☰

Естественное освещение: виды и основные аспекты выбора. Курсовая работа: Расчет естественного освещения Виды естественного освещения

Читая текст, постарайтесь визуализировать все, что написано. Это поможет вам не запутаться в бесконечных цветах и оттенках, а также поспособствует точнее понять статью. В общем, вперед и с песней! Кстати, у кого что играет? Напишите, пожалуйста, в комментариях – интересно знать, что слушают люди, бороздя просторы интернета.

Рассвет

На рассвете освещение меняется очень быстро. Естественное освещение имеет голубоватый оттенок перед самым восходом. А если небо в это время ясное, может наблюдаться и эффект красного заката. В природе часто встречается сочетание высоких слоистых либо перистых облаков с низко расстилающимся туманом. В таких условиях есть переход солнечного света от направленного снизу вверх до общего более рассеянного света, при котором тени размываются. При отрицательной температуре эффект более выражен.

На рассвете получаются превосходные снимки растений, отрытых пейзажей , водоемов, ориентированных на восток церквей. Зачастую туман расстилается в низинах, у водной глади. Очень эффектно выглядят долинные ландшафты, фотографируемые с высокой точки в восточном направлении. Нередко именно на рассвете снимаются сюжеты с техникой, металлоконструкциями и любыми другими объектами, имеющими глянцевитую блестящую поверхность. При естественном освещении подобные поверхности и отражения от них выглядят просто великолепно.

Фотограф: Слава Степанов.

Качество света в горах определяется местоположением. Если рельеф скрывает восход солнца, получить интересные световые эффекты практически невозможно. Также следует упомянуть, что на рассвете чаще всего наблюдается штиль. Это помогает получить идеальные снимки ровных поверхностей водоемов.

Естественное освещение утром

После восхода свет меняется очень быстро. В теплые месяцы солнце может рассеять туман или дымку, в холодный период – создать их (в результате испарения инея). Могут быть эффектными слабые испарения от водоемов, рек, влажных дорог. Если ночью был дождь, то утром влажные улицы и растения, тусклые в обычных условиях, заблестят множеством ярких искорок.

С увеличением дистанции пейзаж размывается и светлеет. Это можно использовать для передачи 3-го измерения. В указанный период суток цвет освещения изменяется от теплого ярко-желтого с золотистыми нотками до тепловато-нейтрального тона. На снимках, сделанных утром, человеческая кожа выглядит очень ровной. Дело в том, что ночью наша кожа стягивается, и наутро лицо кажется посвежевшим - главное как следует умыться.

Фотограф: Мария Килина.

Спустя час, как солнце взошло, создается идеальное для фотосъемки освещение. Профессиональные фотографы нередко встают задолго до рассвета, чтобы успеть подготовиться к сессии и «поймать» оптимальный свет. Прогноз погоды практически не имеет значения, ведь утреннюю погоду сложно предсказать.

Есть и другие причины подняться пораньше и заблаговременно добраться до места съемки. Вы сможете самостоятельно проследить изменения погоды и, ориентируясь на положение солнца, понять, в какое время будет оптимальное естественное освещение для фотосъемки конкретных сюжетов. Желательно вести соответствующие записи. Также не забывайте, что результаты наблюдений будут справедливыми только для конкретного времени года .

Полдень

Время и продолжительность идеального света зависит от широты местности и сезона. В северных регионах, где солнце не заходит, но и не поднимается слишком высоко, такой свет наблюдается большую часть ночи и весь день. В умеренных широтах подходящий свет сохраняется на протяжении нескольких часов. Но не стоит забывать, что при этом положение светила изменяется. Зимой оно может быть низко весь день (об этом я подробно ).

Максимальная яркость наблюдается в течение четырех часов в самой середине дня. Жарким летом тоже есть 4 идеальных для фотосъемки часа. Два из них – после полудня, и еще два – утром. Между ними - мертвый период. В это время существует очень большая вероятность получить на фото пересветы.

Фотограф: Овчинникова Елена.

В экваториальных и тропических регионах естественное освещение в полдень не подходит для фотосъемки. Солнце расположено высоко над головой и создает назойливый, ослепляющий свет, который делает невыразительными окружающие пейзажи.

Репортажную съемку людей можно проводить только с использованием заполняющего света посредством прямого дополнительного освещения либо отражателей. Рекомендуется применять свет, имеющий цветовую температуру примерно 5,2 тыс. Кельвин.

Полуденный свет в таких регионах можно использовать только для съемки каньонов и ущелий, густо покрытых растительностью. В другое время суток в подобные уголки солнечный свет не попадает. Наличие прямых лучей помогает фотографу получить яркие контрастные снимки.

