листового оконного стекла в спаренных металлических (рис. 7) и деревянных (рис. 6-8) открывающихся переплетах.

Таблица 12

Если в проекте здания приняты другие типы заполнений световых проемов то найденные по рис. 1-8 значения относительной площади световых проемов следует делить, а значение КЕО умножать на значение коэффициента K₁ согласно табл. 12.

В случаях когда при верхнем освещении длина помещения меньше 72 м или высота свыше 10 м, найденное по рис. 1-5 значение относительной площади световых проемов следует делить, а значение КЕО умножать на значение коэффициента К₂: при устройстве фонарей прямоугольных, трапециевидных и шед согласно табл. 13 и зенитных - согласно табл. 14.

2.31. Проверочный расчет КЕО в помещениях следует производить согласно указаниям СНиП II-4-79 и прил. 1 настоящего Пособия.

Таблица 13

Таблица 14

2.32. Проверочный расчет КЕО в точках характерного разреза помещения е_j от зенитных фонарей следует выполнять в соответствии с методикой, приведенной в [16], по формуле

;                                                              (2)

e'=110A_фt_or₂dm/pph_p²K_з;                                                       (3)

где d - коэффициент, учитывающий возрастание светопередачи светового проема зенитного фонаря за счет распределения яркости облачного неба МКО, определяемый по рис. 9; m - коэффициент, корректирующий погрешность расчета КЕО при замене реального проема точечным источником света, определяемый по рис. 10; е' - значение КЕО от одного зенитного фонаря под центром светового проема; N_ф - количество зенитных фонарей в ряду; d_ji - световая компонента ряда зенитных фонарей, определяемая по рис. 11-14 соответственно для точек характерного разреза под световыми проемами и между ними; j и i - соответственно номера расчетной точки характерного разреза и ряда зенитных фонарей.

Рис. 9. График зависимости коэффициента d, учитывающего возрастание светопередачи светового проема зенитного фонаря за счет распределения яркости облачного неба МКО, от индекса светового проема i_ф

а_ф; b_ф и h_ф - соответственно длина, ширина и высота фонаря

Рис. 10. График для определения коэффициента m, учитывающего погрешность расчета КЕО при замене реального проема точечным. источником света в зависимости от hр/а_к

1 - а_ф/b_ф=1; 2 - а_ф/b_ф=2; 3 - а_ф/b_ф=4

Пример расчета. Требуется определить значения и неравномерность распределения КЕО по характерному разрезу четырехпролетного цеха с зенитными фонарями при совмещенном освещении.

Работы, выполняемые в цехе, относятся к IV разряду зрительных работ. Нормированный КЕО=2,4%. Исходные данные: ширина пролета b_п1=30 м; ширина помещения b_п=120 м; длина а_п=144 м; высота помещения от условной рабочей поверхности до низа светового проема h_р=12 м. Зенитный фонарь принят с размерами светового проема b_фХа_ф=2,9´5,9 м, А_ф=17,1 м², высотой светового проема h_ф=0,86 м. Остекление - двухслойные стеклопакеты; переплеты - стальные; коэффициенты отражения: граней световых проемов r₁=0,7; потолка, ферм r₂=0,6; стен и колонн r₃=0,4; пола r₄=0,15; покрытие и несущие конструкции - из сборных железобетонных элементов; расположение зенитных фонарей: в поперечном направлении с шагом d'_ф=15 м, в продольном - с шагом d'_ф=12 м.

Рис. 11. Зависимость световой компоненты d_ij ряда зенитных фонарей со световыми проемами размерами, м: 2,7´2,7; 2,9´2,9 и 2,9´5,9 в точках характерного разреза по осям зенитных фонарей от d_j/h_p

1 - d'_ф/h_p=0,5; 2 - d'_ф/h_p=1,0; 3 - d'_ф/h_p=1,5; 4 - d'_ф/h_p=2,0; 5 - d'_ф/h_p=2,5; 6 - d'_ф/h_p=3,0

Рис. 12. Зависимость световой компоненты d_ij ряда зенитных фонарей со световыми проемами размерами, м: 2,7´2,7; 2,9´2,9 и 2,9´5,9 в точках характерного разреза между зенитными фонарями от d_j/h_p

1 - d'_ф/h_p=0,5; 2 - d'_ф/h_p=1,0; 3 - d'_ф/h_p=1,5; 4 - d'_ф/h_p=2,0; 5 - d'_ф/h_p=2,5; 6 - d'_ф/h_p=3,0

Расположение зенитных фонарей и расчетные точки характерного разреза приведены на рис. 15.

Решение. 1. По формулам СНиП II-4-79 находим общий коэффициент светопропускания зенитного фонаря t_о=0,45 и коэффициент запаса К_з=1,4.

2. Определяем средневзвешенный коэффициент отражения r_ср поверхностей помещения (потолка, стен, пола):

r_ср=(0,6·15950+0,4·6336+0,15·17280)/39566=0,37.

3. По r_ср и h_p/b_п1=12/30=0,4 в табл. 33 СНиП II-4-79 находим коэффициент, учитывающий увеличение КЕО за счет света, отраженного от поверхностей помещения, r₂=1,1.

4. По индексу светового проема i_ф=2,3 с помощью графика рис. 9 определяем коэффициент, учитывающий возрастание светопередачи светового проема зенитного фонаря за счет распределения яркости облачного неба МКО d=1,06.

5. По соотношению h_p/а_к=12/4,14=2,9 (а_к - сторона квадрата, равновеликого световому проему) с помощью графика рис. 10 определяем коэффициент m=0,95.

6. По графику рис. 11 в зависимости от отношения d_j/h_p и d'_ф/h_p= 1 (где d_j, расстояние в плане от расчетной точки до оси ряда зенитных фонарей, d'_ф - шаг фонарей в ряду) для расчетных точек находим значения световой компоненты d_ji от рядов зенитных фонарей.

При d_j/h_p>3,2 значение d_ji принимаем равным нулю. Значения световой компоненты от разных рядов зенитных фонарей для расчетных точек характерного разреза помещения записываем в табл. 15.

Таблица 15

Рис. 13. Зависимость световой компоненты d_ij ряда зенитных фонарей со световыми проемами размерами, м: 1,5´1,7; 1,5´2,9; 1,5´3,9; 1,5´5,9 в точках характерного разреза по осям зенитных фонарей от d_j/h_p

1 - d'_ф/h_p=0,5; 2 - d'_ф/h_p=1,0; 3 - d'_ф/h_p=1,5; 4 - d'_ф/h_p=2,0; 5 - d'_ф/h_p=2,5; 6 - d'_ф/h_p=3,0

Рис. 14. Зависимость световой компоненты d_ij ряда зенитных фонарей со световыми проемами размерами, м: 1,5´1,7; 1,5´2,9; 1,5´3,9; 1,5´5,9 в точках характерного разреза между зенитными фонарями от d_j/h_p

1 - d'_ф/h_p=0,5; 2 - d'_ф/h_p=1,0; 3 - d'_ф/h_p=1,5; 4 - d'_ф/h_p=2,0; 5 - d'_ф/h_p=2,5; 6 - d'_ф/h_p=3,0

Рис. 15. Расположение зенитных фонарей и расчетных точек в покрытии здания

i - номера рядов зенитных фонарей; j - номера расчетных точек характерного разреза

7. По формуле (3) определяем значение КЕО от одного зенитного фонаря е' под центром светового проема

е=(110·17,1·0,45·1,1·1,06·0,95)/(3,14·12²·1,4)=1,48.

8. По формуле (2) определяем значение КЕО, %, в расчетных точках:

е₁=1,48·2,08=3,08;   е₂=1,48·1,57=2,32;

е₃=1,48·2,04=3,02;   е₄=1,48·1,47=2,18;

е₅=1,48·1,777=2,61; е₆=1,48·0,79=1,17;

e₇=1,48·0,32=0,47.

На рис. 15 по I-I изображена кривая КЕО, построенная по найденным значениям е_j, в расчетных точках.

9. Находим среднее значение КЕО е_ср помещения:

,

где N_j - количество расчетных точек, в которых определяется КЕО.

е_cр=2(0,47/2+1,17+2,61+2,18+3,02+2,32+3,08)/13=2,25%<2,4%.

10. Определяем значение неравномерности естественного освещения в точке 7

e_cp/е_мин=2,25/0,47=4,8>3.

Из-за затемненных зон, образовавшихся в крайних пролетах, среднее значение КЕО по характерному разрезу помещения оказалось несколько ниже нормируемой величины, а значения неравномерности естественного освещения в точке 7 значительно превышают допустимые.

Для обеспечения требуемого среднего значения КЕО и равномерности освещения в крайних пролетах помещения необходимо устроить дополнительные ряды зенитных фонарей.

2.33. Расчет значений КЕО в точках характерного разреза помещения при верхнем освещении еj, от шахтных фонарей следует выполнять по формуле

,                    (4)

где А_ф.в - площадь верхнего основания светопроводной шахты фонаря; N_ф - количество шахтных фонарей; q(a) - коэффициент, учитывающий неравномерную яркость облачного неба МКО и определяемый по рис. 16; a - угол между прямой, соединяющей расчетную точку с центром нижнего основания светопроводной шахты и нормалью к этому основанию; К_с - коэффициент светопередачи светопроводной шахты фонаря, определяемый для фонарей с диффузным отражением стенок шахты по рис. 17, для фонарей с направленным отражением стенок шахты - по рис. 18; e_ср - среднее значение условного геометрического КЕО.

Коэффициенты t_о, К_э, r₂ определяются согласно СНиП II-4-79.

Рис. 16. График для определения коэффициента q(a) в зависимости от угла a

1 - в зоне с устойчивым снежным покровом; 2 - на остальной территории СССР

Рис. 17. График для определения коэффициента светопередачи К_с фонарей с диффузным отражением стенок шахты

1 - r_д=0,9; 2 - r_д=0,8; 3 - r_д=0,7; 4 - r_д=0,6; 5 - r_д=0,5; i_ф - индекс шахтного фонаря

Рис. 18. График для определения коэффициента светопередачи К_с фонарей с направленным отражением стенок шахты

1 - r_д=0,9; 2 - r_д=0,8; 3 - r_д=0,7; 4 - r_д=0,6; 5 - r_д=0,5; i_ф - индекс шахтного фонаря

Расчет КЕО по формуле (4) следует выполнять в такой последовательности:

а) вычисляют значение условного геометрического КЕО в первой точке характерного разреза помещения по формуле

,                                   (5)

б) повторяют вычисления в соответствии с подпунктом «а» для всех точек характерного разреза помещения до N_j включительно (где N_j - количество точек, в которых производится расчет КЕО);

