Проверочный расчёт.
I.Боковое освещение (через) окна
Провести предварительный и проверочный расчёты естественной освещённости помещения(г. Санкт - Петербург) при двустороннем боковом освещении (через окна). Размеры кабинета: L=44м, глубина (ширина) B=22м, высота H=11м, высота окон h0 =6м.
Коэффициенты отражения ᵨ внутренних поверхностей: пола-0,3, стен-0,5, потолка-0,7.
Остекление двойное, стальной переплёт.
Нормативное значение коэффициента естественной освещённости (к. е. о.), ен =1,65 %.
Затенение противостоящими зданиями не учитывать.
Предварительный расчёт.
При боковом освещении необходимую площадь окон S0 (по отношению к площади пола Sп) вычисляют по формуле:
S0/ Sп=ен × ƞ0 × Кз / τ0 × r1 × Kзд. (1)
Здесь ен - нормируемое значение к.е.о.(минимальное) на уровне рабочей плоскости;
ƞ0-световая характеристика окна;
τ0- общий коэффициент светопропускания окна;
r1-коэффициент, учитывающий отражение света от внутренних поверхностей помещения и подстилающего слоя земли;
Kзд - коэффициент, учитывающий затенение противостоящим зданием;
Kз -1,2÷1,8-коэффициент запаса, учитывающий ухудшение оптических свойств заполнителя светопроёма (стекла) с течением времени(“старение” стекла), которое зависит ещё и от температурного, влажностного режимов в помещении и химической агрессивности среды.
Если затенение окон противостоящими зданиями отсутствует(или пренебрежимо мало), то Кзд=1.
Общий коэффициент светопропускания окна τ0 определяется видом остекления(τ1), типом переплёта (τ2), и степенью загрязнения стёкол (τ3):
τ0= τ1× τ2× τ3
τ0=0,8× 0,75 ×0,8=0, 48
Средневзвешенный коэффициент отражения:
ᵨcр= ᵨпол × Sпол+ ᵨст × Sст + ᵨпот × Sпот/ Sпол+ Sст+ Sпот
ᵨcр=0,3×968+0,5×1452+0,7×968/3388=0,5.
Коэффициент r1=1,25.
Подставляя величины в формулу (1), находим, что общая площадь оконных проёмов должна составлять не менее 15 % от площади пола.
При площади пола 968 м², общая площадь окон тогда = 145 м², и, следовательно, при высоте окон 6,0 м их ширина 6,0м.Получаем 4 симметричных окна.
Проверочный расчёт.
Проверочный расчёт состоит в вычислении к.е.о., в ряде точек на горизонтальной рабочей плоскости. Число таких точек в данном случае выбрали 7; крайние точки отстоят от стены на 1м. Вычисление к.е.о.(е) для каждой точки проводят по формуле:
е=(ɛ × q + ɛзд × R)r1 × τ0/Кз.
Здесь ɛ-геометрический коэффициент естественной освещённости (к.е.о.)
ɛзд-то же самое, но для затенённой части окна; оба коэффициента находятся по графикам Данилюка I, II.
R-коэффициент, учитывающий относительную яркость фасада противостоящего здания.
q-коэффициент, учитывающий неравномерную яркость небосвода.
При отсутствии затенения противостящими зданиями расчёт к.е.о. упрощается:
е=ɛ × q × r1 × τ0/Кз. (2)
Если вдоль стены имеется несколько одинаковых по высоте окон( с простенками), то их принимают как одно; если окна расположены на противоположных стенах( двустороннее освещение), то вычисляют к.е.о. нужно проводить для каждого из окон независимо. И лишь затем произвести сложение к.е.о.
Для определения коэффициента q нужно измерить угол θ, под которым центр окна( в разрезе) виден из расчётной точки на рабочей плоскости.
Геометрический коэффициент естественной освещённости( коэффициент неба) ɛ вычисляют по формуле:
ɛ=0,01 × n1 × n2
где n1- число лучей, проходящих через оконный проём(в разрезе), по графику I Данилюка, а
n2-число лучей, проходящих через центральную линию окна (в плане), по графику II Данилюка.
