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  -  в термокузнечном цехе (1) и заготовительном отделении (2);

разряд VIII          -  на складе внешней кооперации (13).

Относительное распределение площади здания по работам pas-личной точности, %: с разрядом Iв - 4; IIв - 33; Шб - 57; Va и Vб - 3; VIII - 3.

Рис. 20. Схема размещения технологических цехов и участков

1 - термокузнечный цех; 2 - заготовительное отделение; 3 - цех коленчатых валов; 4 - автоматный цех; 5 - участок приспособлений и вспомогательного оборудования; 6 - цех механизмов управления; 7 - цех пресс-форм; 8 - цех сборки двигателей; 9 - отделение координатно-расточных станков; 10 - цех алюминиевых деталей; 11 - цех чугунных деталей; 12 - цех мелких деталей; 13 - склад внешней кооперации

2. Естественное освещение всего здания принимается по преобладающему IIIб разряду работы с нормированным значением КЕО 5%.

В соответствии с п. 3.6 расчет освещения производится для трех вариантов:

1-й вариант - естественное освещение при нормируемом значении КЕО, е_н=5%;

2-й - совмещенное освещение при нормируемом значении КЕО, е_н=3%;

3-й - совмещенное освещение при минимально-допустимом значении КЕО для II разряда работ е_н=2,5%.

3. Расчет естественного освещения проводим в соответствии со СНиП II-4-79.

По исходным данным определяем отношение выходного отверстия фонаря (А_ф2=2,75´5,75=15,8 м²) к сумме площадей боковой поверхности (А_фб=2,75´5,75´0,8=13,6 м²) и входного отверстия фонаря (А_ф1=А_ф2). А_ф2/(А_ф1+А_фб)=15,8/(15,8+13,6)=0,54.

4. Определяем индекс помещения i_п.е=1071·336/10,4(1071+336)=0,54.

5. По найденным значениям А_ф2/(А_ф1+А_фб) и индексу помещения находим значение световой характеристики зенитных фонарей h_ф=1,42.

6. Определяем отношение высоты помещения до покрытия к ширине пролета h_пb_п1=10,4/24=0,42, где b_п1=b_п-0,8.

7. Определяем средневзвешенное значение коэффициента отражения поверхностей r_ср=(r_птА_пт+r_стА_ст+r_пА_п)/(А_пт+А_ст+А_п)=0,4

8. По найденным значениям h_п/b_п1 и r_ср в СНиП II-4-79 находим значение коэффициента r₂, учитывающего повышение КЕО за счет света, отраженного от поверхностей помещения, r₂=1,1.

9. Определяем общий коэффициент пропускания зенитных фонарей t_о=t₁t₂t₃t₄t₅=0,8·0,9·0,9·1·0,9=0,58.

10. По СНиП II-4-79 определяем, что для горизонтально расположенных светопропускающих элементов в помещениях с выделением пыли от 1 до 5 мг/м³ коэффициент запаса К_з.е=1,8.

11. Значение коэффициента фонаря К_ф для штучных световых проемов в плоскости покрытия принимаем по СНиП II-4-79, К_ф=1,1.

12. Определяем суммарную площадь фонарей А_с.ф и их количество N_ф, для всего здания: А_с.ф=(е_нК_зh_фА_п)/(100t_оr₂К_ф); N_ф=А_с.ф/А_ф.

Суммарная площадь фонарей и их количество для трех вариантов составляет:

1-й вариант - А_с.ф1=(5·1,8·1,42·360000)/(100·0,58·1,1·1,1)=65520 м².

N_ф1=65520/15,8=4148 шт.

2-й - А_с.ф2=(3·1,8·1,42·360000)/(100,0,58·1,1·1,1)=39340 м².

N_ф2=39340/15,8=2484 шт.

3-й - А_сф3=(2,5·1,8·1,42·360000)/(100·0,58·1,1·1,1)=32863 м².

N_ф3=32863/15,8=2071 шт.