в) определяют e_ср по формуле

e_cp=(e₁+e₂+e₃+…+e_Nj)/N_j;                                                     (6)

г) последовательно для всех точек вычисляют прямую, составляющую КЕО s_пр, по формуле

s_пр=e_jt_o/К_з;                                                                   (7)

д) отраженную составляющую КЕО s_отр, значение которой одинаково для всех точек, определяют по формуле

s_отр=e_ср(r₂-1)t_o/К_з;                                                       (8)

е) определяют расчетное значение КЕО в каждой точке характерного разреза е_j с учетом отраженного от поверхностей помещения света по формуле

e_j=s_пр+s_отр;                                                                 (9)

д) расчет среднего значения КЕО е_ср в плоскости характерного разреза помещения с шахтными фонарями выполняют по формуле

е_ср=(е₁+е₂+е₃+…+е_N-j+e_Nj/2)/(N_j-1).                                               (10)

3. СОВМЕЩЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ

3.1. Совмещенное освещение помещений производственных и общественных зданий рекомендуется применять в следующих случаях:

а) при технико-экономических преимуществах по сравнению с естественным освещением;

б) в помещениях, в которых выполняются зрительные работы I и II разрядов точности;

в) когда выбранные по условиям технологии и организации производства объемно-планировочные решения зданий не позволяют обеспечить достаточной по нормам естественное освещение помещений;

г) при строительстве зданий в районах СССР с суровыми климатическими условиями (северные строительно-климатические районы), в которых с целью снижения теплопотерь, целесообразно сокращать до минимума площадь световых проемов;

д) в цехах с крупногабаритным оборудованием, затеняющим естественный свет;

е) при повышенных требованиях к интенсивности, качеству и постоянству освещения на рабочих местах, которые трудно или невозможно удовлетворить при одном естественном освещении;

ж) когда по условиям выбора рациональных объемно-планировочных решений общественных зданий и вспомогательных помещений промышленных предприятий предусматриваются помещения большой глубины с боковым освещением.

ВЫБОР ЗНАЧЕНИЙ КЕО И ОСВЕЩЕННОСТИ

3.2. Нормированные значения КЕО при совмещенном освещении в производственных помещениях, расположенных в разных поясах светового климата СССР при верхнем освещении с использованием зенитных и светоаэрационных фонарей, следует принимать по табл. 16, 17, при боковом освещении - по табл. 18 и в некоторых помещениях общественных зданий - по табл. 19.

Таблица 16

3.3. При совмещенном освещении производственных помещений с целью уменьшения приведенных и суммарных энергетических затрат на системы освещения допускается снижать расчетные КЕО до значений, указанных в табл. 20. Проектирование совмещенного освещения со значениями КЕО, ниже указанных в табл. 20, не допускается.

3.4. При снижении расчетных значений КЕО согласно п. 3.3. освещенность от системы общего искусственного освещения следует повышать в соответствии с требованиями СНиП II-4-79.

Таблица 17

Таблица 18

Таблица 19

Таблица 20

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОВМЕЩЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ

3.5. Проектирование совмещенного освещения основывается на предварительном изучении объемно-планировочного решения здания, технологических или функциональных процессов, протекающих в помещениях, расположения крупногабаритного оборудования, светоклиматических и климатических особенностей места строительства.

3.6. Проектирование совмещенного освещения целесообразно выполнять в такой последовательности:

а) в соответствии с исходными данными и требованиями СНиП II-4-79 определяется разряд преобладающих в помещении зрительных работ, по разряду зрительной работы устанавливаются нормированные значения КЕО и освещенности от искусственного освещения;

б) определяются характеристики системы естественного освещения и ограждений здания: тип, размеры, заполнение и расположение световых проемов, стоимостные, светотехнические и теплотехнические параметры заполнения световых проемов; стоимостные и теплотехнические параметры глухих ограждений здания;

в) определяются характеристики системы общего искусственного освещения: тип, количество и световой поток источников света; тип и количество светильников, их стоимостные и светотехнические характеристики, время использования искусственного освещения;

г) определяется место расположения здания на карте строительно-климатического районирования территории и устанавливаются основные климатические параметры: средняя температура наиболее холодной пятидневки, средняя температура наружного воздуха за отопительный период; продолжительность отопительного периода; продолжительность вентиляционного периода; среднесуточные значения суммарной солнечной радиации на различно ориентированные поверхности;

д) выполняется расчет приведенных энергетических затрат для следующих трех вариантов расчетных значений КЕО;

первый - расчетное значение КЕО, равное нормированному при естественном освещении (табл. 3);

второй - расчетное значение КЕО, равное нормированному при совмещенном освещении (табл. 16);

третий - расчетное значение КЕО, равное минимальному допустимому значению КЕО (табл. 20);

е) выбирается вариант, обеспечивающий минимум приведенных затрат и удовлетворяющий требованиям СНиП II-4-79. Равноэкономичные (различающиеся не более чем на 5%) по приведенным затратам варианты освещения следует сравнить по суммарным энергозатратам и выбрать наименее энергоемкий.

