Безпека праці та промислова санітарія - 2.3.2. Природне освітлення, нормування, розрахунок

2.3.2. Природне освітлення, нормування, розрахунок

В залежності від архітектури промислових будівель, а також вимог технологічного процесу можуть бути застосовані такі види природного освітлення:

– бокове одностороннє або двостороннє, коли світлові отвори (вікна) знаходяться в одній або в двох зовнішніх стінах (рисунок 2.50 а);

– верхнє, коли світлові отвори (ліхтарі) знаходяться у верхньому перекритті будівлі (рисунок 2.50 б);

– комбіноване, коли застосовується одночасно бокове і верхнє (рисунок 2.50 в).

Згідно із вимогами Державні будівельні норми України. Інженерне обладнання будинків і споруд. Природне і штучне освітлення. ДБН В.2.5-28-2006 (на заміну СНиП II-4-79 “Естественное и искусственное осещение. Нормы проектирования”), в приміщеннях із постійним перебуванням людей в них повинно бути передбачене природне освітлення.

Звичайно, що природне освітлення відрізняється низкою переваг, в порівнянні із штучним, а саме: ергономічне освітлення приміщення; забезпечення психологічного комфорту для людей в приміщенні; ефект відкритого простору; оптимальні умови роботи з комп’ютерною технікою; додаткові можливості для вентиляції і димовидалення приміщення; економія електроенергії.

а – бокове одностороннє освітлення; б – верхнє освітлення; в – комбіноване освітлення

Природне освітлення дозволяє значно скоротити витрати на електрику і експлуатацію приміщень великої площі. Для організації природного освітлення великих приміщень використовують зенітні ліхтарі, світлові тунелі, світлопрозорі покрівлі, що розміщуються на дахах промислових та адміністративних будівель і які дозволяють освітлювати більш ефективно, ніж звичайні вікна.

Рисунок 2.51 – Зенітний ліхтар

Зенітні ліхтарі (рисунок 2.51) використовуються для організації природного освітлення промислових і торгівельних приміщень. Такий ліхтар представляє собою прозорий купол із скла або світлопрозорих синтетичних матеріалів, що встановлюються на даху споруди. Світло від купола потрапляє в спеціальний розсіювач, що розташований на стелі приміщення і який розподіляє його в різних напрямках.Зенітні ліхтарі забезпечують рівномірний розподіл світла, на відміну від вікон.

Купол ліхтаря дозволяє вловити не тільки пряме сонячне проміння, але і розсіяне сонячне світло, що дає змогу отримати рівномірне освітлення в зимові місяці. Використання зенітних ліхтарів дозволяє зекономити на дорого стоячому електричному освітленні, а у ряді випадків зенітні ліхтарі дозволяють повністю відмовитись від електричного освітлення в світлий період доби.

Рисунок 2.52 – Світловий тунель

Рисунок 2.53 – Шедовий ліхтар

Рисунок 2.54 – Світлопрозорі покрівлі

Зенітні ліхтарі широко застосовуються для освітлення типових промислових споруд, для яких природного освітлення із вікон не достатньо навіть у випадку, якщо вікна будуть розташованими по всьому периметру будівлі. Зенітні ліхтарі використовуються також для освітлення виставкових павільйонів, торгових залів, де як правило, встановлюються над площадками, де потрібне гарне освітлення або над проходами з інтенсивним рухом. Недоліками зенітних ліхтарів є передавання тепла, що потребує певних витрат на обігрів приміщення взимку і на охолодження влітку.

Світлові тунелі (рисунок 2.52) використовують для організації природного освітлення в приміщеннях, до яких не може потрапити сонячне світло, наприклад, внутрішніх приміщень офісів, спортивних залів шкіл, супермаркетів і промислових приміщень, а також підвальних приміщень. Світловий тунель представляє собою конструкцію, яка складається із трьох частин: верхньої – куполу, що самоочищається і який виключає можливість конденсації водяної пари, спеціальної труби із нанесеним відбиваючим покриттям, яка підсилює денне світло і дифузора (нижнього куполу). Довжина світлового тунелю є необмеженою. Світловий тунель може працювати за будь-якої погоди, вловлюючи як сонячне так і місячне світло.

Шедові ліхтарі (рисунок 2.53) представляють собою надбудову над дахом, що складається із глухої односкатної покрівлі і світлопропускної стінки, оберненої на північ, щоб захистити приміщення від прямих сонячних променів. Поверхня покрівлі відбиває сонячне проміння, що потрапляє на неї через світлопропускну стінку і спрямовує світло в приміщення. Конструкція такого ліхтаря є досить масивною, а тому підходить для великих площ промислових об’єктів. Як правило, шедові ліхтарі використовуються для освітлення виробництв, де пряме попадання сонячного проміння є небажаним явищем, наприклад, на заводах точної механіки, в цехах штучного волокна.

Світлопрозорі покрівлі (рисунок 2.54) використовуються для освітлення торгівельних і виставкових залів можуть, їх конструкція складається із скла і сталі або алюмінію.

