МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
ІНСТИТУТ ЕНЕРГЕТИКИ ТА СИСТЕМ КЕРУВАННЯ
Кафедра охорони праці
Методичні вказівки
до виконання лабораторної роботи №7
" Природне освітлення. Нормування. Розрахунок "
Для студентів денної форми навчання всіх спеціальностей з курсу «Основи охорони праці»
Затверджено на засіданні
кафедри охорони праці
Протокол № від 2009 р
Львів 2009 р.
1.Теоретичні відомості
Природне освітлення – це освітлення приміщень світлом неба (прямим і відбитим), яке проходить крізь світлові прорізи в зовнішніх огороджуючих конструкціях
Приміщення з постійним перебуванням людей повинно мати, як правило, природне освітлення (в окремих випадках, визначених ДБН допускається проектування приміщень без природнього освітлення). Природне освітлення (ПО) поділяється на: бокове (одно - або двостороннє), що здійснюється через світлові отвори (вікна) в зовнішніх стінах; верхнє, що здійснюється через ліхтарі та отвори в дахах і перекриттях; комбіноване – це поєднання верхнього та бокового освітлення.
Природне освітлення має важливе фізіолого - гігієнічне значення для працівників. Воно сприятливо впливає на органи зору, стимулює фізіологічні процеси, підвищує обмін речовин та покращує розвиток організму в цілому . Сонячне випромінювання зігріває та знезаражує повітря, очищуючи його від збудників багатьох хвороб. ПО по відношенню до штучного не вимагає затрат на експлуатацію.
Природне освітлення має такі недоліки:
- змінюється протягом доби та року, в різну погоду;
- нерівномірно розподіляється по площі приміщень;
- за незадовільної його організації може спричинити засліплення органів зору.
На рівень освітленості приміщення впливають такі чинники: світловий клімат, площа та орієнтація світлових отворів; ступінь чистоти скла у світлових отворах; колір стін та стелі приміщення; глибина приміщення; наявність предметів, що заступають вікно як із середини так і ззовні приміщення.
Оскільки природне освітлення непостійне впродовж дня, кількісна його оцінка проводиться за відносним показником – коефіцієнтом природної освітленості (КПО):
,
де - освітленість в даній точці заданої площини (робочому місці) всередині приміщення;
- освітлення ззовні приміщення на цій же горизонтальній площині світлом повністю відкритого небосхилу.
Фактичний КПО визначають відношенням заміряної освітленості на робочому місці у виробничому приміщенні до одночасної освітленості зовні приміщення у горизонтальній площині при відкритому небосхилі (щоб ніщо не затінювало фотоелемент люксметра) і дифузному світлі (сонце закрите хмарою)
За умовну робочу поверхню приймається горизонтальна поверхня на висоті 0,8 м від підлоги
Нормоване значення КПО визначається за формулою
eн = е0 x m
де е0– нормоване значення КПО, яке задається „Державними будівельними нормами” (ДБН В.2.5.28-2006) в залежності від розряду виконуваних робіт. В основу визначення КПО також покладено розмір об’єкта розпізнавання ;
ДБН встановлюють 8 розрядів зорової роботи:
І – найвищої точності при мінімальному еквівалентному розмірі об'єкта розрізнення менше 0,15 мм
ІІ – дуже високої точності (мінімальн. еквівалент. розмір об'єкта розрізнення від 0,15 до 0,30 мм)
ІІІ – високої точності (мінімальн. еквівалент. розмір об'єкта розрізнення від 0,30 до 0,50 мм)
ІV – середньої точності (мінімальн. еквівалент. розмір об'єкта розрізнення від 0,5 до 1,00 мм)
V – малої точності (мінімальн. еквівалент. розмір об'єкта розрізнення від 1,0 до 5 мм)
VІ – груба (мінімальн. еквівалент. розмір об'єкта розрізнення більше 5 мм)
VIІ – робота з матеріалами, які світяться (мінімальн. еквівалент. розмір об'єкта розрізнення більше 5 мм)
VIIІ – загальне спостереження за ходом процесу (незалежно від мінімальн. еквівалент. розмір об'єкта розрізнення, фону та контрасту)
– коефіцієнт світлового клімату, який враховує особливості світлового клімату. Світловий клімат – сукупність умов природного освітлення і даній місцевості (освітленість на горизонтальній та різноорієнтованих вертикальних поверхнях, створювана прямим і розсіяним світлом сонця, тривалість сонячного сяйва і альбедо підстилаючої поверхні) за період понад 10 років;
Для бокового освітлення КПО(0,5-3,5% , а для верхнього та комбінованого КПО(1,0-10%.