РАСЧЕТ ПРИВЕДЕННЫХ ЗАТРАТ НА ОСВЕЩЕНИЕ

3.7. Годовые приведенные затраты на освещение 1 м² площади производственного помещения П_осв, следует определять по формуле

П_осв=П_стр+П_от+П_в+П_иск,                                               (11)

где П_стр - приведенные затраты (разностные) на сооружение и эксплуатацию светопрозрачных ограждающих конструкций, руб/(м²·год); П_от - приведенные затраты (разностные) на отопление, обусловленные влиянием теплопотерь через фонари и окна на микроклимат помещения, руб/(м²·год); П_в - приведенные затраты (разностные) на вентиляцию, обусловленные влиянием теплопоступлений через фонари и окна на микроклимат помещения, руб/(м²·год); П_иск - приведенные затраты на искусственное освещение помещения, руб/(м²·год).

3.8. Приведенные затраты на изготовление и эксплуатацию фонарей и окон, руб/(м²·год), следует рассчитывать по формуле [2]

П_стр=[g(С_с.к-С)+0,01(а_с.кС_с.к-аС)+bМ_оч]А_с.кN_с.к/А_п,                                (12)

где g - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, принимаемый равным 0,12 (для районов Крайнего Севера g=0,08) в соответствии с «Инструкцией по определению экономической эффективности капитальных вложений в строительстве» (СН 423-71); С_с.к - сметная стоимость 1 м² светопрозрачной конструкции (соответственно фонаря или окна), руб/м², принимаемая данным проекта; С - сметная стоимость 1 м² ограждающей конструкции (соответственно покрытия или стены), руб/м², заменяемая светопрозрачной конструкцией и принимаемая по данным проекта; а_с.к, а, а_с.т - годовые отчисления на амортизацию и текущий ремонт, %, соответственно, светопрозрачных конструкций, покрытия я стен, сантехнических систем (систем отопления и вентиляции), принимаемые по табл. 21; М_оч - годовые расходы на очистку остекления светопроемов, руб/(м²·год), принимаемые по табл. 22; А_с.к - площадь светопрозрачной конструкции в покрытии или стене, м²; b - отношение площади светового проема к площади светопрозрачной конструкции в покрытии или стене, отн. ед.; N_с.к - количество светопрозрачных конструкций, шт.

3.9. Приведенные затраты на отопление П_от, руб/(м²·год), компенсирующее разность теплопотерь через фонари и окна по сравнению с такой же площадью покрытия и стен соответственно, следует определять по формуле [2]

П_от=(g+0,01а_ст)С_от+М_от.                                                    (13)

Таблица 21

Таблица 22-23

Капитальные затраты на систему отопления С_от, руб/м², следует определять по формуле

С_от=1,1·3,6С_т(1,3+h)(1/R_c.к-1/R_эк)(t-t_з.5)bА_с.кN_с.к/А_п.                    (14)

Стоимость тепловой и электрической энергии, расходуемой на отопление, М_от, руб/(м²·год), следует определять по формуле

М_от=w_т.от(К_тЦ_т+g_эЦ_э).                                                 (15)

Расход тепловой энергии на отопление w_т.от, ГДж(м²·год), при использовании дежурного отопления в нерабочее время следует определять по формуле

w_т.от=10^-6·1,1·3,6(1,3+h)(1/R_c.к-1/R_эк)[(t-t_з.ср)Т+(t_д-t_з.ср)(8760-T)]z_отbA_с.кN_с.к/365A_п.   (16)

В формулах (13)-(16) приняты следующие обозначения: 1,1 - коэффициент, учитывающий бесполезные теплопотери в системах отопления, отн. ед.; 3,6 - коэффициент пересчета единиц, кДж/(Вт·ч); 1,3 - коэффициент, учитывающий потери тепла на нагревание наружного воздуха, поступающего через светопроемы путем инфильтрации, отн. ед.; h - коэффициент, учитывающий добавочные потери тепла светопрозрачными конструкциями, отн. ед., и принимаемый по табл. 2, прил. 5*, СНиП II-33-75*; С_т - удельная стоимость устройства системы отопления, руб·ч/кДж, принимаемая по табл. 24; R_c.к - сопротивление теплопередаче светопрозрачной конструкции, м²·°С/Вт, принимаемое по табл. 25; R_эк - экономически целесообразное сопротивление теплопередаче глухой части покрытия (при расчете теплопотерь через фонари) или стены (при расчете теплопотерь через окна), м²·°С/Вт, определяемое по СНиП II-3-79; t_з.5 - средняя температура наиболее холодной пятидневки, °С; t_з.ср - средняя температура наружного воздуха за отопительный период, °С; t - расчетная зимняя температура воздуха внутри помещения в рабочее время, °С, определяемая по п. 3.10 настоящего Пособия; t_д - температура воздуха внутри помещения в нерабочее время, °С, определяемая по п. 3.10 настоящего Пособия; К_т - коэффициент, учитывающий изменение стоимости тепловой энергии на перспективу и принимаемый равным 1,2 для производственных зданий; Т - продолжительность рабочего времени за год, принимаемая равной 2150 ч - при работе в одну смену; 4300 ч - при работе в две смены; 6500 ч - при работе в три смены; z_от - продолжительность отопительного периода, сут, определяемая по п. 3.11; g_э - удельный расход электроэнергии в системе отопления, (принимаемый равным 7,1 кВт·ч/ГДж в системах воздушного отопления и равным нулю в других системах отопления) [4].

