Доклад: Естественное освещение и инсоляция жилых помещений

2. Нормирование естественного освещения

Естественное освещение характеризуется чрезвычайно широким диапазоном изменения освещенности. Эти изменения связаны со временем суток, года и метеорологическими факторами: характером облачности и отражающими способностями земного покрова. Поэтому естественное освещение задается не величиной освещенности, а коэффициентом естественной освещенности (к.е.о.).

К.е.о. представляет собой выраженное в процентах отношение освещенности в данной точке помещения (Евн) к одновременной освещенности наружной точки (Ен), находящейся на одной горизонтальной плоскости с внутренней, освещенной рассеянным светом всего небосвода.

Освещенность измеряется специальным прибором - люксметром. Это фотоэлемент, заключенный в оправу-держатель, закрытый стеклом (для защиты от прямых солнечных лучей). При попадании света на фотоэлемент, на нем в фотоактивном слое (селен) создается поток электронов, который по проводящим путям поступает на гальванометр. Гальванометр отградуирован в люксах. Для расширения диапазона измерения используют съемные фильтры (1:10; 1:100 и 1:1000).

Экспериментальное определение к.е.о. требует одновременного измерения освещенности внутри помещения и снаружи. Замеры должны проводиться одновременно, когда небо затянуто облаками. Порядок определения к.е.о. следующий: в помещении выбирается базовая точка, хорошо освещаемая естественным светом; люксметр укладывается на горизонтальную плоскость на высоте один метр от пола; второй люксметр в это время располагается на крыше здания; по сигналу синхронно проводятся замеры освещенности на обоих люксметрах; таких замеров выполняют не менее 10 раз, затем определяются средние значения Евн и Евнут.

Коэффициент естественной освещенности в любой точке помещения величина постоянная.

Пример. Освещенность внутри помещения, измеренная люксметром, равна 120 лк, а под открытым небом - 6000 лк. Определить к.е.о.

,

т.е. освещенность внутри помещения в данной точке составляет 2% от наружной освещенности. К.е.о. нормируется в зависимости от выполняемой в помещении работы и от типа помещения.

При одностороннем боковом естественном освещении нормируется минимальное значение к.е.о. в точке, расположенной на расстоянии один метр от стены, наиболее удаленной от световых проемов, на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности или пола.

При двустороннем боковом освещении нормируется минимальное значение к.е.о. в точке посередине помещения на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности или пола. При верхнем (или верхнем и боковом) естественном освещении нормируется среднее значение к.е.о. в точках, расположенных на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности или пола.

Коэффициент естественной освещенности устанавливается строительными нормами и правилами (СНиП 23-05-95).

Существуют таблицы светового климата для различных регионов России, в которых для каждого месяца и часа указаны средне-ожидаемые значения освещенности вне помещений в день, когда небо затянуто легкими облаками. Фрагмент такой таблицы для средней полосы России (Московская, Свердловская, Челябинская, Новосибирская, Томская, Кемеровская и др. области), установленные СНиП 23-05-95, приведены в таблице 5.

Таблица 5 Фрагмент таблицы светового климата для средней широты России [5]

Например, на доске в аудитории измеренный к.е.о равен 2%. Какова освещенность естественным светом на доске в сентябре с 12 до 13 часов дня?

По таблице освещенности находим, что освещенность вне помещения в сентябре с 12 часов дня до 13 часов равна 11 200 люксов. Следовательно, на доске освещенность в сентябре будет 2% от 11200 = 224 люкса.

Неравномерность естественного освещения производственных и общественных зданий с верхним или комбинированным естественным освещением не должна превышать 3:1. Она характеризуется повышением от максимального значения коэффициента естественной освещенности к минимальному в пределах разреза помещения и является качественной характеристикой систем естественного освещения

В таблице 6 приведены нормативные значения к.е.о. для различных видов работ.

Таблица 6 Нормы проектирования естественного освещения (фрагмент)

3. Инсоляция жилых помещений

1. Настоящие нормы предназначены для Санкт-Петербурга и применяются для определения продолжительности инсоляции помещений и территорий при градостроительном проектировании микрорайонов (кварталов) и архитектурно-строительном проектировании жилых и общественных зданий.

2. Настоящие нормы распространяются на определение инсоляции при проектировании новых и реконструкции существующих микрорайонов и кварталов, при проектировании вновь строящихся и реконструируемых объектов жилищно-гражданского назначения, в помещениях которых нормируется продолжительность инсоляции. Нормы не применяются при капитальном ремонте зданий с сохранением габаритов зданий и функциональных назначений помещений.

3. Настоящие нормы обязательны для всех участников градостроительной деятельности - городских и территориальных органов государственной власти, экспортирующих, контролирующих и согласующих органов, застройщиков, заказчиков, проектных организаций и других юридических лиц независимо от форм собственности и ведомственной принадлежности, а также для физических лиц.

Нормативные ссылки

В настоящих нормах использованы ссылки на следующие документы:

ГОСТ 21.101-97 Основные требования к проектной и рабочей документации.

СНиП 2.07.01-89* Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений.

СНиП 2.08.02-89* Общественные здания и сооружения.

СНиП Здания жилые многоквартирные.

СП Архитектурно-планировочные решения многоквартирных жилых зданий.

СП Здания и помещения с местами труда для инвалидов.

СанПиН 2.2.1/2.1.1.1076-01 Гигиенические требования к инсоляции и солнцезащите помещений жилых и общественных зданий и территорий.

СанПиН 2.4.1.1249-03 Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, содержанию и организации режима работы дошкольных образовательных учреждений.