Мінімальне значення КПО нормується у виробничих приміщеннях в точці, розташованій на перетині вертикальної площини характерного перерізу приміщення і умовної робочої поверхні (при двосторонньому боковому, верхньому та комбінованому освітленні) або в точці перетину умовної робочої поверхні та вертикальної площини перерізу на відстані 1 м від стіни, найбільше віддаленої від світлових прорізів.
У виробничих приміщеннях із зоровою роботою І-ІІІ розрядів слід використовувати суміщене освітлення, хоча допускається застосовувати верхнє природне освітлення при нормованих значеннях КПО відповідно 10 % для І розряду, 7% – для ІІ розряду і 5% для ІІІ.
Розрахунок природного освітлення полягає у визначенні площі світлових отворів (вікон, ліхтарів) у відповідності нормованих значень КПО.
Площа вікон при боковому освітленні визначається за допомогою наступного співвідношення:
,
Площа вікон при верхньому освітленні визначається за допомогою наступного співвідношення
де Sв – площа світлових отворів (вікон чи ліхтарів), які є в зовнішніх стінах освітлюваного приміщення ;
– площа підлоги приміщення, ;
– нормоване значення КПО для заданого світлового клімату;
– коефіцієнт запасу; (таблиця 2 методичних вказівок до лаб роботи № 7)
– коефіцієнт світлової характеристики вікон за табл. 1;
– коефіцієнт, що враховує затінення вікон будівлями, що стоять навпроти за табл. 2;
– коефіцієнт, що враховує підвищення КПО завдяки світлу відбитому від поверхонь фасадів протилежних до приміщення будинків та поверхневого шару, що прилягає до будівлі. Середньозважений коефіцієнт відбивання в розрахунках приймається 0,2;
– загальний коефіцієнт світлопропускання вікна, який дорівнює
,
де – коефіцієнт пропускання світла матеріалом за табл. 3
– коефіцієнт, який враховує втрати світла в оправі світлового отвору за табл. 3;
– коефіцієнт, який враховує втрати в несучих конструкціях за табл. 3(при бічному освітленні );;
– коефіцієнт, який враховує втрати в сонцезахисних пристроях за табл. 4;
– коефіцієнт, який враховує втрати в захисній сітці, .
— світлова характеристика ліхтаря або світлового отвору в площині покриття, визначувана за табл. 6 і 7
— коефіцієнт, що враховує тип ліхтаря, визначуваний по табл. 6
Необхідна кількість вікон nв = Sв / S1, де S1 – площа одного вікна.
Порядок виконання розрахункової роботи
1. За розрядом зорової роботи визначити нормоване значення КПО е0
2. За місцевістю визначити коефіцієнт світлового клімату m і обчислити КПО eн
3. Розрахувати площу вікон при боковому або верхньому освітленні при значеннях коефіцієнтів з умов завдання і таблиць
4.Визначити площу вікна і необхідну кількість вікон (ліхтарів)
Таблиця 0 Норми освітленості робочого місця
Характеристика
зорової роботи
Найменший або
еквівален-тний розмір об’єкту розрізнення, мм
Розряд зорової
роботи
Підрозряд
зорової
роботи
Контраст
об’єкту з
фоном
Характерис-
тика фону
Штучне освітлення
Природнє освітлення
Сумісне освітленняние
Освітленість, люкс
Поєднання нормованих
величин показника осліплення і коефіцієнта пульсанії
КПО, еН, %
при системі комбінованого освітлення
при системі загального освітлення
при верхньому і комбінованому освітленні
при боко-вому освітленні
при верхньому і комбінованому освітленні
при боко-вому освітленні
всього
в т. Ч. Від загального
Р
Кп, %
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Найвищої точності
Менее 0,15
I
а
Малий
Темний
5000 4500
500
500
(
(
20
10
10
10
б
Малий
Середній
Середній
Темний
4000
3500
400
400
1250
1000
20
10
10
10
(
(
6,0
2,0
в
Малий
Середній
Великий
Світлий
Середній
Темний
2500
2000
300
200
750
600
20
10
10
10
г
Середній
Великий
«
Світлий
«
Середній
1500
1250
200
200
400
300
20
10
10
10
Дуже високої точності
От 0,15 до 0,30
II
а
Малий
Темний
4000
3500
400
400
(
(
20
10
10
10
б
Малий
Середній
Середній
Темний
3000
2500
300
300
750
600
20
10
10
10
в
Малий
Середній
Великий
Світлий
Середній
Темний
2000
1500
200
200
500
400
20
10
10
10
(
(
4,2
1,5
г
