Проверочный расчет КЕО при боковом освещении
Проверочный расчет КЕО в точках характерного разреза помещения при боковом освещении следует выполнять в соответствии с методикой, изложенной в приложении Б СП 23-102-2003 по формуле (Б.1).
Расчет КЕО следует производить в следующей последовательности:
– график I (рисунок 8 СП 23-102-2003) накладывают на поперечный разрез помещения таким образом, чтобы его полюс (центр) 0 совместился с расчетной точкой А (рисунок 9 СП 23-102-2003), а нижняя линия графика - со следом рабочей поверхности;
– по графику I подсчитывают число лучей, проходящих через поперечный разрез светового проема от неба n1, и от противостоящего здания n¢1 в расчетную точку А;
– отмечают номера полуокружностей на графике I, совпадающих с серединой С1 участка светопроема, через который из расчетной точки видно небо, и с серединой С2 участка светопроема, через который из расчетной точки видно противостоящее здание (рисунок 9);
– график II (рисунок 10 СП 23-102-2003) накладывают на план помещения таким образом, чтобы его вертикальная ось и горизонталь, номер которой соответствует номеру концентрической полуокружности (пункт «в»), проходили через точку С1 (рисунок 9);
– подсчитывают число лучей n2 по графику II, проходящих от неба через световой проем на плане помещения в расчетную точку А;
– определяют значение геометрического КЕО eб, учитывающего прямой свет от неба, по формуле (Б.9) приложения Б СП 23-102-2003;
– график II накладывают на план помещения таким образом, чтобы его вертикальная ось и горизонталь, номер которой соответствует номеру концентрической полуокружности (пункт «в»), проходили через точку С2;
– подсчитывают число лучей n¢2 по графику II, проходящих от противостоящего здания через световой проем на плане помещения в расчетную точку А;
– по формуле (Б.10) приложения Б СП 23-102-2003 определяют значение геометрического коэффициента естественной освещенности eзд, учитывающего свет, отраженный от противостоящего здания;
– определяют значение угла q, под которым видна середина участка неба из расчетной точки на поперечном разрезе помещения (рисунок 9 СП 23-102-2003);
– по значению угла q и заданным параметрам помещения и окружающей застройки в соответствии с приложением Б определяют значения коэффициентов qi, bф, kзд, r0, t0 и Кз подставляют в формулу (Б.1) СП 23-102-2003 и вычисляют значение КЕО в расчетной точке помещения.
Графики I и II применимы только для световых проемов прямоугольной формы.
При наличии в помещении различно ориентированных световых проемов расчет КЕО в точках характерного разреза производят для каждого светового проема отдельно, а полученные значения КЕО для каждой точки суммируют.
При наличии в помещении балкона или лоджии проверочный расчет выполняют так же, как и для помещений без балкона или лоджии, а наличие балкона или лоджии учитывают понижающим коэффициентом t4 из таблицы Б.8, который входит составной частью в общий коэффициент светопропускания t0.
Проверочный расчет КЕО ерб при боковом освещении следует проводить по [СП 23-102-2003 формула Б1]:
ерб= 
, (2)
где L – число участков небосвода, видимых через световой проем из расчетной точки; (в нашем случае =1(одностороннее освещение));
– геометрический КЕО в расчетной точке при боковом освещении, учитывающий прямой свет от i-го участка неба, определяемый по [СП 23-102-2003, формула Б9]:
=0,01·n1·n2, (3)
где n1 – число лучей по графику I, проходящих от неба через световые проемы в расчетную точку на поперечном разрезе помещения;
n2 – число лучей по графику II, проходящих от неба через световые проемы в расчетную точку на плане помещения.
План и разрез помещения выполняют (вычерчивают) в одинаковом масштабе.
Определяем число лучей n1, для чего график I [2, рисунок 8] накладываем на поперечный разрез помещения таким образом , чтобы его полюс был (центр) О совместился с расчетной точкой А [СП 23-102-2003, рисунок 9], а нижняя линия графика – со следом рабочей поверхности;
– по графику I подсчитываем число лучей, проходящих через поперечный разрез светового проема n1 в расчетную точку А; n1=1,4;
– отмечаем номер полуокружности на графике 1, совпадающей с серединой С1 участка светопроема, через который из расчетной точки видно небо;
– Определяем число лучей n2:
– график II [СП 23-102-2003, рисунок 10] накладываем на план помещения таким образом, чтобы его вертикальная ось и горизонталь, номер которой соответствует номеру концентрической полуокружности, проходили через точку С1 [СП 23-102-2003, рисунок 9];
– подсчитываем число лучей n2 по график II, проходящих от неба через световой проем на плане помещения в расчетную точку А: n2=23.
=0,01·n1·n2=0,01·14·23=3,22.