Послеполуденное время и вечер

При дневном нагревании воздух впитывает влагу от воды или земли. Поэтому во 2-й половине суток наблюдаются изменения спектрального состава (цвета) естественного освещения, которые не всегда присутствуют утром. Теплый воздух впитывает больше влаги. Охлаждаясь при движении светила к закату, он теряет способность удерживать влагу. Последняя конденсируется в невидимые мельчайшие капли, которые остаются в виде взвеси. При резком похолодании получается туман. Особенно это характерно морским регионам.

Обычно туман очень слаб и визуально заметен по наличию легкой дымки, которая может «приглушить» свет. По этой причине послеобеденное время в летнюю пору может показаться унылым и сумрачным, даже если ярко светит солнце. На снимках это выражается «придавленными» цветами и тонами. Ближе к вечеру ситуация улучшается, поскольку солнечные лучи начинают пробивать себе путь сквозь дымку, состоящую из пылевых и водных частиц, и раскрывают воздушную перспективу.

Фотограф: Мария Килина.

Во 2-й половине летнего дня воздух в городе может выглядеть серым. Если посмотреть на город с самолета, можно заметить пелену голубоватой легкой дымки вокруг него. Следует учитывать, что пыль и влага рассеивают лучи естественного освещения. При высоко расположенном солнце красные лучи поглощаются, а синие – рассеиваются, повышая цветовую температуру. На снимках появляется холодная металлическая синева, выглядящая малопривлекательно.

Вышесказанное частично объясняет, чем отличается послеобеденный свет от утреннего. Существуют и другие факторы, например, характерная ориентация строительных и прочих конструкций в различных местах. Те же сады располагают так, чтобы максимально улавливать солнечный свет. Деревья и растения обретают окончательную форму, которая зависит от особенности попадания на них солнечных лучей. Но в целом утренний свет более предпочтительное, чем послеобеденное.

Закат

На закате создается специфическое естественное освещение, характерное низкому положению светила, когда атмосфера позволяет пропускать красное длинноволновое излучение и отражает коротковолновое синее. Днем часть красных лучей поглощалась дымкой, а синие – рассеивались. Теперь ситуация обратная. Верхняя часть неба остается синей, поскольку изменился угол ее освещения. В результате появляются классные цветовые сочетания и плавные градиенты тонов.

Закат может стать как и источником света, так и объектом самой съемки. В данном случае мы рассмотрим только качество излучения, характерного для этого времени суток. На закате солнечные лучи пробиваются сквозь дымку либо легкие облака. Их окраска постепенно теплеет (снижается цветовая температура).

Многие фотографы считают подобное состояние атмосферы наиболее благоприятным для передачи естественного освещения в вечернее время и интересным в контексте цветовой гаммы. Если возникнет необходимость внести коррективы, это можно сделать посредством применения голубых светофильтров.

Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь, как правило, естественное освещение - освещение помещений светом неба (прямым или отраженным). Естественное освещение подразделяется на боковое, верхнее и комбинированное (верхнее и боковое).

ЎЕстественное освещение помещений зависит от:

  • 1. Светового климата - совокупность условий естественного освещения в той или иной местности, которые складываются из общих климатических условий, степени прозрачности атмосферы, а также отражающих способностей окружающей среды (альбедо подстилающей поверхности).
  • 2. Инсоляционного режима - продолжительность и интенсивность освещения помещения прямыми солнечными лучами, зависящая от географической широты места, ориентации зданий по сторонам света, затенения окон деревьями или домами, величины светопроемов и т. д.

Инсоляция является важным оздоравливающим, психо-физиологическим фактором и должна быть использована во всех жилых и общественных зданиях с постоянным пребыванием людей, за исключением отдельных помещений общественных зданий, где инсоляция не допускается по технологическим и медицинским требованиям. К таким помещениям согласно СанПиН № РБ относятся:

  • § операционные;
  • § реанимационные залы больниц;
  • § выставочные залы музеев;
  • § химические лаборатории ВУЗов и НИИ;
  • § книгохранилища;
  • § архивы.

Инсоляционный режим оценивается продолжительностью инсоляции в течение суток, процентом инсолируемой площади помещения и количеством радиационного тепла, поступающего через проемы в помещение. Оптимальная эффективность инсоляции достигается ежедневным непрерывным облучением прямыми солнечными лучами помещений в течение 2,5 - 3-х часов. естественный освещение инсоляция

ЎВ зависимости от ориентации окон зданий по сторонам света различают три типа инсоляционного режима: максимальный, умеренный, минимальный. (Приложение, табл. 1).

При западной ориентации создается смешанный инсоляционный режим. По продолжительности он соответствует умеренному, по нагреванию воздуха - максимальному инсоляционному режиму. Поэтому, согласно СНиП 2.08.02-89, ориентация на запад окон палат интенсивной терапии, детских палат (до 3-х лет), комнат для игр в детских отделениях не допускается.

В средних широтах (территория РБ) для больничных палат, комнат дневного пребывания больных, классов, групповых комнат детских учреждений наилучшей ориентацией, обеспечивающей достаточную освещенность и инсоляцию помещений без перегрева, является южная и юго-восточная (допустимая - ЮЗ, В).

На север, северо-запад, северо-восток ориентируются окна операционных, реанимационных, перевязочных, процедурных кабинеты, родовых залов, кабинетов терапевтической и хирургической стоматологии, что обеспечивает равномерное естественное освещение этих помещений рассеянным светом, исключает перегрев помещений и слепящее действие солнечных лучей, а также возникновение блескости от медицинского инструмента.

Нормирование и оценка естественного освещения помещений

Нормирование и гигиеническая оценка естественного освещения существующих и проектируемых зданий и помещений выполняется согласно СНиП II-4-79 светотехническими (инструментальными) и геометрическими (расчетными) методами.

Основным светотехническим показателем естественного освещения помещений является коэффициент естественной освещенности (КЕО) -отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба, к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода (исключая прямой солнечный свет), выраженное в процентах:

КЕО = Е1/Е2 · 100%,

где Е1 - освещенность внутри помещения, лк;

Е2 - освещенность вне помещения, лк.

Этот коэффициент является интегральным показателем, определяющим уровень естественной освещенности с учетом всех факторов, влияющих на условия распределения естественного света в помещении. Измерение освещенности на рабочей поверхности и под открытым небом производят люксметром (Ю116, Ю117), принцип действия которого основан на преобразовании энергии светового потока в электрический ток. Воспринимающая часть - селеновый фотоэлемент, имеющий светопоглощающие фильтры с коэффициентами 10, 100 и 1000. Фотоэлемент прибора соединен с гальванометром, шкала которого отградуирована в люксах.

ЎПри работе с люксметром необходимо соблюдать следующие требования (МУ РБ 11.11.12-2002):

  • · приемная пластина фотоэлемента должна размещаться на рабочей поверхности в плоскости ее расположения (горизонтальной, вертикальной, наклонной);
  • · на фотоэлемент не должны падать случайные тени или тени от человека и оборудования; если рабочее место затеняется в процессе работы самим работающим или выступающими частями оборудования, то освещенность следует измерять в этих реальных условиях;
  • · измерительный прибор не должен располагаться вблизи источников сильных магнитных полей; не допускается установка измерителя на металлические поверхности.

Коэффициент естественной освещенности (согласно СНБ 2.04.05-98) нормируется для различных помещений с учетом их назначения, характера и точности выполняемой зрительной работы. Всего предусматривается 8 разрядов точности зрительной работы (в зависимости от наименьшего размера объекта различения, мм) и четыре подразряда в каждом разряде (в зависимости от контраста объекта наблюдения с фоном и характеристикой самого фона - светлый, средний, темный). (Приложение, табл. 2).

При боковом одностороннем освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке условной рабочей поверхности (на уровне рабочего места) на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от светового проема. (Приложение, табл. 3).

ЎГеометрический метод оценки естественного освещения:

  • 1) Световой коэффициент (СК) - отношение остекленной площади окон к площади пола данного помещения (числитель и знаменатель дроби делят на величину числителя). Недостатком этого показателя является то, что он не учитывает конфигурацию и размещение окон, глубину помещения.
  • 2) Коэффициент глубины заложения (заглубления) (КЗ) - отношение расстояния от светонесущей до противоположной стены к расстоянию от пола до верхнего края окна. КЗ не должен превышать 2,5, что обеспечивается шириной притолоки (20-30 см) и глубиной помещения (6 м). Однако, не СК, не КЗ не учитывают затемнение окон противостоящими зданиями, поэтому дополнительно определяют угол падения света и угол отверстия.
  • 3) Угол падения показывает, под каким углом лучи света падают на горизонтальную рабочую поверхность. Угол падения образуется исходящими из точки оценки условий освещения (рабочее место) двумя линиями, одна из которых направлена к окну вдоль горизонтальной рабочей поверхности, другая - к верхнему краю окна. Он должен быть равен не менее 270.
  • 4) Угол отверстия дает представление о величине видимой части небосвода, освещающего рабочее место. Угол отверстия образуется исходящими из точки измерения двумя линиями, одна из которых направлена к верхнему краю окна, другая - к верхнему краю противостоящего здания. Он должен быть равен не менее 50.

Оценка углов падения и отверстия должна проводиться по отношению к самым удаленным от окна рабочим местам. (Приложение, рис. 1).