Середній
Великий
«
Світлий
Світлий
Середній
1000
750
200
200
300
200
20
10
10
10
Високої точності
От 0,30 до 0,50
III
а
Малий
Темний
2000
1500
200
200
500
400
40
20
15
15
б
Малий
Середній
Середній
Темний
1000
750
200
200
300
200
40
20
15
15
в
Малий
Середній
Великий
Світлий
Середній
Темний
750
600
200
200
300
200
40
20
15
15
(
(
3,0
1,2
г
Середній
Великий
«
Світлий
«
Середній
400
200
200
40
15
Середньої точності
Св. 0,5
до 1,0
IV
а
Малий
Темний
750
200
300
40
20
б
Малий
Середній
Середній
Темний
500
200
200
40
20
4
1,5
2,4
0,9
в
Малий
Середній
Великий
Світлий
Середній
Темний
400
200
200
40
20
г
Середній
Великий
«
Світлий
«
Середній
(
(
200
40
20
Малої точності
Св. 1 до 5
V
а
Малий
Темний
400
200
300
40
20
б
Малий
Середній
Середній
Темний
(
(
200
40
20
3
1
1,8
0,6
в
Малий
Середній
Великий
Світлий
Середній
Темний
(
(
200
40
20
г
Середній
Великий
«
Світлий
«
Середній
(
(
200
40
20
Груба (дуже малої точності)
Более 5
VI
Незалежно від характеристик фону і контрасту об’єкта з фоном
(
(
200
40
20
3
1
1,8
0,6
Робота із світними матеріалами і виробами в гарячих цехах
Більше0,5
VII
Незалежно від характеристик фону і контрасту об’єкта з фоном
(
(
200
40
20
3
1
1,8
0,6
Загальний нагляд за ходом виробничого процесу:
постійний
VIII
а
Незалежно від характеристик фону і контрасту об’єкта з фоном
(
(
200
40
20
3
1
1,8
0,6
періодичний при постійному перебуванні людей в приміщенні
б
Незалежно від характеристик фону і контрасту об’єкта з фоном
(
(
75
(
(
1
0,3
0,7
0,2
періодичний при періодичному перебуванні людей в приміщенні
в
Незалежно від характеристик фону і контрасту об’єкта з фоном
(
(
50
(
(
0,7
0,2
0,5
0,2
Загальний нагляд за інженерними комунікаціями
г
Незалежно від характеристик фону і контрасту об’єкта з фоном
(
(
20
(
(
0,3
0,1
0,2
0,1
Таблиця 1 – Значення світлової характеристики вікон при боковому освітленні
Відношення довжини приміщення до його глибини В
Значення світлової характеристики при відношенні глибини приміщення В до його висоти від рівня умовної робочої поверхні до верху вікна
1
1.5
2
3
4
5
7,5
10
4 і більше
3
2
1,5
1
0,5
6,5
7,5
8,5
9,5
11
18
7
8
9
10,5
15
23
7,5
8,5
9,5
13
16
31
8
9,5
10.5
15
18
37
9
10
11.5
17
21
45
10
11
13
19
23
24
11
12.5
15
21
26,5
66
12.5
14
17
23
29
—
Таблиця 2-1 – Значення коефіцієнта , що враховує затінювання вікон протистоячими будівлями залежно від відношення відстані між даною і протистоячою будівлею Р до висоти розташування карнизу протистоячої будівлі над підвіконням даного вікна Н ЗД
Р/НЗД
КЗД
0,5
1
1.5
2
3 і більше
1.7
1,4
1,2
1,1
1
Таблиця 3 – Значення коефіцієнтів , і
Вид світлопропускаючого матеріалу
Значе-ння
Вид палітурки
Значе-ння
Несучі конструкції покриттів
Значе-ння
Скло віконне листове:
одинарне
подвійне
потрійне
Стекло вітринне завтовшки 6 — 8 мм
Скло листове армоване
Скло листове візерунчасте
Стекло листове із спеціаль ними властивостями:
сонцезахисне
контрастне
Органічне скло:
прозоре
молочне
Порожнисті скляні блоки:
світлорозсіюючі
світлопрозорі
Склопакети
0,9
0,8
0,75
0,8
0,6
0,65
0,65
0,75
0,9
0,6
0,5
0,55
0,8
Палітурки для вікон і ліхтарів промислових будівель:
а) дерев'яні:
одинарні
спарені
подвійні роздільні
б) сталеві:
одинарні, що відкриваються
одинарні глухі
подвійні, що відкриваються
подвійні глухі
Палітурки для вікон житлових. громадських і допоміжних будівель:
а) дерев'яні: одинарні
спарені подвійні роздільні з потрійним склінням
б) металеві:
одинарні
спарені
подвійні роздільні
з потрійним склінням
Склозалізобетонні панелі з порожнистими скляними блоками при товщині шва:
20 мм і менш
більше 20 мм
0,75
0,7
0,6
0,75
0,9
0,6
0,8
0,8
0,75
0,65
0,5
0,9
0,85
0,8
0,7
Сталеві ферми
Залізобетонні й дерев'яні ферми і арки
Балки й рами суцільні при висоті перетину:
50 см і більше
менше 50 см
0,9
0,8
0,8
0,9
Примітка: Значення коефіцієнтів і для профільного скла і конструкцій з нього приймати відповідно до “Вказівок з проектування, монтажу і експлуатації конструкцій з профільного скла”.
