Мета роботи: ознайомитися з методами дослідження природного освітлення в робочих приміщеннях; провести вимірювання і розрахунок природного освітлення лабораторного приміщення.
Теоретична частина
Освітленість робочих місць, що відповідає встановленим нормам, створює сприятливі умови праці, сприяючи поліпшенню якості продукції, підвищенню продуктивності праці і збереженню у людини нормальний зір.
Видиме випромінювання називається світловим випромінюванням, а потужність випромінювання називається світловим потоком (F). Одиницею світлового потоку прийнятий люмен (лм). Людське око сприймає світлове випромінювання з довжиною хвилі від 0,33 до 0,76 мкм.
Світловий потік, падаючи на поверхню, висвітлює її. Щільність світлового потоку по поверхні, що освітлюється називається освітленістю (Е). Освітленість вимірюється в люксах (лк).
де: F - світловий потік, лм;
Природне освітлення створюється сонячним промінням. Проходячи через атмосферу землі, сонячні промені багаторазово переломлюються в ній, розсіюються по небосхилу. Таким чином, небосхил сам стає джерелом світла. Кожна точка земної поверхні висвітлюється як прямими променями сонця, так і розсіяним світлом небосхилу.
Методика розрахунку природного освітлення
Для розрахунку природного освітлення прийнято два методи:
1. Графічний метод за допомогою графіків Данилюка. Розрахунок зводиться до визначення коефіцієнта природного освітлення (КПО) - е. При цьому в розрахунку приймається тільки освітленість, створювана розсіяним світлом небосхилу (без урахування освітленості, створюваної прямими променями сонця).
У приміщеннях, як правило, надходить світло не від всього небосхилу, а від якої-небудь ділянки через світловий отвір. Якщо перед світловим прорізом є сторонні об'єкти, то вони загороджують частину небосхилу, зменшуючи освітленість, але частина променів відбиваючись від їх поверхонь потрапляє всередину приміщення і створює додаткову освітленість.
Потрапивши в приміщення, світло багаторазово відбивається від стін, стелі, потрапляє на освітлену поверхню досліджуваної точки К. Таким чином, освітленість в досліджуваній точці складається з суми освітленостей, з урахуванням вcex перерахованих факторів.
Графічний метод може бути застосований як для проектування приміщення, так і для перевірки освітленості існуючих приміщень.
Істота цього методу зводиться до наступного. Небесна півсфера умовно розбивається на 1000 ділянок. Ділянки мають рівні по площі проекції на горизонтальну площину (рис. 1 а). Для отримання ділянок небосхилу півсфера розбивається півкола (рис. 1а) на 100 частин і півкола на 100 поясів (рис. 1б).
Графіки є радіус-вектори, проведені з центру півсфери в точці перетину півкіл з вертикальною площиною. Таким чином, кожен графік має 100 променів, кожен промінь обмежений двома південними радіус-векторами. Якщо через світловий проріз видно одну ділянку (майданчик) небосхилу, КПО дорівнює 0,0001 або 0,01% всієї півсфери. Якщо дві ділянки 0,02% і т.д. За графіком Данилюка можна підрахувати кількість променів, що проходять через світловий прем у вертикальній площині П1 (див. Рис. 2а) в горизонтальній площині П2 (рис. 2б). Твір цих величин, множення на 0,01 дасть величину розрахункового КПО в% без урахування светопотері.
, %
Очевидно, на відкритому майданчику, що освітлюється всім небокраєм (рис. 1) П1 = 100 і П2 = 100 і тоді КПО ер = 0,01 · 100 · 100 = 100%.
Отримане значення множиться на коефіцієнт 0. враховує втрати світла при проходженні через скло і коефіцієнт q. враховує нерівномірність яскравості небосхилу по меридіану (табл.4)
де: ер - розрахункове значення КПО без светопотері,
τ0 - коефіцієнт світлопропускання (для лабораторії 0,85),
q - коефіцієнт, що враховує нерівномірну яскравість неба (табл. 4)
Щоб врахувати вплив відбитого світла від внутрішніх поверхонь приміщення проводиться розрахунок:
де: - коефіцієнт, що враховує вплив відбитого світла від внутрішніх поверхонь (φ = 1,2 до 2,4). Для лабораторії φ = 1,5.
Якщо протистоять будівлі закривають більшу частину світових потоків, (прорізів) то вводиться додатковий коефіцієнт є3. Величина його може бути підрахована за формулою:
де: ер - розрахункове значення КПО в даній точці До приміщення від ділянки небосхилу, що закривається ворогуючими будинками, без урахування светопотері.
Тоді остаточно значення КПО буде: