Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство науки и высшего образования РФ

ФГБОУ ВО «Бурятский государственный университет имени Доржи Банзарова»

Факультет биологии, географии и землепользования

Кафедра земельного кадастра и землепользования

Доклад

Естественное освещение и инсоляция жилых помещений

Выполнил: студент группы 01410

Шабанов Жамсо Зориктуевич

Улан-Удэ, 2022

Оглавление

• 1. Естественное освещение
• 2. Нормирование естественного освещения
• 3. Инсоляция жилых помещений
• Список литературы

1. Естественное освещение

Естественное освещение помещений обеспечивается прямыми солнечными лучами (инсоляция), рассеянным светом с небосвода и отраженным светом противостоящего здания и поверхностью покрытия. Отсутствие естественного света вызывает явление «светового голодания», т.е. состояние организма, обусловленное дефицитом ультрафиолетового облучения и проявляющееся в нарушении обмена веществ и снижении резистентности организма. Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь естественное освещение.

Естественное освещение помещений обусловлено световым климатом, т.е. условиями наружного естественного освещения, которые зависят от общих климатических условий местности, степени прозрачности атмосферы, а также отражающей способности окружающих предметов.

На уровень естественного освещения помещений оказывает также влияние географическая широта местности, ориентация здания по сторонам света, наличие затенения окон противостоящим зданием, которое в свою очередь зависит от расстояния между ними, высоты и цвета стен, а также близости зеленых насаждений. Большое значение имеет величина оконных проемов, их форма и расположение.

Все эти факторы определяют продолжительность и интенсивность освещения помещения прямыми солнечными лучами, т.е. инсоляционный режим помещений. Гигиеническая классификация продолжительности инсоляции помещений учитывает общеоздоровительный, бактерицидный и психофизиологический эффекты прямого солнечного света, а также оптимальное сочетание всех факторов при соблюдении минимальных значений каждого из них. Рассеянный и отраженный свет, поступающий в помещение, не содержит многих частей солнечного спектра как видимого, так и ультрафиолетового диапазона, поглощенных различными объектами (поверхность земли, деревья, стены зданий, облака и др.), и поэтому с физиолого-гигиенических позиций не может считаться полноценным (таб. 1).

Таблица 1. Гигиеническая классификация продолжительности инсоляции

Гигиенические нормативы инсоляции дифференцированы по широте местности на определенные периоды года, для которых регламентировано нормативное время инсоляции (СанПиН2.2.1/2,1.1.1076- 01 «Гигиенические требования к инсоляции и солнцезащите помещений жилых и общественных зданий и территорий»): для северной зоны (севернее 58? северной широты) с 22 апреля по 22 августа не менее 2,5 ч; для центральной зоны (58-48? северной широты) с 22 марта по 22 сентября не менее 2 ч; для южной зоны (южнее 48? северной широты) с 22 февраля по 22 октября не менее 1,5 ч.

Различают три основных типа инсоляционного режима (табл. 2), а также различные варианты их сочетаний. Например, по продолжительности инсоляции режим может быть умеренным, а по температурным параметрам - максимальным.

Инсоляционный режим необходимо учитывать при ориентации помещений различного функционального назначения. Ориентация окон в северных широтах на южную сторону обеспечивает более высокие уровни освещенности и длительную инсоляцию по сравнению с северным направлением. В средних и южных широтах для жилых, учебных зданий и основных производственных помещений аптек (асептический блок, ассистентская, комната провизора-аналитика, расфасовочная, кабинет управляющего) наилучшей ориентацией, обеспечивающей достаточную освещенность и инсоляцию помещений без перегрева, является южная и юго-восточная, восточная стороны. Она способствует в определенной мере санации воздуха, происходящей за счет проникновения и воздействия солнечных лучей, бактерицидной энергии которых достаточно для оздоровления внутренней среды помещения в обычных условиях.

Таблица 2. Типы инсоляционного режима помещений умеренной климатической зоны северного полушария

На север, северо-запад, северо-восток следует ориентировать помещения, в которых не требуется высокая инсоляция или необходимо предупредить действие прямых солнечных лучей. Это вспомогательные помещения аптек (материальные помещения, моечная, дистилляционно-стерилизационная), помещения больниц (операционные, реанимационные, перевязочные, процедурные кабинеты, пищеблоки), кабинеты черчения, рисования, информатики и физкультурные залы детских и учебных учреждений, кухни жилых зданий. Эта ориентация обеспечивает равномерное естественное освещение помещений и исключает перегрев. Западная ориентация обусловливает перегрев помещений летом и недостаток солнечной инсоляции зимой.

Освещенность помещений зависит также от степени отражения света, которая определяется окраской потолка, стен, пола и оборудования в самом помещении. Темные цвета поглощают большое количество света, а светлая окраска увеличивает освещенность за счет отраженного света. Белый цвет и светлые тона обеспечивают отражение световых лучей на 70-90%, светло-желтый цвет - на 60%, светло-зеленый - на 46%, цвет натурального дерева - на 40%, голубой - на 25%, темно-желтый - на 20%, светло-коричневый - на 15%, темно-зеленый - на 10%, синий и фиолетовый - 6-10%.