Таблица 24

Таблица 25

3.10. За расчетную температуру воздуха внутри здания или помещения t, °С, при определении потерь тепла через ограждающие конструкции следует принимать [3]:

1) для помещений высотой до 4 м

t=t_p;                                                                      (17)

2) для помещений высотой свыше 4 м с учетом изменения температуры по высоте при использовании для обогрева:

нагревательных приборов

t=t_p+Dt(H-2);                                                              (18)

систем воздушного отопления:

а) для вертикальных ограждающих конструкций, расположенных высоте до 4 м от пола, в соответствии с формулой (17);

б) для покрытий и фонарей

t=t_р+3;                                                                     (19)

в) для вертикальных ограждающих конструкций, расположенных выше 4 м от пола

t=t_р+1,5.                                                                  (20)

В формулах (17)-(20);

t_р - температура воздуха в рабочей зоне помещения, °С; Dt=0,2-1 °С/м - градиент температуры по высоте в зависимости от теплонапряженности помещения; Н - высота от пола до расчетной точки, м.

Температура воздуха внутри помещения в нерабочее время t_д при дежурном отоплении принимается равной 5°С по всему объему, а при работе основной системы отопления - равной температуре воздуха t в рабочее время.

3.11. Продолжительность отопительного периода z_от, сут, следует принимать равной [2], [4]:

для помещений с производственными тепловыделениями:

q_техн£23 Вт/м³;                                                             (21)

z_от=z_от^н;                                                                   (22)

для помещений с производственными тепловыделениями:

23<q_техн£73 Вт/м³;                                                       (23)

z_от=(-0,02q_техн+1,46)z_от^н;                                                  (24)

для помещений с производственными тепловыделениями;

q_техн>73 Вт/м³;                                                             (25)

z_от=0,                                                                    (26)

где z_от^н - нормированная продолжительность отопительного периода, сут.

3.12. Годовые приведенные затраты на вентиляцию П_в, руб/(м²·год), в летний период, предназначенную для удаления из помещения избыточных теплопоступлений от проходящей через светопроемы солнечной радиации, следует рассчитывать по формуле [2]:

П_в=(g+0,01а_с.т)С_в+М_в.                                                 (27)

Удельные капитальные затраты на систему вентиляции и адиабатического охлаждения приточного воздуха С_в, руб/м² площади пола, следует рассчитывать по формуле

С_в=L_о(С_п.в+С_в.в+С_а).                                                    (28)

Производительность системы вентиляции L_o, м³/ч на 1 м² площади пола, с учетом средней теплоинерционности помещения, следует рассчитывать по формуле

.                                                   (29)

Удельная стоимость электроэнергии на вентиляцию и охлаждение приточного воздуха M_в, руб/(м²·год), следует определять по формуле

М_в=(w_э.в+w_э.х)Ц_э.                                                        (30)

Удельное количество электроэнергии на вентиляцию w_э.в, кВт·ч/м², и охлаждение w_э.х, кВт·ч/м², приточного воздуха следует определять по формулам:

w_э.в=0,72L_o(N_п.в+N_в.в)S(х_р^к-х_р^н)z_Bi;                                      (31)

w_э.х=0,72L_oN_аS(х_х^к-х_х^н)z_хi.                                          (32)

В формулах (27)-(32) приняты следующие обозначения:

0,72 - доля рабочих дней за месяц, отн. ед.; С_п.в, С_в.в - удельная стоимость систем приточной и вытяжной вентиляции, руб.·ч/м², принимаемая по табл. 26 [2]: С_а - удельная стоимость системы адиабатического охлаждения воздуха, руб·ч/м³, принимаемая по табл. 26; с=1 кДж/кг·°С - удельная теплоемкость воздуха; r=l,2 кг/м³ - плотность воздуха; N_п.в=0,2·10^-3 кВт·ч/м³ - удельный расход электроэнергии на приточную вентиляцию; N_в.в=0,1´10^-3 кВт·ч/м³ - удельный расход электроэнергии на вытяжную вентиляцию; N_а=0,75·10^-4 кВт·ч/м³ - удельный расход электроэнергии на подачу воды в приточные камеры при адиабатическом охлаждении воздуха; t_р.А - расчетная летняя температура воздуха в рабочей зоне помещения, °С, определяемая в соответствии с п. 3.13 настоящего Пособия; t_пр.А - температура приточного воздуха, °С, определяемая в соответствии с п. 3.13 настоящего Пособия; z_Bi;- количество дней в месяце со среднесуточной температурой наружного воздуха выше 20°С, сут; z_хi - количество дней в месяце с максимальной температурой наружного воздуха выше 28°С, сут; х_р^н, х_р^к - время начала и конца работы, ч; х_х^н, х_х^к - время начала и конца работы системы охлаждения приточного воздуха, определяемое в соответствии с п. 3.16 настоящего Пособия; q_рад^макс - наибольшее значение теплопоступлений в рабочую зону, Вт/м², от солнечной радиации, прошедшей через светопроемы, определяемое в соответствии с п. 3.14 настоящего Пособия.

Таблица 26

3.13. При расчетной летней температуре воздуха t_A не более 27°С (параметры А) для удаления радиационных теплоизбытков предусматривается общеобменная вентиляция с механическим побуждением. При определении производительности системы общеобменной вентиляции по формуле (29) расчетная разность температур (t_р.A-t_пр.А) принимается равной 3 или 5°С в зависимости от теплонапряженности помещения [3].