Естественное освещение используется для общего освещения производственных и подсобных помещений. Оно создается лучистой энергией солнца и на организм человека действует наиболее бла­гоприятно. Используя этот вид освещения, следует учитывать ме­теорологические условия и их изменения в течение суток и перио­дов года в данной местности. Это необходимо для того, чтобы знать, какое количество естественного света будет попадать в поме­щение через устраиваемые световые проемы здания: окна - при боковом освещении, световые фонари верхних перекрытий здания - при верхнем освещении. При комбинированном естественном осве­щении к верхнему освещению добавляется боковое.

Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь естественное освещение. Установленные расчетом размеры световых проемов допускается изменять на +5, -10%.

Солнцезащитные устройства в общественных и жилых зданиях следует предусматривать в соответствии с главами СНиП по проектированию этих зданий, а также с главами по строительной теплотехнике.

Различают следующие виды естественного освещения помещений:

  • боковое одностороннее - когда световые проемы расположены в одной из наружных стен помещения,

Рисунок 1. Боковое одностороннее естественное освещение

  • боковое - световые проемы в двух противо­положных наружных стенах помещения,

Рисунок 2. Боковое естественное освещение

  • верхнее - когда фонари и световые проемы в покрытии, а также световые проемы в стенах перепада высот здания,
  • комбинированное - световые проемы, предус­мотренные для бокового (верхнее и боковое) и верхнего освещения.

Принцип нормирования естественного освещения

Качество освещения естественным светом характеризуется коэф­фициентом естественной освещенности к ео , который представляет собой отношение освещенности на горизонтальной поверхности внутри помещения к одновременной горизонтальной освещенности снаружи,


,

где Е в - горизонтальная освещенность внутри помещения в лк;

Е н - горизонтальная освещенность снаружи в лк.

При боковом освещении нормируется минимальное значение коэффициента естественной освещенности - к ео мин , а при верхнем и комбинированном освещении - среднее его значение - к ео ср . Способ расчета коэффициента естественной освещенности приведен в Санитарных нормах проектирования промышленных предприя­тий.

С целью создания наиболее благоприятных условий труда уста­новлены нормы естественной освещенности. В тех случаях когда естественная освещенность недостаточна, рабочие поверхности должны дополнительно освещаться искусственным светом. Смешан­ное освещение допускается при условии дополнительного освещения только рабочих поверхностей при общем естественном освещении.

Строительными нормами и правилами (СНиП 23-05-95) коэф­фициенты естественной освещенности производственных помещений установлены в зависимости от характера работы по степени точ­ности.

Для поддержания необходимой освещенности помещений норма­ми предусматривается обязательная очистка окон и световых фона­рей от 3 раз в год до 4 раз в месяц. Кроме того, следует система­тически очищать стены, оборудование и окрашивать их в светлые цвета.

Нормы естественного освещения промышленных зданий, сведенные к нормированию К.Е.О., представлены в СНиП 23-05-95. Для облегчения нормирования освещенности рабочих мест все зрительные работы по степени точности делятся на восемь раз­рядов.

СНиП 23-05-95 устанавливают требуемую величину К.Е.О. в зависимости от точности работ, вида освещения и географиче­ского расположения производства. Территория России делится на пять световых поясов, для ко­торых значения К.Е.О. определяются по формуле:


где N – номер группы административно-территориального района по обеспеченности естественным светом;

е н — значение коэффициента естественной освещенности, выбираемое по СНиП 23-05-95 в зависимости от характеристики зрительных работ в данном помещении и системы естественного освещения.

m N — коэффициент светового климата, который находится по таблицам СНиП в зависимости от вида световых проемов, их ориентации по сторонам горизонта и номера группы административного района.

Для определения соответствия естественной освещенности в производственном помещении требуемым нормам освещенность измеряют при верхнем и комбинированном освещении-в раз­личных точках помещения с последующим усреднением; при бо­ковом- на наименее освещенных рабочих местах. Одновремен­но измеряют наружную освещенность и определенный расчет­ным путем К.Е.О. сравнивают с нормативным.

Проектирование естественного освещения

1.Проектирование естественного освещения зданий должно базироваться на изучении трудовых процессов, выполняемых в помещениях, а также на светоклиматических особенностях места строительства зданий. При этом должны быть определены следующие параметры:

  • характеристика и разряд зрительных работ;
  • группа административного района, в котором предполагается строительство здания;
  • нормированное значение КЕО с учетом характера зрительных работ и светоклиматических особенностей места расположения зданий;
  • требуемая равномерность естественного освещения;
  • продолжительность использования естественного освещения в течение суток для различных месяцев года с учетом назначения помещения, режима работы и светового климата местности;
  • необходимость защиты помещения от слепящего действия солнечного света.