– коэффициент учитывающий неравномерную яркость i-го участка облачного неба МКО, определяемый по [СП 23-102-2003, табл. Б1]. Облачное небо МКО (по определению Международной комиссии по освещению – МКО) – небо полностью закрытое облаками и удовлетворяющее условию, при котором отношение его яркости на высоте 
над горизонтом к яркости в зените равно (1+2sin )/3.
Определяем угловую высоту среднего луча участка небосвода, видимого из расчетной точки через световой проем в разрезе помещения, град. В нашем случае угловая высота среднего луча =200, тогда = 0,72;
М – число участков фасадов зданий противостоящей застройки, видимых через световой проем из расчетной точки; в нашем здании противостоящих зданий нет;
– средняя относительная яркость j-го участка противостоящего здания. расположенного параллельно исследуемому зданию (помещению), определяемая по [СП 23-102-2003,таблица Б2]; противостоящих зданий нет.
– коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию, принимаемый по [СП 23-102-2003,таблица Б4].
Для определения значения необходимо знать:
– отношение глубины помещения dn к высоте от уровня условной рабочей поверхности до верха окна h01; dn/ h01=6:3,2=2;
– отношение расстояния расчетной точки от внутренней поверхности наружной стены lT к глубине помещения dn; lT /dn=5:6=0,8;
– отношение длины помещения аn к его глубине dn;
аn /dn = 20:6=3,3;
– средневзвешенный коэффициент отражения пола, стен и потолка 
рассчитываются по формуле [СП 23-102-2003, таблица Б5, пункт 2]
, (4)
где ρп, ρст, ρпот – коэффициенты отражения материала пола, стен и потолка соответственно; ρп = 0,3, ρст = 0,5, ρпот = 0,7;
Ап, Аст, Апот – площади пола, стен и потолка, соответственно; Аn = 20 м·6 м = 120 м2. Аст = (20м·5м) 2 + (6м·5м) 2 = 260 м2, Апот = 20м·6м =120 м2.
= 
Если отделка поверхности помещения неизвестна, то для помещения 
следует принимать равным 0,5 [2, табл. Б5, Примечание 2].
На пересечении полученных значений по [2,табл. Б4] находим r0 =3,27;
– общий коэффициент пропускания света определяемый по [СП 23-102-2003, формула Б6]:
= 
, (5)
где 
– коэффициент светопропускания материала стекла, определяем по [СП 23-102-2003, таблица Б7]; примем стекло оконное листовое двойное 
0,8;
– коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема, определяемый по [СП 23-102-2003, таблица Б7]: переплеты окон деревянные: двойные раздельные =0,6;
– коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях, определяемый по [2,табл. Б8]; при боковом освещении = 1;
– коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах определяемый по [СП 23-102-2003, таблица Б8]; убирающиеся регулируемые жалюзи = 1
– коэффициент, учитывающий потери света в защитной сетке, устанавливаемой под фонарями; при боковом освещении =1;
К3 – коэффициент запаса, определяемый по [СП 52.13330.2011]: примем что содержание пыли, дыма, копоти менее 1 мг/м3,тогда К3=1,3.
С учетом установленных данных формула [СП 23-102-2003, Б1] примет окончательный вид:
ерб = 
Полученное значение ер следует округлить до сотых долей. В соответствии со СП 23-102-2003 допускается снижение расчетного значения ер от нормированного КЕО ен на 10%.
Проверочный расчет показал, что площадь и размеры световых проемов, полученные предварительным расчетом, обеспечивают нормированное значение КЕО ен, т.е. удовлетворяется условие ерб≥ен, 2,80 ≥1,5 %.
Построение исходной модели (плана производственного здания) промышленного объекта в плоскости.В данном подразделе необходимо построить модель промышленного объекта в формате 2D с помощью одного из графических редакторов. Исходные данные для построения приведены в приложении В.
Размеры производственного здания определяются в зависимости от его площади, указанной в задании. Принимается прямоугольная форма здания. Размеры вспомогательных помещений принимаются в зависимости от размера основного и с учётом требований СП 44.13330.2011 Административные и бытовые здания и СП 56.13330.2011 Производственные здания.
При расположении в пространстве объектов промышленного предприятия необходимо учитывать розу ветров для заданного региона, согласно "СП 131.13330.2012. Свод правил. Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99*".
В результате выполнения данного подраздела должен получиться план (плоская модель) производственного здания, который должен быть сделан в соответствии с требованиями нормативных документов, а также разрез заданного здания. Приведём некоторые рекомендации по выполнению планов.
Необходимый состав помещений, их размеры и оборудование определяют в зависимости от числа работающих и санитарно-гигиенических условий производства (СП 44.13130-2011).