При расчетной летней температуре воздуха t_А свыше 27°С для удаления теплоизбытков и обеспечения допустимых норм температуры в рабочей зоне предусматривается система вентиляции с испарительным (адиабатическим) охлаждением приточного воздуха. Температура воздуха в рабочей зоне помещения t_р.А принимается равной 28°С, а температура приточного воздуха t_пр.А определяется с помощью i-d-диаграммы по исходным параметрам А наружного воздуха [3], обработанного до относительной влажности j=90%.

3.14. Наибольшее значение радиационных теплопоступлений в рабочую зону q_рад^макс Вт/м² площади помещения, определяется максимальным значением суммарной солнечной радиации, падающей на плоскость светопроема в течение суток, и в зависимости от вида светопрозрачной конструкции рассчитывается по формулам:

для зенитных фонарей

;                         (33)

для прямоугольных фонарей

;                        (34)

для окон

;                          (35)

где ,  - наибольшее значение прямой солнечной радиации в июле при безоблачном небе соответственно на горизонтальную и вертикальную поверхности разной ориентации, Вт/м², определяемое по СНиП 2.01.1-82; ,  - наибольшее значение рассеянной солнечной радиации в июле при безоблачном небе соответственно на горизонтальную и вертикальные поверхности разной ориентации, Вт/м², определяемое по СНиП 2.01.01-82; t_е - коэффициент пропускания солнечной радиации светопрозрачным заполнением светопроемов, отн. ед., принимаемый по табл. 25; t₂ - коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема, отн. ед., определяемый по табл. 28 СНиП II-4-79; t₃ - коэффициент, учитывающий снижение теплопоступлений за счет загрязнения стекла, отн. ед., принимаемый по табл. 5 Приложения 12* СНиП II-33-75*; b_с.з - коэффициент теплопропускания солнцезащитных устройств, отн. ед (п. 8, СНиП II-3-79); x - коэффициент, определяющий долю теплоизбытков помещения, влияющих на температуру воздуха в рабочей зоне, и принимаемый по рис. 19 [4].

Рис. 19. Коэффициент x, учитывающий долю теплоизбытков, влияющую на температуру рабочей зоны помещения, в зависимости от его высоты

3.15. Продолжительность периода работы системы вентиляции z_в и системы охлаждения приточного воздуха z_х для каждого месяца определяется по кривой среднесуточных температур, построенной по данным среднемесячных температур наружного воздуха, с учетом значений средней суточной амплитуды температуры наружного воздуха, приведенных в СНиП 2.01.01-82.

3.16. Для каждого месяца время начала х_х^н конца х_х^к работы системы охлаждения приточного воздуха при постоянном воздухообмене L_o определяется моментами времени, когда температура воздуха внутри помещения достигает 25°С, которая под действием теплопоступлений от солнечной радиации описывается следующими зависимостями:

для зенитных фонарей

;          (36)

для прямоугольных фонарей

;     (37)

для окон

,  (38)

где Dх_рад - продолжительность поступления прямой солнечной радиации, принимаемая равной 8 ч для В и З ориентации светопроемов, 10 ч - для ЮВ, ЮЗ и Ю ориентации, 16 ч - для зенитных фонарей; Q_cp.г, Q_cp.в - среднее количество тепла, Вт/м², поступающее от суммарной солнечной радиации, соответственно, на горизонтальную и вертикальную поверхности разной ориентации (табл. 27); f_г, f_в - доля прямой солнечной радиации в суммарной на горизонтальную и вертикальные поверхности при действительных условиях облачности, отн. ед., принимаемые по табл. 27; Dх - время до момента наступления максимума прямой солнечной радиации, ч, отсчитываемое относительно полудня и определяемое в соответствии с табл. 28.

Таблица 27

Таблица 28

3.17. Приведенные затраты для установок внутреннего искусственного освещения П_иск, руб/(м²·год), определяются отдельно для светильников каждого типа или мощности ламп по формуле (39), 1 затем суммируются:

П_иск=0,12С_иск+М_иск.                                                    (39)

Удельные капитальные затраты С_иск, руб/м², для светильников каждого типа рассчитываются по формуле

С_иск=(С_лп_л+C_ap+С_м+w+10^-3aР_лС_м.сп_л)N_cв/A_п.                                (40)

Удельные эксплуатационные расходы М_иск, руб/(м²·год), для светильников каждого типа рассчитываются по формуле

М_иск=[п_лТ_и(С_л+С_з)/Т_л+10^-3a(1+b)Р_лп_лТ_иЦ_э+0,1(C_ap+C_м+w)+10^-4aр_лп_лC_м.c+п_чС_ч]N_cв/А_п.     (41)

Количество светильников N_св, шт., одного типа в установке общего освещения рассчитывается на основе метода коэффициента использования [1] по формуле

N_св=ЕК_з.иА_пz/п_лФ_ли_св.                                                   (42)

В формулах (39)-(42) приняты следующие обозначения:

К_з.и - коэффициент запаса при искусственном освещении; z - коэффициент, учитывающий неравномерность освещенности и принимаемый равным 1,15 для светильников с лампами накаливания, ДРЛ и ДРИ и 1,1 - для светильников с люминесцентными лампами [1]; Ф_л - световой поток лампы, принимаемый по табл. 29; пл - количество ламп в одном светильнике, шт.; P_л - мощность лампы, Вт, принимаемая по табл. 29; и_св - коэффициент использования светового потока светильника [1]; a - коэффициент, учитывающий потери энергии в пускорегулирующих аппаратах газоразрядных ламп, принимаемый по табл. 30; b - коэффициент, учитывающий потери в сетях, принимаемый по табл. 30; w - составляющая стоимости статических конденсаторов, устанавливаемых для повышения коэффициента мощности, руб., принимаемая по табл. 30 [11]; С_л - стоимость одной лампы, руб.; C_ap - стоимость арматуры одного осветительного прибора, руб.; С_м - стоимость монтажа одного светильника, руб.; С_м.с - стоимость монтажа электрической части осветительной установки на 1 кВт установленной мощности ламп и потерь в ПРА, руб/кВт, ориентировочно принимаемая 100 руб/кВт; С_ч, С_з - стоимость соответственно одной чистки светильника и индивидуальной замены лампы, руб., принимается по табл. 31 [11]; п_ч - количество чисток светильников в год; Т_л - срок службы лампы, ч, принимаемый по табл. 29; Т_и - продолжительность работы установки общего искусственного освещения за год, ч, принимаемая по табл. 32-34; Е - уровень освещенности, лк, определяемый по п. 3.18.

3.18. Освещенность от светильников общего искусственного освещения в зависимости от системы освещения и расчетного значения КЕО в помещении следует принимать по табл. 35.

3.19. Суммарные энергозатраты, переведенные в условное топливо, w_усл, кг/м² площади помещения, характеризуют работу систем естественного w_усл^ест и искусственного w_усл^иск освещения помещения в целом и определяются по формуле

wусл=w_усл^ест+w_усл^иск.                                                  (43)

Таблица 29

Таблица 30

Таблица 31

Таблица 32

Таблица 33

Таблица 34

Таблица 35

3.20. Суммарные затраты тепловой и электрической энергии, характеризующие систему естественного освещения и переведенные в условное топливо w_усл^ест, кг/м², слагаются из энергозатрат на отопление, вентиляцию и холодоснабжение, компенсирующих повышенные теплопотери помещения в холодный период года и избыточные теплопоступления от солнечной радиации в теплый период года через светопрозрачные конструкции, и определяются по формуле

w_усл^ест=А₁w_т.от+А₂(w_э.от+w_э.в+w_э.х),                                       (44)

где A₁=41,2 кг/ГДж и А₂=0,33 кг/(кВт·ч) - удельный расход условного топлива на электростанциях общего использования на 1 ГДж тепловой энергии и на 1 кВт·ч электроэнергии [18]; w_т.от - удельный годовой расход тепловой энергии, обусловленный теплопотерями через фонари и окна, ГДж/(м²·год), и определяемый по формуле (16); w_э.от - удельный годовой расход электроэнергии на отопление, кВт·ч/(м²·год), принимаемый равным [4]:

w_э.от=7,1w_т.от                                                      (45)

для систем воздушного отопления и равным нулю для других систем отопления; w_э.в - удельный годовой расход электроэнергии в системе вентиляции, обусловленный избыточными теплопоступлениями солнечной радиации через фонари и окна, кВт·ч/(м²·год), и определяемый по формуле (31); w_э.х - удельный годовой расход электроэнергии в системе охлаждения приточного воздуха, кВт·ч/(м²·год), определяемый по формуле (32).

3.21. Энергозатраты на искусственное освещение, переведенные в условное топливо, w_усл^иск, кг/м², рекомендуется определять по формуле

w_усл^иск=А₂w_э.и,                                                    (46)

где w_э.и - удельный годовой расход электроэнергии на искусственное освещение, кВт·ч/(м²·год), определяемый по формуле

w_э.и=10^-3ЕК_з.иzaР_л(1+b)Т_и/Ф_ли_св.                                   (47)

В формуле (47) обозначения те же, что и в формулах (39)-(42).

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЕСТЕСТВЕННОГО И СОВМЕЩЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ НЕКОТОРЫХ ТИПОВЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

ОСНОВНЫЕ ПОМЕЩЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ МАШИНОСТРОЕНИЯ

4.1. Проектирование естественного и совмещенного освещения предприятий машиностроения должно осуществляться с учетом особенностей технологии. Краткая характеристика технологического процесса, зрительных работ и требования к освещению даны в табл. 36.

4.2. При выборе конструктивного решения и количества слоев остекления в зависимости от климата месторасположения зданий и характера внутренней среды производственных помещений рекомендуется руководствоваться табл. 37.

4.3. Для верхнего естественного освещения помещений с нормальным температурно-влажностным режимом (табл. 37) следует применять зенитные фонари.

Выбор типоразмеров унифицированных зенитных фонарей рекомендуется производить в зависимости от разряда зрительной работы и высоты производственных помещений согласно табл. 38.

4.4. При проектировании зданий, располагаемых в III и IV строительно-климатических районах (со среднемесячной температурой наружного воздуха за июль месяц выше +21°С) в зенитных фонарях следует предусматривать солнцезащиту.

4.5. Выбор площади и расположения зенитных фонарей в покрытии здания производится по преобладающему в помещении разряду зрительной работы с учетом:

а) результатов технико-экономического расчета освещения согласно п. 3.7;

б) возможности сохранения равноценных условий освещения при изменении расположения технологического оборудования, перепланировке помещения и т.п.