2. Проектирование естественного освещения здания следует выполнять в следующей последовательности:

  • 1-й этап:
    • определение требований к естественному освещению помещений;
    • выбор систем освещения;
    • выбор типов световых проемов и светопропускающих материалов;
    • выбор средств для ограничения слепящего действия прямого солнечного света;
    • учет ориентации здания и световых проемов по сторонам горизонта;
  • 2-й этап:
    • выполнение предварительного расчета естественного освещения помещений (определение необходимой площади световых проемов);
    • уточнение параметров световых проемов и помещений;
  • 3-й этап:
    • выполнение проверочного расчета естественного освещения помещений;
    • определение помещений, зон и участков, имеющих недостаточное по нормам естественное освещение;
    • определение требований к дополнительному искусственному освещению помещений, зон и участков с недостаточным естественным освещением;
    • определение требований к эксплуатации световых проемов;
  • 4-й этап: внесение необходимых корректив в проект естественного освещения и повторный проверочный расчет (при необходимости).

3. Систему естественного освещения здания (боковое, верхнее или комбинированное) следует выбирать с учетом следующих факторов:

  • назначения и принятого архитектурно-планировочного, объемно-пространственного и конструктивного решения здания;
  • требований к естественному освещению помещений, вытекающих из особенностей технологии производства и зрительной работы;
  • климатических и светоклиматических особенностей места строительства;
  • экономичности естественного освещения (по энергетическим затратам).

4. Верхнее и комбинированное естественное освещение следует применять преимущественно в одноэтажных общественных зданиях большой площади (крытые рынки, стадионы, выставочные павильоны и т. п.).

5. Боковое естественное освещение следует применять в многоэтажных общественных и жилых зданиях, одноэтажных жилых зданиях, а также в одноэтажных общественных зданиях, в которых отношение глубины помещений к высоте верхней грани светового проема над условной рабочей поверхностью не превышает 8.

6. При выборе световых проемов и светопропускающих материалов следует учитывать:

  • требования к естественному освещению помещений;
  • назначение, объемно-пространственное и конструктивное решение здания;
  • ориентацию здания по сторонам горизонта;
  • климатические и светоклиматические особенности места строительства;
  • необходимость защиты помещений от инсоляции;
  • степень загрязнения воздуха.

7. При проектировании бокового естественного освещения следует учитывать затенение, создаваемое противостоящими зданиями.

8. Светопрозрачные заполнения светопроемов в жилых и общественных зданиях выбирают с учетом требований СНиП 23-02.

9. При боковом естественном освещении общественных зданий с повышенными требованиями к постоянству естественного освещения и солнцезащите (например, картинные галереи) световые проемы следует ориентировать на северную четверть горизонта (С-СЗ-С-СВ).

10. Выбор устройств для защиты от слепящего действия прямого солнечного света следует производить с учетом:

  • ориентации световых проемов по сторонам горизонта;
  • направления солнечных лучей относительно человека в помещении, имеющего фиксированную линию зрения (ученик за партой, чертежник за чертежной доской и т. п.);
  • рабочего времени суток и года в зависимости от назначения помещения;
  • разницы между солнечным временем, по которому построены солнечные карты, и декретным временем, принятым на территории Российской Федерации.

При выборе средств для защиты от слепящего действия прямого солнечного света следует руководствоваться требованиями строительных норм и правил по проектированию жилых и общественных зданий (СНиП 31-01, СНиП 2.08.02).

11. При односменном рабочем (учебном) процессе и при эксплуатации помещений в основном в первую половину дня (например, лекционные аудитории), когда помещения ориентированы на западную четверть горизонта, применение солнцезащитных средств необязательно.

Источником естественного освещения является лучистая энергия солнца. Естественная средняя наружная освещенность в течение года по месяцам и часам резко колеблется, достигая в средней полосе нашей страны максимума в июне и минимума в декабре. Кроме того, в течение суток освещенность сначала возрастает - до 12 ч, затем снижается - в период от 12 до 14 ч и постепенно падает - до 20 ч.

Естественное освещение имеет как положительные, так и отрицательные стороны.

Солнечное излучение сильно влияет на кожу, внутренние органы и ткани и, прежде всего, на центральную нервную систему. Интересно, что это влияние не ограничивается временем, когда человек находится на солнце, а продолжается и после того, как он уходит в помещение или наступает ночь. Медики называют его рефлекторным.

Действие солнечного света начинается с влияния на кожный покров. Незащищенная одеждой кожа человека отражает от 20 до 40 % упавших на нее видимых и ближайших к ним по длине волн невидимых инфракрасных лучей (20% отражает кожа загорелого человека, а 40% - самая незагорелая, белая кожа). Поглощенная часть (60...65 %) лучистой энергии проникает под внешний кожный покров и влияет на более глубокие слои тела.