13. После размещения фонарей на плане кровли с учетом строительного решения здания и симметричного заполнения всех рядов имеем количество фонарей в покрытии:

1-й вариант - N_ф1=4220 шт.,       КЕО=5,1%;

2-й               - N_ф2=2580 шт.,         КЕО=3,1%;

3-й               - N_ф3= 2060 шт.,        КЕО=2,5% .

14. Проводим технико-экономическое сопоставление вариантов освещения в соответствии с пп. 3.7-3.17.

15. Приведенные затраты, руб/(м²·год), связанные с устройством естественного освещения П_стр, рассчитываются по формуле (12), значения коэффициентов принимаем а_ск=9,4%, а=6% (табл. 21) и М_оч=0,92 руб/(м²·год) (табл. 22).

Значения П_стр по вариантам составляют:

1-й вариант    - П_стр1=1,06;

2-й                   - П_стр2=0,65;

3-й                   - П_стр3=0,52.

16. Приведенные затраты, руб/(м²·год), на систему воздушного отопления П_от, рассчитываются по формуле (13). Предварительно определяются капитальные затраты на систему воздушного отопления по формуле (14) и стоимость энергии, расходуемой на отопление по формулам (15) и (16). В расчетах принимаются следующие значения коэффициентов: С_т=0,0012 руб·ч/кДж (табл. 24); а_ст=12%; h=0 (табл. 21); R_ск=0,31 м²·°С/Вт (табл. 25); R_эк=0,77´1,5=1,15 м²·°С/Вт; t=18+3=21°С; t_д=5°С; z_от=z_от^н.

Приведенные затраты на воздушное отопление П_от, руб/м²·год, по вариантам составляют:

1-й вариант    - П_от1=(0,12+0,12)0,13+0,74=0,77;

2-й                  - П_от2=(0,12+0,12)0,08+0,45=0,47;

3-й                  - П_от3=(0,12+0,12)0,06+0,36=0,38.

Затраты на вентиляцию связанную с естественным освещением помещения, не учитываются, так как средняя суточная температура (в данном районе) не поднимается выше 20°С.

17. Необходимое количество светильников ЛСП01-2´80 с лампами типа ЛБ80 рассчитывается для общего освещения по формуле (42), для каждого помещения в отдельности, принимая значения освещенности Е по табл. 35, а затем суммируется.

Коэффициент использования светового потока светильника ЛСП01-2´80 при средневзвешенном коэффициенте отражения поверхностей r_ср=0,4 и индексе помещения i_п.и=3,7 равен; и_св=0,74.

Время использования общего освещения при двухсменной работе и расчетных значениях КЕО в зависимости от нормированной освещенности определяется по табл. 33.

18. Приведенные затраты на общее искусственное освещение П_иск определяются в соответствии с п. 3.17, принимая К_з.и=1,5; Z=1,1; п_л=2; a=1,2; b=0,037; w=0 (табл. 30); Ф_л=4960 лм; Р_л=80 Вт; Т_л=12000 ч (табл. 29), С_з=0,35 руб. С_ч=1,1 руб. (табл. 31), п_ч=4, причем удельная стоимость системы общего освещения С_иск и затраты на амортизацию М_а рассчитываются для суммарного по каждому варианту количества светильников N, а затраты на обслуживание М_о и электроэнергию М_э, определяются с учетом разного времени использования общего освещения Т_и и на участках выполнения работ разной точности.

Приведенные затраты на искусственное освещение, руб/(м²·год), по вариантам составляют:

П_иск.1=0,12·2,02+0,25+0,18+0,21=0,89;

П_иск.2=0,12·2,43+0,30+0,22+0,30=1,12;

П_иск.3=0,12·2,77+0,35+0,26+0,36=1,30.

19. Суммарные приведенные затраты на освещение, руб/м²´год), соответственно составляют:

П_осв.1=1,06+0,77+0,89=2,72;

П_осв.2=0,65+0,47+1,12=2,24;

П_осв.3=0,52+0,38+1,30==2,20.