4.6. В целях сокращения теплопотерь через боковые светопрозрачные ограждения в производственных помещениях с зенитными фонарями площадь окон в крайних пролетах (если технологический процесс и оборудование не предъявляют специальных требований к боковому освещению) рекомендуется выбирать, как правило, минимальной, исходя из требований зрительной связи с наружным пространством, которая обеспечивается окнами высотой не более 1,8 м и шириной до 4,8 м, располагаемыми в ряд.

Таблица 36

Таблица 37

Таблица 38

4.7. В том случае, если значения КЕО в помещениях меньше значений, указанных в табл. 16, 17, 18, нормированное значение освещенности от искусственного освещения повышается на одну ступень по шкале освещенностей согласно СНиП II-4-79.

Для экономии электроэнергии освещенность от искусственного освещения целесообразно повышать на одну ступень только в зоне расположения технологического оборудования и рабочих мест, исключая проходы и проезды.

4.8. Выбор источников света и светильников при проектировании совмещенного освещения рекомендуется производить в зависимости от разряда зрительной работы, особенностей технологии и высоты производственных помещений согласно табл. 39. Ряды светильников рекомендуется располагать параллельно световым проемам в наружных стенах или параллельно расположению технологического оборудования.

Таблица 39

4.9. Отделку потолков, стен, перегородок и других поверхностей помещений, а также технологического оборудования следует осуществлять, как правило, материалами с высокими коэффициентами отражения, обеспечивающими повышение освещенности рабочих мест за счет отраженного света. Основным поверхностям интерьера следует придавать матовую фактуру, а коэффициент отражения поверхностей принимать в следующих пределах:

0,6-0,8   -  для верхней зоны интерьера - потолков, открытых ферм, балок, ригелей, участков стен и перегородок в межферменном пространстве, подъемно-транспортных средств, мостовых кранов и т.п.;

0,4-0,7   -  для средней зоны интерьеров - стен, перегородок, колонн, антресолей, этажерок, ворот, дверей и т.п.;

0,3-0,5   -  для производственного оборудования - станков, машин, аппаратов, приборов, средств внутрицехового транспорта и т.п.;

0,2-0,45 -  для нижней зоны интерьера - полов, цокольных участков стен и перегородок, фундаментов машин и аппаратов.

Пример проектирования совмещенного освещения производственного здания. Требуется определить наиболее экономичную систему совмещенного освещения здания машиностроительного предприятия с естественным освещением через зенитные фонари, расположенного в Смоленской области.

Исходные данные

1. Климатические условия района строительства:

строительно-климатический район ..........…………………………………….. IIв

территориальный район ………………………………………………………... I

географическая широта …………………………………………………… -54,5° с. ш.

географическая долгота .…………………………………………………... -32,5° в. д.

снеговой район ....………………………………………………………………. -III

пояс светового климата ..………………………………………………………. -III

температура наиболее холодной пятидневки ......…………………………. t_з.5=-26°С

продолжительность периода со средней суточной температурой

воздуха менее 10°С .……………………………………………………... z_от^н=210 сут

средняя температура наружного воздуха за отопительный период …. t_з.ср=-2,7°С

продолжительность вентиляционного периода …………………………........ z_вн=0

2. Характеристика здания и конструкций:

длина …………………………………………………………………………..… -1071

ширина .....………………………………………………………………………... -336

площадь пола А_п=1071´336=360000 м²

сетка колонн .....………………………………………………………………. -12´24 м

высота до покрытия .………………………………………………………….. -11,2 м

высота до низа ферм .…………………………………………………………... -8,4 м

тип зенитного фонаря - 3ФГ - М 3´6 с 2-слойным остеклением

конструкции «Главспецлегконструкция»

площадь фонаря в покрытии ……………………………………………… А_ф=18 м²

сметная стоимость 1 м² глухой части покрытия .………………….... -С=11,5 руб/м²

сметная стоимость 1 м² проекции фонаря ....……………………….... -С_ск=29 руб/м²

3. Условия внутренней среды:

по агрессивности ……………………………………………………....... - нормальная;

по пылевыделениям ………………………………………………..... - от 1 до 5 мг/м³

4. Характеристика системы общего искусственного освещения:

светильники общего освещения ……………………………………… - ЛСП01-2´80

стоимость светильника .………………………………………………. - C_ap=29 руб.

стоимость монтажа светильника ………………………………………. - С_м=4 руб.

тип ламп ………………………………………………………………....... - ЛБ-80;

стоимость лампы ……………………………………………………...... - С_л=0,9 руб.

5. Тарифы на энергию:

стоимость 1 ГДж тепловой энергии ........……………………... - Ц_т=2,9 руб/ГДж

стоимость 1 кВт·ч электрической энергии ………….……. - Ц_э=0,015 руб/(кВт·ч)

коэффициент, учитывающий изменение стоимости

тепловой энергии на перспективу .……………………………………….. К_т=1,2

6. Работа выполняется в две смены.

7. В здании размещаются 13 технологических цехов и отделений, схема размещения которых на плане здания показана на рис. 20.

Решение

1. На основании изучения технологического процесса, задания технологов и отраслевых норм искусственного освещения проводим классификацию технологических операций по разрядам точности зрительных работ:

разряд I               -  в отделении координатно-расточных станков (9);

IIв            -  в цехах алюминиевых (10), чугунных (11) и мелких (12) деталей;

IIIб           -  цехах коленчатых валов (3), автоматном (4) и на участке приспособлений и вспомогательного оборудования (5); механизмов управления (6), пресс-форм (7), сборки двигателей (8);

разряды Va, Vб