Естественное освещение, его нормирование и расчет

Для проведения большинства видов работ наиболее рациональным является естественный дневной свет, так как он обладает в отличие от искусственного биологической активностью, т.е. способен активизировать биохимические процессы в организме человека, тонизировать его, подавлять патогенные организмы.

Естественное освещение производственных помещений может быть следующих видов:

боковое (одно, двух- и многостороннее) – через окна в наружных стенах;
верхнее – через световые фонари в перекрытии или кровле;
комбинированное – через световые фонари и окна.

Верхнее освещение используется главным образом в многопролетных зданиях, где с помощью бокового освещения удается осветить лишь прилегающие к наружным стенам участки производства.

Для освещения рабочих мест, удаленных от оконных световых проемов, а также для естественной вентиляции помещений цехов устраивают специальные фонари – остекленные надстройки покрытия.

В зависимости от поперечного профиля в производственных зданиях применяются световые (аэрационные и светоаэрационные) и зенитные фонари.

Кроме фонарей также используются специальные светопрозрачные покрытия в кровле здания. Они могут выполняться в виде стеклоблоков, светопрозрачных колпаков, линз и т. п.

Помещения с постоянным пребыванием людей должны, как правило, обеспечиваться естественным освещением. Следует отметить, что естественное освещение имеет резкие колебания уровня освещенности, меняющегося в течение светового дня и по временам года, в зависимости от погодных условий и ряда других факторов.

Непостоянство естественного освещения во времени вызывает необходимость введения специального показателя – коэффициента естественной освещенности (КЕО). КЕО является величиной постоянной и в упрощенном виде представляет собой процентное отношение освещенности определенной точки помещения к одновременной освещенности точки, находящейся на горизонтальной плоскости вне помещения и освещенной рассеянным светом всего небосвода.

Естественное освещение производственных помещений нормируется величиной КЕО в зависимости от характера зрительной работы (разряда зрительной работы) и вида освещения.

Нормативные значения КЕО для каждого разряда зрительной работы приведены в ТКП 45-2.04-153-2009 «Естественное и искусственное освещение. Строительные нормы проектирования». Величина КЕО используется при расчетах величины световых проемов в проектируемых зданиях. Кроме того, он применяется в качестве оценки пригодности помещения для выполнения работ заданной точности.

В небольших помещениях при одностороннем боковом естественном освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов, а при двустороннем боковом освещении – в точке по середине помещения. В крупногабаритных производственных помещениях при боковом освещении минимальное значение КЕО нормируется в точке, удаленной от световых проемов:

на 1,5 высоты помещения для работ I-IV разрядов;
на 2 высоты помещения для работ V-VII разрядов;
на 3 высоты помещения для работ VIII разряда.

При верхнем или комбинированном естественном освещении нормируется среднее значение КЕО в точках, расположенных на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности (или пола). Первая и последняя точки принимаются на расстоянии 1 м от поверхности стен (перегородок) или осей колонн.

В производственных помещениях со зрительной работой разрядов I – III следует устраивать совмещенное освещение. Допустимо применение верхнего естественного освещения в многопролетных цехах, в которых работы выполняются в значительной части объема помещения на разных уровнях от пола и на различно ориентированных в пространстве рабочих поверхностях. При этом нормированные значения КЕО принимаются для разрядов 1-III соответственно 6 и 3%.

Расчет естественного освещения в производственном помещении заключается в определении требуемой площади боковых проемов (окон) или верхних фонарей, которая бы обеспечивала нормативную освещенность (величину КЕО) для выполнения определенного разряда зрительной работы. Для этого могут быть использованы следующие формулы:

- для расчета бокового освещения

Sо = Sп емин К ηо kз /100 τо r1;

- для расчета верхнего освещения

Sф = Sп еср ηф kз/100 τо r2;

где Sо и Sф – площадь окон и фонарей соответственно, м2;

Sп - площадь освещаемой поверхности (пола), м2;

емин – нормированное минимальное значение КЕО для данного помещения при боковом освещении, %;

еср – нормированное среднее значение КЕО при верхнем освещении, %;

К – коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями, (1,1-1,7);

ηо и ηф – соответственно световая характеристика окна и фонаря;

kз – коэффициент запаса;

τо – общий коэффициент светопропускания, выбирается в пределах значений 0,2–0,6 в зависимости от вида помещений и их характеристики по условиям загрязнения воздуха, а также от типа переплетов и их остекления;

r1 – коэффициент, учитывающий влияние отраженного света при боковом освещении, (1,2–4);

r2 – коэффициент, учитывающий влияние отраженного света при верхнем освещении, (1,1–1,9).

Организация постоянных рабочих мест без естественного освещения, если это не определяется требованиями технологии, запрещается. Световые проемы не допускается загромождать производственным оборудованием, готовыми изделиями, полуфабрикатами и т.п. как внутри, так и вне зданий.