Определение по графику I Данилюка количество лучей n1. Основание графика I совмещают со следом рабочей плоскости, а полюс 0 совмещается с расчётной точкой.
Для пользования графиком II Данилюка здесь же отмечают номера N полуокружностей, проходящих через центры окон.
Для определения n2 , центральную линию окна в плане совмещают с той горизонталью графика Данилюка II, номер которой соответствует номеру полуокружности по I-ому графику Данилюка, а серединный перпендикуляр к этой линии совмещают с вертикалью графика II. Подсчитывают число радиальных лучей n2, исходящих из центра О графика II Данилюка и проходящих через линию светопроёма в плане (радиальные лучи, идущие через простенки не учитываются).
Определив предварительно для расчётной точки значения коэффициентов q и r1, вычисляют величину к.е.о. от этого светопроёма по формуле (2).
Для каждой из точек на рабочей плоскости вычисляют суммарное значение к.е.о. от всех светопроёмов.
Объём вычислений наполовину сокращается , если в расположении точек на рабочей плоскости есть определённая симметрия( по отношению к светопроёмам).
Пример как использовать графики Данилюка.
Расчеты .
Точка 1
εА,В = 0,01 ∙ 42 ∙ 1 = 0,42
εС,D = 0,01 ∙ 2 ∙ 10= 0,2
Точка 2
εА,В = 0,01 ∙ 22 ∙ 3 = 0,66
εС,D = 0,01 ∙ 3 ∙ 10 = 0,3
Точка 3
εА,В = 0,01 ∙ 12 ∙ 5= 0,6
εС,D = 0,01 ∙ 5 ∙9 = 0,45
Точка 4
εА,В,С,D = 0,01 ∙ 7 ∙ 8 = 0,56
Точка 5
εА,В = 0,01 ∙ 5 ∙ 9 = 0,45
εС,D = 0,01 ∙ 12 ∙ 5 = 0,6
Точка 6
εА,В = 0,01 ∙ 3 ∙ 10 = 0,3
εС,D = 0,01 ∙ 22 ∙ 3 = 0,66
Точка 7
εА,В = 0,01 ∙ 2 ∙ 10 = 0,2
εС,D = 0,01 ∙ 42 ∙ 1 = 0,42
IV. Нахождение q ∙ r1 ∙ τ0/kз
τ0 = 0,48; kз = 1,2.
Точка 1
АВ: 1,25 ∙ 1,1 ∙ 0,48/1,2 = 0,55
CD: 0,77 ∙ 3,9 ∙ 0,48/1,2 = 1,2
Точка 2
АВ: 1 ∙ 1,2 ∙ 0,48/1,2 = 0,48
CD: 0,77 ∙ 3,6 ∙ 0,48/1,2 = 1,1
Точка 3
АВ: 0,9 ∙ 1,3 ∙ 0,48/1,2 = 0,46
CD: 0,8 ∙ 2,85 ∙ 0,48/1,2 = 0,91
Точка 4
АВСD: 0,84 ∙ 2,4 ∙ 0,48/1,2 = 0,8
Точка 5
АВ: 0,8 ∙ 2,85 ∙ 0,48/1,2 = 0,91
CD: 0,9 ∙ 1,3 ∙ 0,48/1,2 = 0,46
Точка 6
АВ: 0,77 ∙ 3,6 ∙ 0,48/1,2 = 1,1
CD: 1 ∙ 1,2 ∙ 0,48/1,2 = 0,48
Точка 7
АВ: 0,77 ∙ 3,9 ∙ 0,48/1,2 = 1,2
CD: 1,25 ∙ 1,1 ∙ 0,48/1,2 = 0,55
V. Расчет е световых проемов:
Точка 1
еА,В = 0,42 ∙ 0,55 = 0,231
еС,D = 0,2 ∙ 1,2 = 0,24
Точка 2
еА,В = 0,66∙ 0,48 = 0,316
еС,D = 0,3 ∙ 1,1 = 0,33