В помещениях для отделки потолка рекомендован белый цвет, для стен - светлые тона желтого, бежевого, розового, зеленого, голубого, для мебели - цвет натурального дерева, для дверей и оконных рам - белый. Рекомендации по цветовому оформлению помещений должны учитывать влияние видимого света на организм человека. Красно-желтые цвета оказывают бодрящее действие, сине-фиолетовые - успокаивающее. В северных районах для окраски стен помещений рекомендованы оттенки желтого и оранжевого цвета, имитирующие солнечный свет, в южных районах - оттенки зеленовато-голубого, смягчающие блеск солнечного света в помещении.

На уровень естественного освещения влияют качество и чистота стекол, стен, потолка, затененность окон шторами, наличие высоких цветов на подоконниках. Так, загрязненные стены отражают свет в 2 раза меньше, чем недавно покрашенные. Закопченный потолок уменьшает освещенность комнаты на одну треть.

В зависимости от места расположения световых проемов естественное освещение подразделяется на боковое (через окна), верхнее (через световые фонари) и комбинированное (верхнее и боковое).

Естественное освещение нормируется в относительных величинах в зависимости от прихода светового потока Солнца (коэффициент естественной освещенности, световой коэффициент, угол падения и угол отверстия). Для гигиенической оценки естественного освещения используются светотехнический и геометрический (графический) методы исследования. С помощью светотехнического метода определяют коэффициент естественной освещенности (КЕО). Коэффициент естественной освещенности показывает, какую часть в процентах составляет естественная освещенность на рабочем месте внутри помещения, создаваемая светом неба (непосредственным или после отражения), к одновременному значению естественной освещенности на горизонтальной поверхности вне здания под открытым небом.

Для определения освещенности применяются фотоэлектрические люксметры типа Ю-116 с селеновым фотоэлементом и системой светофильтров (рис. 1) и люксметры типа Аргус-01 с полупроводниковым кремниевым фотодиодом. Механизм действия люксметра Ю-116 основан на преобразовании энергии светового потока в электрическую. Воспринимающая часть прибора - селеновый фотоэлемент соединен с гальванометром, шкала которого отградуирована в люксах. Световой поток, падающий на фотоэлемент, преобразуется в нем в электрический ток, который регистрируется гальванометром. Люксметры разных типов имеют 1, 2 или 3 шкалы для измерения освещенности в трех диапазонах: от 0 до 25 лк, от 0 до 100 лк и от 0 до 500 лк, а также и набор светофильтров, что позволяет измерять освещенность в большом диапазоне (от 0,5-1 до 30-50 тыс люкс).

Рис. 1. Люксметр Ю-116 с набором светофильтров

Величины КЕО нормируются в помещениях в зависимости от их функционального назначения. Диапазон величин КЕО для жилых помещений колеблется от 0,5 до 1%.

Таблица 3. Значение коэффициента естественной освещенности для различных помещений аптек (СНиП 23-05-95)

КЕО при естественном освещении для различных помещений аптек в зависимости от их функционального назначения устанавливается при оптимальной ориентации помещений и минимальной продолжительности инсоляции их фасадов прямыми солнечными лучами. При этом учитывается характер зрительной работы и световой климат. Таким образом установлены минимальные величины КЕО для наиболее удаленных от окон точек помещения аптек (табл. 4).

С помощью геометрического метода определяются световой коэффициент (СК), коэффициент заглубления (КЗ), угол падения и угол отверстия. Световой коэффициент выражает отношение площади световой (остекленной) поверхности окон, принимаемой за единицу, к площади пола помещения. Для расчета светового коэффициента измеряют площадь остекления окон и площадь пола (в м²), а затем вычисляют их отношение. Световой коэффициент в жилых и детских дошкольных учреждениях рекомендован на уровне 1:5-1:6, в учебных помещениях 1:4-1:5. При проектировании аптек необходимо учитывать, чтобы СК был не ниже указанных величин (табл. 4).

Таблица 4. Значение светового коэффициента в аптечных помещениях

Коэффициент заглубления выражает отношение расстояния от пола до верхнего края окна к глубине помещения. КЗ не должен превышать 2,5, что обеспечивается глубиной помещения до 6 м.

Оценка естественного освещения только по световому коэффициенту и коэффициенту заглубления может оказаться неточной, так как не учитывается возможность затенения окон противоположно стоящими зданиями и деревьями, поэтому для уточнения оценки дополнительно определяется угол падения световых лучей и угол отверстия.

Угол падения показывает, под каким углом световые лучи из окна падают на освещаемую горизонтальную рабочую поверхность в помещении. В том случае, если из-за противостоящего здания или деревьев в комнату попадает не прямой солнечный свет, а только отраженные лучи, их спектр лишен коротковолновой, самой эффективной в биологическом отношении части - ультрафиолетовых лучей. Угол падения света на рабочем месте должен быть не менее 27. Угол, в пределах которого в определенную точку помещения попадают прямые лучи с небосвода, носит название угла отверстия. Угол отверстия должен быть не менее 5. Определение и оценка величин углов падения света и отверстия должна проводиться по отношению к самым удаленным от окна рабочим местам. Характеристика и оценка достаточности естественного освещения помещения производятся в соответствии с гигиеническими нормативами.

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.

Размещено на Allbest.ru