Ультрафиолетовые и некоторые инфракрасные лучи отражаются кожей в меньшей степени и сильнее поглощаются роговым, более грубым слоем кожи.

У людей, длительное время работающих на Севере, в шахтах, метро или просто в городах в средней полосе России, у тех, которые в дневное время большей частью находятся в помещениях, а по улицам перемещаются на транспорте, развивается солнечное голодание. Дело в том, что обычные оконные стекла зданий в незначительной степени пропускают физиологически активные ультрафиолетовые лучи, а в городах их и без того мало доходит до поверхности Земли в результате загрязнения воздуха пылью, дымом, выхлопными газами.

При солнечном голодании кожа становится бледной, холодной, теряет свежесть. Она плохо снабжается питательными веществами и кислородом. В ней слабее циркулируют кровь и лимфа, из нее плохо выводятся продукты распада шлаки и начинается отравление организма отработанными веществами. Кроме того, капилляры делаются более ломкими, в связи с чем увеличивается склонность к кровоизлияниям.

У тех, кто испытывает солнечное голодание, происходят болезненные, неприятные метаморфозы, затрагивающие как сферу психики, так и физическое состояние. Прежде всего, появляются нарушения деятельности нервной системы: ухудшаются память и сон, усиливается возбудимость у одних и безучастность, заторможенность у других. С ухудшением кальциевого обмена (появлением затруднений при усвоении пищевого кальция и фосфора, которые продолжают выводиться из организма, а следовательно, наступает обеднение тканей этими необходимыми веществами) начинают усиленно разрушаться зубы, увеличивается ломкость костей. Таким образом, при длительном солнечном голодании снижаются умственные способности и работоспособность, очень быстро наступают утомление и раздражение, уменьшается подвижность, ухудшаются возможности борьбы с попадающими в организм микробами (снижается иммунитет). Несомненно, человек, испытывающий солнечное голодание, чаще заболевает простудными и другими инфекционными заболеваниями, и болезнь носит затяжной характер. В этих случаях медленно и плохо заживают переломы, порезы и любые ранения. Появляется склонность к гнойничковым заболеваниям у тех, кто раньше этим не страдал, а также ухудшается течение хронических заболеваний у тех, кто их уже имеет, тяжелее протекают воспалительные процессы, что связанно с повышением проницаемости стенок сосудов, усиливается склонность к отекам.


Учитывая степень благотворного влияния естественного света на организм человека, гигиена труда требует максимального использования естественного освещения. Оно не устраивается только там, где это противопоказано технологическими условиями производства, например, при хранении светочувствительных химикатов и изделий.

Так, солнечное освещение увеличивает производительность труда до 10 %, а создание рационального искусственного освещения - до 13 %, при этом в ряде производств брак снижается до 20…25%. Рациональное освещение обеспечивает психологический комфорт, способствует уменьшению зрительного и общего утомления, снижает опасность производственного травматизма.

По конструктивному исполнению естественное освещение подразделяют на:

Боковое, осуществляемое через оконные проемы, одно- или двустороннее (рис. 4.3 а , б );

Верхнее, когда свет проникает в помещение через аэрационныеили зенитные фонари, проемы в перекрытиях (рис. 4.3 в );

Комбинированное, когда к верхнему освещению добавляетсябоковое (рис. 4.3 г ).

Системы естественного освещения являются идеальным вариантом практически для любых зданий и сооружений. Ведь в отличии от искусственного света естественный не имеет мерцаний, обеспечивает полную светопередачу, комфортен для глаз и конечно же является совершенно бесплатным.

Да и вообще приятный, согревающий луч света всегда наполняет комнату особой атмосферой. Поэтому не удивительно что с древних времен люди стараются в своих зданиях обеспечить максимум естественного света.

За время своего развития человечество придумало немало способов обеспечить свое жилище солнечными лучами. Но все эти способы условно можно разделить на три способа.

Итак:

  • Наиболее часто применяемым является боковое освещение . В данном случае свет струится через проем в стене и падает на человека сбоку. Откуда пошло и название.

Боковое освещение достаточно просто реализуемо и обеспечивает качественную освещенность внутри дома. В то же время в широких залах, когда стены противоположные от окна расположены далеко, солнечный свет далеко не всегда достает во все уголки комнаты. Для этого увеличивают высоту оконных проемов, но такой выход не всегда возможен.

  • Более интересным для таких помещений является верхнее освещение . В этом случае свет падает из проемов в крыше и струится на человека сверху.

Такой вид освещения является практически идеальным. Ведь при правильном планировании можно обеспечить освещенность любого уголка дома.

Но как вы понимаете он возможен только при одноэтажном планировании. Да и теплопотери у такого вида естественного освещения на порядок выше. Ведь теплый воздух всегда поднимается вверх, а там холодные окна.