Разница приведенных затрат 2-го и 3-го вариантов меньше 5%, что позволяет считать их равноэкономичными.

Для окончательного выбора варианта освещения проводится энергетическая оценка вариантов.

20. Расчет годовых энергозатрат выполняем согласно п. 3.19. Расход тепла, ГДж/(м²·год), рассчитанный по формуле (16), составляет:

w_т.от.1=0,207;

w_т.от.2=0,127;

w_т.от.3=0,101.

Расход электроэнергии на воздушное отопление, кВт·ч/(м²·год), в соответствии с формулой (45) составляет:

w_э.от.1=1,47;

w_э.от.2=0,90;

w_э.от.3=0,72.

Расход электроэнергии на общее искусственное освещение кВт·ч/(м²·год) с учетом относительного распределения площади корпуса по разрядам зрительной работы и разного времени использования искусственного освещения в соответствии с формулой (47) составляет:

w_э.и.1=14,2;

w_э.и.2=19,9;

w_э.и.3=24,4.

Суммарные энергозатраты на освещение, кг/(м²·год), в соответствии с формулами (43), (44) и (46) составляют:

w_усл.1=41,2·0,207+0,33(1,47+14,2)=13,70;

w_усл.2=41,2·0,127+0,33(0,90+19,9)=12,09;

w_усл.3=41,2·0,101+0,33(0,72+24,4)=12,45.

Таблица 40

15. Результаты технико-экономических расчетов приведены в табл. 40. Анализ данных табл. 40 показывает, что наилучшим является 2-й вариант освещения: по сравнению с 1-м вариантом он на 18% экономичнее по приведенным затратам и на 12% экономичнее по суммарным энергозатратам. Экономия приведенных затрат, руб/(м²·год), составляет:

П_осв.1-П_осв.2=2,72-2,24=0,48.

Рис. 21. Схема размещения зенитных фонарей размером 3´6 м в ячейке размером 48´72 м (КЕО=3,1%)

Экономия условного топлива, кг/(м²·год):

w_усл.1-w_усл.2=13,70-12,09=1,61.

16. Количество фонарей и размещение их в покрытии принимаем по 2-му варианту согласно схеме (рис. 21).

ПОМЕЩЕНИЯ С ШАХТНЫМИ ФОНАРЯМИ

4.10. К помещениям с шахтными фонарями рекомендуется относить производственные помещения с межферменным этажом или подвесными потолками, а также читальные, лекционные, выставочные, торговые и обеденные залы с подвесными потолками.

Размещать шахтные фонари следует с учетом конструктивных элементов покрытия, инженерных коммуникаций и инженерного оборудования, размещаемых в межферменном этаже или пространстве подвесного потолка, а также в увязке с расположением светильников и с учетом требований равномерности освещения:

а) в плане квадратные и круглые фонари рекомендуется размещать по углам квадрата, а прямоугольные - по углам прямоугольника с соотношением сторон в поперечном и продольном направлениях, соответствующим соотношению сторон основания светопроводной шахты;

б) в целях обеспечения равномерности освещения размеры выходных отверстий фонарей должны быть не более 0,25-0,5 высоты помещения, а расстояние между крайним рядом фонарей и стеной для светопроема не должно превышать 0,5 расстояния между средними рядами;

в) фонари рекомендуется размещать между фермами покрытия на площади, свободной от инженерных коммуникаций и оборудования.

4.11. Шахтные фонари рекомендуется устраивать на базе типовых решений зенитных фонарей. Верхнее основание светопроводной шахты стыкуется с нижним основанием зенитного фонаря, выходное отверстие светопроводной шахты должно быть на уровне потолка основного помещения.

4.12. Отделку внутренних полостей шахтных фонарей диффузного света выполняют белыми красками по тщательно подготовленной, выровненной грунтовкой поверхности.