Содержание и оформление чертежей планов и разрезов производственных зданий установлено в ГОСТ 21.501-2011. Система проектной документации для строительства. Правила выполнения рабочей документации архитектурных и конструктивных решений, ГОСТ Р 21.1101-2013 Основные требования к проектной и рабочей документации. а также с соблюдением других взаимосвязанных стандартов ГОСТ 21.201-2011 СПДС. Условные графические изображения элементов зданий, сооружений и конструкций, ГОСТ 21.205-93 Система проектной документации для строительства. Условные обозначения элементов санитарно-технических систем, ГОСТ 21.110-95 Система проектной документации для строительства. Правила выполнения спецификации оборудования, изделий и материалов, и т.п.
При расстановке машин и оборудования необходимо пользоваться требованиями ТР ТС 010/2011 О безопасности машин и оборудования.
Преобладающее направление ветров принимают по диаграмме, показывающей число ветреных дней в процентах для данной местности и направление ветра относительно сторон света. Эту диаграмму называют розой ветров.
Для построения розы ветров через принятую за центр точку проводят прямые по направлению 8 румбов: С, СВ, В, ЮВ, Ю, ЮЗ, З, СЗ.
На каждой прямой от центра откладывают в выбранном масштабе столько единиц, сколько раз в этом направлении за данный промежуток времени дул ветер. Сумма всех отрезков должна равняться 100 %. Полученные точки соединяют.
Наиболее вытянутая сторона розы ветров показывает преобладающее направление ветра (к центру диаграммы).
Розу ветров строят для летнего или для зимнего периода года, а в некоторых случаях на одном рисунке показывают две диаграммы (для летнего и зимнего периодов).
Данные для построения розы ветров можно найти СП 131.13330.2012 «Строительная климатология».
Рисунок 2 - Роза ветров для города
В пояснительной записке должны быть представлены сведения о заданном помещении промышленного предприятия, дана краткая характеристика технологического процесса, оборудования, требования безопасности, предъявляемые к данным объектам по их расположению с учётом розы ветров, расстояний между ними и т.д. Полученную модель (план одноэтажного производственного здания с его разрезом) вместе с экспликацией представить в виде приложения.
Категорирование помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности. В данном подразделе необходимо определить категории заданных помещения и производственного здания. Исходные данные для расчёта согласно варианту определяются по приложению В.
Согласно статьям 24,25,26,27 Федерального закона №123 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» от 22.07.2008:
- категории зданий, сооружений, строений и помещений производственного и складского назначения по пожарной и взрывопожарной опасности должны указываться в проектной документации на объекты капитального строительства и реконструкции;
- категории наружных установок по пожарной опасности должны указываться в проектной документации на объекты капитального строительства и реконструкции, а обозначение категорий должно быть указано на установке.
Таким образом, любые здания и помещения производственного и складского назначения, наружные установки, подлежат определению категории по пожарной и взрывопожарной опасности.
Категорирование опасных наружных установок по взрыво и пожароопасности проводится более 50 лет. До 1997 года помещения и наружные установки имели категории А. Б, В, Г и Д. На каком-то этапе появилась категория Е, (где возможен взрыв без последующего горения), однако за неимением таковых она вскоре прекратила свое существование.
С1997 года помещения и наружные установки стали разделять в особые группы, добавив к категории наружных установок индекс «н».
В НПБ 1997 и 2003 года опасные наружные установки категорировались, как пожароопасные. С 2009 года СП12.13130 категорирует эти же установки, как взрывопожароопасные с оговоркой, что данный СП взрывоопасность наружных установок не рассматривает. Индекс «н» при наружных установках этим сводом был заменен на индекс «Н». Заметьте, это самое существенное отличие нового СП от старых НПБ.
Характерной особенностью новых норм и правил СП12.13130 является то, что они вводятся без ограничения действия старых норм.
В настоящее время действуют одновременно НПБ 105-03 и СП 12.13130.2009. Названия норм совершенно одинаковые. Различие заключается в том, что при их утверждении, повидимому, был изменен «установленный порядок».
В итоге подобного нормотворчества в настоящее время по категорированию объектов существуют три действующих нормативных документа: ПУЭ, НПБ 105-03, СП.12.13130.2009. При этом, все они дают разные обозначения категорий, даже разные названия этих категорий.
Определение категорий зданий и помещений производственного и складского назначения, а также наружных установок, по взрывопожарной и пожарной опасности производится на основании нормативных документов по пожарной безопасности: СП 12.13130.2009, НПБ 105-03 и пособия по применению к НПБ 105-95.
По взрывопожарной и пожарной опасности помещения подразделяются на категории А, Б, В1 - В4, Г и Д, а здания - на категории А, Б, В, Г и Д.