Рисунок 2.55 – Світлоаераційні ліхтарі

Світлоаераційні ліхтарі (рисунок 2.55) використовують для освітлення приміщень промислових будівель із надлишками тепла і виділенням газів, диму, пилу. Такі ліхтарі, як і шедові, представляють собою надбудови (прямокутні, у вигляді трапеції і М-подібні) на даху, і розташовані по осі пролетів будівлі. Світло у ліхтарі надходить через скляні стіни надбудови, і потім розподіляється по всьому приміщенню. За необхідності, такі ліхтарі можна використовувати для здійснення природної вентиляції – скляні стулки ліхтарів автоматично відкриваються, і свіже повітря надходить в приміщення.

Світлоактивність світлоаераційних ліхтарів в середньому в 2 – 2,5 рази менша, ніж зенітних. Через те, що конструкція таких ліхтарів є достатньо масивною, вони використовуються, в основному, на великих промислових площадках, в цехах одноповерхових будівель, на підприємствах чорної металургії, шинної, електротехнічної і будівельної галузі.

Основною нормованою величиною природного освітлення є КПО, або (е) – коефіцієнт природної освітленості. КПО – це виражене в відсотках відношення освітленості в даній точці всередині приміщення Евн до одночасної освітленості зовні приміщення Езовн у горизонтальній площині при відкритому небосхилі:

Нормування КПО залежить від виду природного освітлення та ряду супутніх факторів.

Під час нормування природної освітленості визначається найменший розмір об’єкта розрізнення, відповідний йому розряд зорової роботи та нормований коефіцієнт природної освітленості.

Нормовані значення КПО залежать від розряду зорової роботи окремо для бокового освітлення і для верхнього або комбінованого. Розряд зорових робіт залежить від найменшого розміру об’єкта розрізнення (таблиця 2.3). Всього 8 розрядів.

Розряд зорової роботи	Розмір об’єкта розрізнення	Характеристика роботи
І	< 0,15мм	найвищої точності
ІІ	0,15…0,3мм	дуже високої точності
ІІІ	0,3…0,5мм	високої точності
ІV	0,5…1мм	середньої точності
V	1…5мм	малої точності
VI	> 5мм	дуже малої точності
VII	> 0,5мм	робота з матеріалами, що світяться
VII		загальне спостереження за ходом технологічного процесу

Нормовані значення КПО залежать від поясу світлового клімату. Світловий клімат – сукупність умов природного освітлення в тій чи іншій місцевості за період понад 10 років.

Нормовані значення КПО для приміщень, розташованих в різних районах, визначаються за формулою:

Нерівномірність природного освітлення – відношення середнього значення КПО до його найменшого значення у межах даного приміщення.

Нерівномірність природного освітлення виробничих приміщень не повинна перевищувати 3:1. Нерівномірність природного освітлення не нормується для приміщень з бічним освітленням, у разі виконання робіт VII і VIII розрядів при верхньому або комбінованому освітленні та для допоміжних приміщень.

Таблиця 2.4 – Норми штучного та природного освітлення виробничих приміщень (витяг з ДБН В. 2.5–28–2006)

Характерис-тика зорових робіт	Найменший розмір об'єкта розпізнавання, мм	Розряд зорової роботи	Підрозряд зорової роботи	Штучне освітлення	Природне освітлення
				Освітленість, лк	КПО, %
				при загальному освітленні	при боковому освітленні
Середньої точності	0,5-1	IV	а б в г	300 200 200 200	1,5
Малої точності	1-5	V	а б в г	300 200 200 200	1,0
Груба	Більше 5	VI	–	200	1,0

Таблиця 2.5 – Значення коефіцієнта світлового клімату

Світлові прорізи	Орієнтація світлових прорізів за сторонами горизонту	Коефіцієнт світлового клімату, m
Світлові прорізи	Орієнтація світлових прорізів за сторонами горизонту	Крим, Одеська обл.	Решта території України
В зовнішніх стінах будинків	ПН	0,85	0,90
	ПНС, ПНЗ	0,85	0,90
	3, С	0,80	0,85
	ПДС, ПДЗ	0,80	0,85
	ПД	0,75	0,85
Примітка. ПН - північ; ПНС - північ-схід; ПНЗ - північ-захід; С - схід; 3 - захід; ПД - південь; ПДС - південь-схід; ПДЗ - південь-захід

Розрахунок природного освітлення полягає у визначенні площі світлових прорізів (вікон, ліхтарів) за формулами:

Sв = (ен·Кбуд·Кз·ηвSп)/(τ0·r1·100); (2.28)

Sліхт = (ен·Кз·ηлSп)/(τ0·r2·КФ·100), (2.29)

де Sліхт і Sв– площі ліхтарів, вікон, м2; еН – нормоване значення КПО,%; Sп – площа підлоги, м2; Кбуд – коефіцієнт, що враховує затінення вікон напроти стоячими будівлями, приймається в межах 1…1,5; КЗ – коефіцієнт запасу, приймається 1,5…2; τ0 – загальний коефіцієнт світлопропускання

τ0 = τ1·τ2·τ3·τ4·τ5, (2.30)

де τ1, τ2, τ3, τ4 – коефіцієнти, що приймаються за таблицею; τ5 = 0,9;

r1, r2 – коефіцієнти, що враховують підвищення КПО за рахунок відбиття відповідно при боковому і верхньому освітленні; ηв – світлова характеристика вікна;

ηл – світлова характеристика ліхтаря;

КФ – коефіцієнт, що враховує тип ліхтаря.