4.13. Светопроводные шахты направленного света конструктивно выполняются следующим образом:

а) стенки шахты из листовой стали с антикоррозионным покрытием облицовываются алюминиевой технической фольгой толщиной не менее 0,2 мм и крепятся по контуру алюминиевыми накладками и самонарезающими винтами;

б) стенки шахты из асбоцементных листов обклеиваются алюминиевой фольгой толщиной 0,05-0,08 мм. Для наклеивания фольги целесообразно использовать каучуковые клеи типов 88-Н, 88-НП и 78-БУС. Асбоцементные листы с наклеенной фольгой крепятся к каркасу шахты с помощью алюминиевых фасонных профилей и самонарезающих винтов;

в) каркас шахты из алюминиевого профиля облицовывается листами алюминиевой технической фольги толщиной 0,5 мм, которые крепятся болтами после предварительного натяжения.

4.14. Выбор шахтных фонарей в зависимости от назначения зданий, высоты помещения и разряда зрительной работы рекомендуется производить согласно табл. 41.

4.15. В производственных зданиях с кондиционированным режимом выходное основание светопроводной шахты рекомендуется заполнять армированным стеклом.

4.16. При расположении зданий в III и IV климатических районах в шахтных фонарях, у которых i_ф³0,5 необходимо применять солнцезащитные устройства.

4.17. Суммарная площадь шахтных фонарей в зданиях не должна превышать, как правило, 20% освещаемой площади пола.

Пример расчета естественного освещения помещения с шахтными фонарями. Определить значения КЕО в точках характерного разреза в производственном цехе с шахтными фонарями.

1. Исходные данные. Цех размером в плане 18´18 м; высота цеха от условной рабочей поверхности до подвесного потолка 10 м; шахтные фонари направленного света размером в плане l,5´15 м и высотой h_ф=3,8 м.

2. Средневзвешенный коэффициент диффузного отражения потолка, стен и пола r_ср=0,4; коэффициент направленного отражения стенок фонаря r_н=0,7; световой проем фонаря заполнен двойным листовым стеклом по металлическим переплетам.

Таблица 41

Рис. 22. Схема размещения шахтных фонарей

3. Загрязнение остекления незначительное - воздушная среда в цехе содержит менее 1 мг/м³ пыли, дыма и копоти.

Решение.

1. На плане размещения фонарей в цехе нумеруем расчетные точки и фонари (рис. 22).

2. По плану с учетом масштаба рис. 22 определяем расстояние l_ф от каждой из расчетных точек до центров шахтных фонарей и заносим в табл. 42.

3. По заданной высоте помещения h_p и расстояниям l_ф вычисляем tga и заносим их в табл. 42.

4. По tg a определяем значение угла a.

5. Определяем по рис. 16 значения q(a) для всех расчетных точек и фонарей и заносим их в табл. 42.

6. Определяем индекс шахтного фонаря i_ф по формуле

.

7. Определяем коэффициент светопередачи шахтного фонаря по рис. 18. Для шахтного фонаря с индексом i_ф=0,22 и коэффициентом направленного отражения r_н=0,7

К_с=0,38.

8. Определяем показатель степени косинуса т по формуле m=2+2/К_c=2+2/0,38=7,25.

9. Вычисляем cos^ma для всех расчетных точек и фонарей и заносим их в гр. 8 табл. 42.

10. Вычисляем произведение q(a)cos^ma для всех расчетных точек и фонарей и заносим в гр. 9 табл. 42.

11. Вычисляем для каждой расчетной точки сумму  и заносим ее в гр. 10 табл. 42.

12. Вычисляем e_j по формуле (5) и заносим в гр. 11 табл. 42.

13. По заданным параметрам остекления по главе СНиП II-4-79 находим, что коэффициент светопропускания двух слоев стекла t₁=0,8 коэффициент, учитывающий потери света в металлических двойных глухих переплетах t₂=0,8; коэффициент, учитывающий потери света в защитной сетке t₅=0,9; коэффициент запаса К_з=1,5.