СанПиН 2.4.2.1178-02 Гигиенические требования к условиям обучения в общеобразовательных учреждениях.

Примечание - При отмене нормативных документов, на которые в настоящих нормах даны ссылки, следует пользоваться документами, введенными взамен отмененных.

1. Термины и определения. Основные обозначения

В документе использованы следующие термины и их определения:

азимут светового проема - направление оси светового проема на точку горизонта, имеющую определенный азимутный угол;

азиметральная геодезическая шкала круга горизонта - применяется в области градостроительства, имеет 360° с отсчетом от точки севера по направлению часовой стрелки;

высота стояния солнца (h) - угловая высота в градусах солнечного луча над горизонтом в определенное время;

инсоляция - облучение поверхностей и пространств прямыми солнечными лучами. В области архитектурно-строительного проектирования термин "инсоляция помещений" означает облучение их солнечными лучами через световые проемы;

инсоляционный график для 60 с. ш. - выполненный в определенном масштабе график, представляющий собой систему радиальных часовых линий и кривых суточного хода теней, создаваемых тенеобразующими элементами (условными стержнями) различной высоты, расположенными в центре графика, при освещении их солнцем в определенный день года;

инсоляционные углы светового проема - горизонтальный и вертикальные углы в пределах которых в помещение возможно проникновение прямых солнечных лучей. При определении инсоляционных углов в расчет принимается часть глубины светового проема, равная расстоянию от наружной плоскости стены до внутренней плоскости переплета;

нормальная плоскость к фасаду - плоскость перпендикулярная фасаду;

планировочные чертежи - эскиз застройки проекта планировки территории, генеральный план (схема генерального плана) участка зданий (комплекса зданий);

расчетная высота затеняющего здания (Hр) - высота, определяемая от уровня расчетной точки до карниза (парапета), аттика, конька (перелома мансардной кровли) и других затеняющих элементов здания;

расчетные помещения - жилые комнаты и помещения общественных зданий, а также встроенные помещения, в которых должна быть обеспечена нормативная продолжительность инсоляции;

расчетная точка - в проектной практике точка на линии фасада контура здания в середине светового проема на планировочном чертеже в определенном масштабе (1:2000, 1:1000, 1:500 и др.), в которой по инсоляционному графику на уровне подоконника определяется продолжительность инсоляции помещения;

световой проем (окна, балконной двери, системы "окно + балконная дверь") - проем в наружной стене здания, размер которого определяется в свету (снаружи);

солнцезащита - устройство неподвижных (стационарных) или подвижных устройств для защиты от попадания прямых солнечных лучей в помещение;

солнцезащитная шахта - светопроводная шахта фонаря;

теневой угол светового проема горизонтальный - угол, образуемый линией фасада и проекцией на горизонтальную плоскость первого и (или) последнего солнечного луча, попадающего в помещение (при отсутствии выступов на фасаде, лоджий, вертикальных ограждений балконов и обрамлений световых проемов);

теневой угол светового проема вертикальный - угол между плоскостью фасада здания и проекцией солнечного луча на нормальную к фасаду плоскость (или лучом, попадающим в помещение при соответствующей высоте стояния солнца) в определенный час и день года (при отсутствии затеняющих горизонтальных элементов фасада с большим выносом: балконов, лоджий, козырьков и т. п.). Высота стояния солнца (или инсоляционный вертикальный угол) нанесена на инсоляционном графике в кружках,

угол затенения горизонтальны - в проектной практике угол, образуемый плоскостью фасада и проекцией на горизонтальную плоскость первого и (или) последнего солнечного луча после прекращения или перед началом затенения вертикальными затеняющими элементами фасада (выступом здания, вертикальными ограждающими конструкциями балконов и лоджий и др.) при отсутствии затеняющих зданий;

угол затенения вертикальный - в проектной практике угол, образуемый плоскостью фасада и проекцией солнечного луча на нормальную к фасаду плоскость (или солнечным лучом, попадающим в помещение при соответствующей высоте стояния солнца) в определенный час и день года после прекращения или перед началом затенения горизонтальными элементами фасада с большим выносом (балконом, лоджией, козырьком, навесом и т. п.) при отсутствии затеняющих зданий;

целярий - специальная солнцезащитная установка, обеспечивающая максимальный доступ рассеянной радиации неба при полном экранировании прямых солнечных лучей.

освещение инсоляция климат

Список литературы

1. Бельд Г. Свет и здоровье. Светотехника 2003. № 1. С. 4-8.

2. Markus T.A. The function of windows. Building Science. 1967. № 2. P. 97-121.

3. Гончаров Н.П., Киреев Н.Н. Зрительная работоспособность при естественном и искусственном освещении. Cветотехника. 1977. № 9. С. 5-7.

4. Киреев Н.Н., Гончаров Н.П. Нормирование совмещённого освещения производственных помещений с учётом неодинаковой эффективности естественного и искусственного освещения. В кн. «НИИСФ, Труды института. Вып. 13 (ХХУП). Строительная светотехника». М.1975 г.

5. СНиП П-А.6-72 «Строительная климатология и геофизика». М.. Стройиздат. 1973.

6. Бартенева О.Д., Полякова Е.А., Русин Н.П. Режим естественной освещённости на территории. СССР. Гидромет. издат. Ленинград. 1971.

7. СНиП 23-05-95* «Естественное и искусственное освещение». М. 2003.

8. СП 367.1325800.2017 «Здания жилые и общественные. Правила проектирования естественного и совмещённого освещения», Минстрой РФ М. 2018.