  • Именно поэтому существует освещение естественное комбинированное. Оно позволяет взять лучшее из первых двух видов. Ведь комбинированным называется освещение, при котором свет на человека падает как сверху, так и снизу.

Но как вы понимаете такой вид освещения так же возможен только в одноэтажном здании или на верхних этажах многоэтажных зданий. Но вот стоимость таких оконных систем является не маловажным ограничивающим фактором их применения.

Методы правильного планирования естественного освещения

Но зная виды естественного освещения мы не на шаг не приблизились к раскрытию вопроса как организовать правильное освещение у себя дома? Для ответа на него давайте мы шаг за шагом разберем основные этапы планирования.

Нормы естественного освещения зданий

Для того чтоб правильно спланировать освещение мы прежде всего должны ответить на вопрос, а какое оно должно быть? Ответ на этот вопрос нам дает СНиП 23 – 05 – 95 который устанавливает нормы КЕО для промышленных, жилых и общественных зданий.

  • КЕО – это коэффициент естественного освещения. Он является соотношением между уровнем естественного освещения в определенной точке дома и освещенностью вне помещения.
  • Оптимальность данного параметра рассчитана научно-исследовательскими институтами и сведена в таблицу, которая стала нормой при проектировании. Но дабы пользоваться этой таблицей нам необходимо знать нашу широту.

  • Из уроков БЖД и географии вы должны помнить, что чем южнее, тем интенсивность солнечного потока выше. Поэтому вся территория нашей страны была разделена на пять зон светового климата, каждая из которых имеет два подвида.
  • Зная нашу зону светового климата, мы наконец можем определить необходимый нам КЕО. Для жилых зданий он составляет от 0,2 до 0,5. Причем чем южнее, тем КЕО меньше.
  • Это связано опять-таки с географией. Ведь чем южнее, тем освещенность вне помещения выше. А КЕО это отношение освещенности вне помещения и внутри его. Соответственно для создания одинакового уровня освещенности для домов на юге и севере последним придётся приложить больше усилий.

  • Чтоб двигаться дальше, нам необходимо узнать, а где эта точка в доме для которой мы будем определять уровень освещенности? Ответ на этот вопрос нам дают п.5.4 – 5.6 СНиП 23 – 05 -95.
  • Согласно им, при двухсторонем боковом освещении жилых помещений нормируемой точкой является центр комнаты. При одностороннем боковом освещении нормируемой точкой является плоскость в метре от стены противоположной окну. В остальных помещениях нормируемой точкой является центр помещения.

Обратите внимание! Для одно-, двух- и трехкомнатных квартир такой расчет делается для одной жилой комнаты. В четырехкомнатной квартире такой расчет делается для двух комнат.

  • Для верхнего и комбинированного освещения нормируемой точкой является плоскость в метре от наиболее затемненных стен. Эта норма относится и к промышленным помещениям.
  • Но все что мы привели выше инструкция предписывает применять для жилых и общественных зданий. С производственными все немного сложнее. Дело в том, что производства бывают разные. На одних обрабатываю метровые заготовки, а на других имеют дело с микросхемами.
  • Исходя из этого все виды работ разделили на восемь классов в зависимости от разряда зрительной работы. Там, где обрабатывают изделия меньше 0,15 мм отнесли к первой группе, а там, где точность не особенно нужна отнесли восьмой. И вот для промышленных предприятий КЕО выбирают исходя из разряда зрительной работы.

Выбор оконных систем для здания

Естественный свет в наше здание будет проникать через окна. Поэтому зная нормы, которые нам необходимо соблюсти, можно переходить к выбору окон.

  • Самой перовой задачей является выбор оконных систем. То есть мы должны определиться какое у нас будет освещение – верхнее, боковое или комбинированное в каждой комнате. Для ответа на этот вопрос нужно учитывать архитектурное строение здания, его географическое расположение, используемые материалы, теплоэффективность дома и конечно не маловажную роль отыграет цена.
  • Если вы делаете выбор в пользу верхнего освещения, то вы можете использовать так называемые светоаэрационные или зенитные фонари. Это специальные конструкции, которые зачастую кроме света обеспечивают еще и вентиляцию зданий.
  • Светоаэрационные фонари в большинстве случае имеют прямоугольную форму. Это связано с удобством монтажа. В то же время наиболее удачными в плане освещения считается треугольная форма. Но для треугольных фонарей практически не существует надёжных систем поднятия окон для вентиляции.
  • Светоаэрационные фонари обычно устанавливают над промышленными зданиями с большим внутренним тепловыделением, либо на зданиях, расположенных в южных широтах как на видео. Это связано с большими тепловыми потерями таких оконных систем.