Таблиця 4 – Значення коефіцієнта
Сонцезахисні пристрої, вироби і матеріали
Коефіцієнт, що враховує втрати світла в сонцезахисних пристроях,
1. Регульовані жалюзі , що збираються в штори (міжскляні, внутрішні, зовнішні)
2. Стаціонарні жалюзі й екрани із захисним кутом не більше 45° при розташуванні пластин жалюзі або екранів під кутом 90° до площини вікна:
горизонтальні
вертикальні
3. Горизонтальні козирки:
із захисним кутом не більше 30°
із захисним кутом від 1°5 до 45° (багатосхідчасті)
1
0,65
0,67
0,8
0,9 – 0,6
Таблиця 5 – Значення коефіцієнта
Відношення висоти приміщення, що приймається від умовної робочої поверхні до нижньої грані скління Нф, до ширини прольоту l1
Значення коефіцієнта
Середньозважений коефіцієнт відбиття стелі, стін і підлоги
Кількість прольотів
1
2
3 і більше
1
2
3 і більше
1
2
3 і більше
2
1
0,75
0,5
0,25
1,7
1,5
1,45
1,4
1,35
1,5
1,4
1,35
1,3
1,25
1,15
1,15
1,15
1,15
1,15
1,6
1,4
1,35
1,3
1,25
1,4
1.3
1,25
1,2
1.15
1,1
1,1
1,1
1,1
1,1
1,4
1,3
1,25
1,2
1,5
1,1
1,1
1,1
1,1
1,1
1,05
1,05
1.05
1,05
1,05
Таблиця 6 – Значення коефіцієнта Кф
Тип ліхтаря
Значення коефіцієнта
Світлові отвори в площині покриття, стрічкові
Світлові отвори в площині покриття, штучні
Ліхтарі з похилим двостороннім засклінням (трапецієвидні)
Ліхтарі з вертикальним двостороннім засклінням (прямокутні)
Ліхтарі з одностороннім похилим засклінням (шеди)
Ліхтарі з одностороннім вертикальним засклінням (шеди)
1
1,1
1,15
1,2
1,3
1,4
Таблиця 7 – Значення світлової характеристики ліхтарів (прямокутних, трапецевидних і шед)
Тип ліхтарів
Кількість прольотів
Значення світлової характеристики ліхтарів
Відношення довжини приміщення до ширини прольоту
від 1 до 2
від 2 до 4
більше 4
Відношення висоти приміщення H до ширини прольоту
від 0,2 до 0.4
від 0,4
до 0,7
від 0,7 до 1
від 0,2
до 0,4
від 0,4 до 0,7
від 0.7 до 1
від 0,2 до 0,4
від 0,4
до 0,7
від 0,7 до 1
З вертикальним двостороннім засклінням (прямокутні, М-образні)
1
2
3 і більше
5,8
5,2
4,8
9,4
7,5
6,7
16
12,8 11.4
4,6
4
3,8
6,8
5,1
4,5
10,5
7,8
6,9
4.4
3,7
3,4
6,4
6.4
4
9,1
6,5
5,6
З похилим двостороннім склінням
1
2
3 і більше
3,5
3.2
3
5.2
4,4
4
5,2
5,3
4,7
2,8
2,5
2,35
3,8
3
2,7
4.7 4,1 3,7
2.7
2,3
2,1
3.6 2,7 2,4
4,1
3,4
3
З вертикальним одностороннім склінням (шеди)
1
2
3 і більше
6,4
6,1
5
10,5
8
6.5
15,2
11
8,2
5,1 4.7 4
7,6
5,5
4,3
10
6,6
5
4,9
4,35
3.6
7,1
5 3,8
8,5
5,5
4,1
З похилим одностороннім склінням (шеди)
1
2
3 і більше
3,8
3
2,7
4,55
4,3
3,7
6,8
5,7
5,1
2,9 2,3 2.2