По пожарной опасности наружные установки подразделяются на категории АН, БН, ВН, ГН и ДН.
Категории помещений и зданий определяются, исходя из вида находящихся в помещениях горючих веществ и материалов, их количества и пожароопасных свойств, а также, исходя из объемно-планировочных решений помещений и характеристик проводимых в них технологических процессов.
Таблица 4 —Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности (СП 12.13130.2009)
| Категория помещения | Характеристика веществ и материалов, находящихся (обращающихся) в помещении |
| А Повышенная взрывопожаро-опасность | Горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28 °С в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа, и (или) вещества и материалы, способные взрыватьсяи гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом, в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа |
| Б взрывопожаро-опасность | Горючие пыли или волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28 °С, горючие жидкости в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пылевоздушные или паровоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа |
| В1—В4 пожароопасность | Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть, при условии, что помещения, в которых они находятся (обращаются), не относятся к категории А или Б |
| Г умеренная пожароопасность | Негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени, и (или) горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива |
| Д пониженная пожароопасность | Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии |
Для выполнения расчетов категорий необходимы следующие исходные данные:
- геометрические размеры помещения,
- материал покрытия пола, потолка и стен,
- наличие или отсутствие систем аварийной вентиляции,
- состав, количество и характер размещения пожарной нагрузки (находящиеся в помещении взрывоопасные, легковоспламеняющиеся и горючие материалы),
- описание технологического процесса.
Необходимость категорирования наружных установок, помещений и зданий возникает на различных этапах производственной деятельности:
- при проектировании;
- при реконструкции;
- при эксплуатации;
- при изменении технологий;
- при замене оборудования;
- при замещении объема производства и т.д.
Таблица 5 —Категории наружных установок по пожарной опасности (СП 12.13130.2009)
| Категория наружной установки | Критерии отнесения наружной установки к той или иной категории по пожарной опасности |
| АН повышенная взрывопожаро-опасность | Установка относится к категории АН, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28 °С, вещества и (или) материалы, способные гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и (или) друг с другом (при условии, что величина пожарного риска при возможном сгорании указанных веществ с образованиемволн давления превышает одну миллионную в год на расстоянии 30 м от наружной установки) |
| БН взрывопожаро-опасность | Установка относится к категории БН, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) горючие пыли и (или) волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28 °С, горючие жидкости (при условии, что величина пожарного риска при возможном сгорании пыле- и (или) паровоздушных смесей с образованием волн давления превышает одну миллионную в год на расстоянии 30 м от наружной установки) |
| ВН пожароопасность | Установка относится к категории ВН, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) горючие и (или) трудногорючие жидкости, твердые горючие и (или) трудногорючие вещества и (или) материалы (в том числе пыли и (или) волокна), вещества и (или) материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и (или) друг с другом гореть, и если не реализуются критерии, позволяющие отнести установку к категории АН или БН (при условии, что величина пожарного риска при возможном сгорании указанных веществ и (или) материалов превышает одну миллионную в год на расстоянии 30 м от наружной установки) |
| ГН умеренная пожароопасность | Установка относится к категории ГН, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) негорючие вещества и (или) материалы в горячем, раскаленном и (или) расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и (или) пламени, а также горючие газы, жидкости и (или) твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива |
| ДН пониженная пожароопасность | Установка относится к категории ДН, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) в основном негорючие вещества и (или) материалы в холодном состоянии и если по перечисленным выше критериям она не относится к категории АН, БН, ВН или ГН |
С расчетами категорий наружных установок, зданий и помещений по взрывопожарной и пожарной опасности (по НПБ 105-03 и СП 12.13130.2009) связано определение классов взрыво- и пожароопасных зон по ПУЭ. Класс зоны влияет на исполнение электроустановок, электрооборудования и электроустановочных изделий. Правильный расчет категории пожарной опасности позволяет избежать нецелесообразных расходов на дорогостоящее оборудование.
Таким образом, для выполнения данного задания необходимо воспользоваться методикой, изложенной в СП 12.13130.2009 "Свод правил. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности", а также ознакомиться с основными требованиями нормативных документов НПБ 105-03. Нормы пожарной безопасности. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности и Постановление Правительства РФ от 25.04.2012 № 390 "О противопожарном режиме". Кроме того, изучить принципы определения классов взрыво- и пожароопасных зон по ПУЭ.
Рекомендуется пользоваться учебным пособием: Категорирование помещений, зданий и наружных установок по взрывопожароопасной и пожарной опасности [http://www.bibl.rusoil.net/jirbis2] : учебное пособие / УГНТУ, каф. ПБиОТ ; сост.: А. В. Солодовников, Ахматвалиева Е.Р. - Уфа : УГНТУ, 2012. - 798 Кб. - Б. ц.