 Прямоугольные светоаэрационные фонари рекомендованы для применения в II-IV климатической зоне. При это если установка производится на территориях южнее 55° широты, то ориентация фонаря должна быть выполнена на юг и север. Применять такие фонари следует в зданиях с избытком явного тепла выше 23Вт/м 2 , и с уровнем зрительной работы IV-VII разряда.

Трапециевидные светоаэрационные фонари предназначены для первой климатической зоны. Применяют их для зданий в которых выполняют зрительную работу II- IV класса и имеющие избыток явного тепла выше 23Вт/м 2 .

Зенитные фонари рекомендуется устанавливать в I- IV климатической зоне. При этом при расположении зданий южнее 55 0 в качестве светопропускных материалов следует применять рассеивающие или теплозащищенные стекла. Применяется для зданий с избытком явного тепла меньше 23Вт/м 2 и для всех классов зрительной работы. Важно отметить, что фонари должны равномерно размещаться по всей площади крыши.

Зенитный фонарь со светопроводной шахтой может применяться для все климатически зон. Обычно применяется для зданий с кондиционированным воздухом и малым диапазоном перепада температур (например, его вполне можно смонтировать своими руками в жилых зданиях), а также для зон где выполняются работы II-VI класса. Нашли широкое применение в зданиях с подвесными потолками.
  • Зенитные фонари в последнее время получают все более широкое распространение как на производстве, так и в жилищном строительстве. Это связано с удобством монтажа таких систем и достаточно комфортной стоимостью. Тепловые потери у таких оконных систем не так велики, что позволяет успешно их применять и в северных широтах.

Обратите внимание! Для исключения вероятности получения человеком травм все горизонтальные и наклонные поверхности вертикального освещения должны иметь специальные сетки. Они необходимы для исключения падения обломков стекла.

  • Если вы решили применить освещение помещений естественное бокового типа, то СНиП II-4-79 рекомендует отдавать предпочтение оконным системам стандартного типа. Для таковых систем уже произведены все необходимы расчеты и существуют даже рекомендации. Эти рекомендации вы можете увидеть в таблице ниже.
  • Для бокового естественного освещения важным аспектом является затененность оконных систем от прилежащих зданий. Это необходимо учитывать при расчетах.

  • Для зданий, в которых противолежащая от окна стена находится на значительном расстоянии, достаточно часто монтируют многоярусные оконные системы. Но при этом следует помнить, что высота одного яруса не должна превышать 7,2 метра.
  • Очень важным аспектом при выборе оконных систем является их правильна ориентация по сторонам света. Ведь не для кого не секрет, что окна, выходящие на юг, дают значительно больше света. Это следует по максимум использовать в зданиях, строящихся в северных широтах. В то же время для зданий, строящихся в южных широтах, рекомендуется ориентировать окна на север и запад.

  • Это позволит не только более рационально использовать световой день, но и сократить затраты. Ведь для зданий в южных широтах для ограничения слепящего действия солнца монтируют специальные светозаграждающие устройства, а при правильной ориентации окон этого можно избежать.

Сочетание норм КЕО и норм освещённости

Но нормы КЕО рассчитаны далеко не для каждого вида здания. Иногда может случиться так, что по нормам КЕО освещенность достаточная, но нормы освещенности рабочего места не соблюдены.

Этот недостаток естественного освещения можно компенсировать путем создания совмещённого освещения, либо увязать через критическую наружную освещенность.

  • Критической наружной освещенностью называется естественная освещенность на открытой площадке равная нормируемому значению искусственного освещения. Эта величина позволяет привести КЕО в соответствии с требованиями по искусственному освещению.
  • Для этого используется формула Е н =0,01еЕ кр, где Е н – нормируемое значение освещенности, е – выбранный норматив КЕО, а Е кр – наша критическая наружная освещенность.

  • Но даже этот способ далеко не всегда позволяет добиться требуемых нормативов. Ведь показатели естественного освещения далеко не всегда позволяют добиться нормируемых значений освещенности рабочего места. В первую очередь это касается зданий, расположенных в северных широтах, где и интенсивность светового потока ниже и тепловые потери не дают возможность установить большое количество окон.

  • Специально для нахождения золотой середины существует так называемый расчет приведенных затрат для естественного освещения. Он позволяет определить, что выгоднее для здания создать качественное освещение естественное или ограничится совмещенным, а может и вовсе искусственным освещением.

Вывод

Помещения без естественного освещения далеко не так комфортны, как здания с прямыми лучами солнечного света. Поэтому, при наличии такой возможности, естественный свет обязательно следует создавать для любых зданий и сооружений.

Конечно вопрос естественного освещения значительно более объемен и многогранен, но основные аспекты естественного освещения зданий мы вполне раскрыли, и мы очень надеемся, что это поможет вам в правильном выборе освещения для дома или предприятия.