Точка 3
еА,В = 0,6 ∙ 0,46 = 0,276
еС,D = 0,45 ∙ 0,91 = 0,4
Точка 4
еА,В,C,D = 0,56 ∙ 0,8 = 0,448
Точка 5
еА,В = 0,45 ∙ 0,91 = 0,4
еС,D = 0,6 ∙ 0,46 = 0,276
Точка 6
еА,В = 0,3 ∙ 1,1 = 0,33
еС,D = 0,66∙ 0,48 = 0,316
Точка 7
еА,В = 0,2 ∙ 1,2 = 0,24
еС,D = 0,42 ∙ 0,55 = 0,231
VI. Расчет е :
Точка 1 0,231 + 0,24 ∙ 2= 0,9
Точка 2 0,316 + 0,33 ∙ 2= 1,2
Точка 3 0,276 + 0,4 ∙ 2= 1,3
Точка 4 0,448+0,448 ∙ 2 = 1,7
Точка 5 0,276 + 0,4 ∙ 2= 1,3
Точка 6 0,316 + 0,33 ∙ 2= 1,2
Точка 7 0,231 + 0,24 ∙ 2= 0,9
Сводная таблица результатов
| № точки | Светопроём | n1 (I) | № п/о (I) | n2 (II) | Θ( град) | q | ɛ | r1 | qr1τ0/Kз | eокн | е(%) к.е.о. |
| А,В | 75,5 | 1,25 | 0,42 | 1,1 | 0,55 | 0,231 | 0,9 | ||||
| С,D | 10,05 | 0,77 | 0,2 | 3,9 | 1,2 | 0,24 | |||||
| А,B | 41,05 | 0,66 | 1,2 | 0,48 | 0,316 | 1,2 | |||||
| С,D | 11,8 | 0,77 | 0,3 | 3,6 | 1,1 | 0,33 | |||||
| А,B | 25,7 | 0,9 | 0,6 | 1,3 | 0,46 | 0,276 | 1,3 | ||||
| С,D | 14,5 | 0,80 | 0,45 | 2,85 | 0,91 | 0,4 | |||||
| А,B | 18,8 | 0,84 | 0,56 | 2,4 | 0,8 | 0,448 | 1,7 | ||||
| С,D | 18,8 | 0,84 | 0,56 | 2,4 | 0,8 | 0,448 | |||||
| А,B | 14,5 | 0,80 | 0,45 | 2,85 | 0,91 | 0,4 | 1,3 | ||||
| С,D | 25,7 | 0,9 | 0,6 | 1,3 | 0,46 | 0,276 | |||||
| А,B | 11,8 | 0,77 | 0,3 | 3,6 | 1,1 | 0,33 | 1,2 | ||||
| С,D | 41,05 | 0,66 | 1,2 | 0,48 | 0,316 | ||||||
| А,B | 10,05 | 0,77 | 0,2 | 3,9 | 1,2 | 0,24 | 0,9 | ||||
| С,D | 75,5 | 1,25 | 0,42 | 1,1 | 0,55 | 0,231 |
График отражает неравномерность освещённости на рабочей поверхности по глубине помещения. Степень неравномерности можно оценить величиной еmax/еmin=3,08/1,68=1,83
Из графика видно, что освещённость рабочей плоскости достаточно неравномерная.
Вывод
В данном случае еmin(расчётное)=1,7%, что на % ,больше нормативного значения к.е.о. (ен=1,65%).
Следовательно, общая протяжённость окон(или их высота) достаточная для хорошего освещения.
Графики Данилюка.
НОВОСИБИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АРХИТЕКТУРНО-ХУДОЖЕСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ
Кафедра общетехнических дисциплин
Курсовая работа по физике
Расчёт естественного освещения. Боковое освещение
Проверил преподаватель:
Щербатых Сергей Валерьевич
Выполнила: Малая Дарья
10-312-01 гр.
Новосибирск г.2012