3,4
2.9
2,5
4,5
3,5
3.1
2,5
2,1
5 2
3,2
2,65
2,25
3,9
2,9
2,5
Таблиця 8 – Значення коефіцієнта
Відношення глибини приміщення S до висоти від рівня умовної робочої поверхні до верху вікна h1
Відношення відстані розрахункової точки від зовнішньої стіни до глибини приміщення В
Значення при бічному освітленні
Значення при бічному двосторонньому освітленні
Середньозважений коефіцієнт відбиття стелі, стін і підлоги
0,5
0,4
0,3
0,5
0,4
0,3
Відношення довжини приміщення до його глибини
0,5
1
2 і
більше
0,5
1
2 і більше
0,5
1
2 і більше
0,5
1
2 і більше
0,5
1
2 і більше
0,5
1
2 і більше
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Від 1 до 1,5
0,1
0,5
1
1,05 1,4
2,1
1,05 1,3 1,9
1,05 1,2
1,5
1,05 1,2 1,8
1,05 1,15 1,6
1
1,1
1,3
1,05 1,2 1,4
1
1,1 1,3
1
1,1
1,2
1,05 1,35 1,6
1,05 1,25 1,4
1,05
1,15
1,25
1,05 1,15
1,45
1,05 1,1 1,3
1
1,1
1,15
1,05 1,1 1,25
1
1,1
1,15
1
1,1
1,1
Більше 1,5 до 2,5
0
0,3
0,5
0,7
1
1,05 1,3 1,85 2,25
3,8
1,05 1,2 1,6
2
3,3
1,05
1,1
1,3
1,7
2,4
1,05 1,2 1,5 1,7
2,8
1,05 1,15 1,35 1,6 2,4
1,05
1,1
1,2
1,3
1,8
1,05 1,15 1,3 1,55 2
1
1,1 1,2 1,35 1,8
1
1,05 1,1
1,2
1,5
1,05
1,3
1,8
2,1
2,35
1,05 1,2 1,45 1,75 2
1,05
1,1
1,25
1,5
1,6
1,05 1,2
1,4 1,75 1,9
1,05 1,15
1,25 1,45 1,6
1,05
1,1
1,15 1,2
1,5
1,05 1,15
1,25 1,3 1,5
1
1,1
1,15 1,25 1,35
1
1,05
1,1
1,2
1,2
Більше 2,5 до 3,5
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1,1
1,15
1,2
1,35
1,6
2
2,6
3,6
5,3
7,2
1,05
1,1
1,15
1,25
1,45
1,75
2,2
3,1
4,2
5,4
1,05
1,05
1,1
1,2
1,3
1,45
1,7
2,4
3
4,3
1,05
1,1
1,15
1,2
1,35
1,6
1,9
2,4
2,9
3,6
1
1,1
1,1
1,15
1,25
1,45
1,7
2,2
2,45
3,1
1
1,05
1,1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,55
1,9
2,4
1
1,05
1,1
1,15
1,25
1,4
1,6
1,9
2,2
2,6
1
1,05
1,1
1,1
1,15
1,3
1,5
1,7
1,85
2,2
1
1,05
1,05
1,1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,7
1,1
1,15
1,2
1,35
1,5
1,8
2,25
2,8
3,65
4,45
1,05
1,1
1,15
1,2 1,4
1,6
1,9
2,4
2,9
3,35
1,05
1,05
1,1
1,2
1,25
1,35
1,45
1,9
2,6
2,65
1,05
1,1
1,15
1,2
1,3
1,5
1,7
1,9
2,2
2,4
1
1,1
1,1
1,15
1,2
1,35
1,5
1,6
1,9
2,1
1
1,05 1,1
1,1
1,15 1,2
1,25
1,3
1,5
1,6
1
1,05
1,1
1,1
1,2
1,35
1,5
1,65
1.8
2
1
1,05
1,1
1,1
1,1
1,25
1,4
1,5
1,6
1,7
1
1,05
1,05
1,1
1,1
1,15
1,2
1,25
1,3
1,4
Стандартні розміри віконних блоків та їх позначення
Ширина, мм
Висота, мм
570
720
870
1170
1320
1470
1770
2070
2370
2670
580
6-6
6-7
6-9
6-12
6-13
6-15
-
-
-
-
860
9-6
9-7
9-9
9-12
9-13
9-15
-
-
-
-
1160
12-6
12-7
12-9
12-12
12-13
12-15
12-18
12-21
12-24
12-27