Законы и принципы, положенные в основу уточненных методов расчета естественной освещенности помещений

В основу большинства методов расчета естественной освещенности положены следующие законы: 1) закон суперпозиции, согласно которому КЕО в какой-либо точке помещения е от нескольких светопроемов сводится к последовательному независимому определению КЕО от каждого светопроема для этой точки и последующему сложению полученных значений по формуле м.

е = Уei (6).

i=I.

где еі — значение КЕО в расчетной точке от і-го светопроема, %;

М — количество светопроемов в помещении (рис. 1).

Рис. 1 Схема закону к суперпозиции

2) закон разделенного светового потока, согласно которому КЕО в какой-либо точке помещения еі от і-го светопроема формируется в результате прихода четырех отдельных составляющих: енб — от прямого света небосвода, езд — от света, отраженного от противостоящих зданий, еп — от света, отраженного подстилающей поверхностью земли и ео — от света, отраженного от внутренних поверхностей помещения, и его значение можно вычислить по формуле:

еі = енб + езд + еп + ео (7).

Рис. 2 Схема к закону светового потока

3) закон проекции телесного угла, согласно которому освещенность в помещении, создаваемая равномерно ярким небосводом, прямо пропорциональна яркости неба и площади проекции на освещаемую плоскость телесного угла, под которым виден участок неба из данной точки помещения (рис. 3). Математически этот закон записывается формулами:

Ев = Lе;

е=д/рR2 *100% (8).

где L — яркость небосвода;

e — геометрический коэффициент естественной освещенности, %;

d — проекция на рабочую плоскость части небосвода, видимого из расчетной точки;

R — радиус небесной сферы.

Рис. 3 Схема к закону телесного угла

4) закон светотехнического подобия, согласно которому если разные светопроемы имеют один и тот же телесный угол, то освещенность в какой-либо точке помещения не зависит от абсолютных размеров светопроемов, т. е. рассчитывать КЕО помещения можно на моделях любого масштаба (рис. 4).

Рис. 4 Схема к закону светотехнического подобия

Большинство методик расчета КЕО базируются на принципе первоначального определения значений геометрических КЕО (от небосвода — eнб, противостоящих зданий — eзд и подстилающей поверхности земли — eп) от каждого светопроема с последующим их уточнением при помощи коэффициентов, учитывающих неравномерную яркость неба, яркость противостоящих зданий и подстилающей поверхности, заполнение светопроемов, получая таким образом енб, езд и еп по формулам:

енб = (енбq)жo/Kз (9).

езд = (ездR)жo/Kз (10).

еп = (еп А) жo/Kз (11).

где q — коэффициент, учитывающий неравномерную яркость неба;

R — коэффициент, учитывающий относительную яркость противостоящего здания;

А — альбедо подстилающей поверхности земли;

жo и Кз — то же самое, что и в формулах (4) и (5).

Значение ео получают по формулам:

при боковом освещении:

ео = (енб + езд + еп)(r1 — 1), (12).

при верхнем освещении:

ео = (енб + езд) ср (r2Кф — 1), (13).

где r1 и r2 — коэффициенты, учитывающие повышение КЕО за счет света, отраженного от внутренних поверхностей помещения;

Кф — коэффициент, учитывающий световую активность фонаря;

(ен + езд) ср — усредненное по помещению (при расчетах, обычно, по характерному разрезу) значение суммарной составляющей КЕО от неба и противостоящих зданий на рабочей плоскости.

Все коэффициенты, вошедшие в формулы (9) — (13) обычно находятся из таблиц. Например, их можно определить из [2].