Файл: Суханов И.С. Лучистая энергия солнца и архитектура (на примере Средней Азии).pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 80
Скачиваний: 0
Обозначение всех потоков, входящих в эту и следующие формулы, по казано на рис. 106.
В рассматриваемом случае необходимо проанализировать: а) сте пень использования прямого светового потока, прошедшего через за
полнение купола фонаря FK, |
относительно |
выходного отверстия |
фона |
|
ря, т. е. условного светопроема, |
освещающего помещение /V; б) |
степень |
||
использования прямого потока, выходящего из условного |
светопроема |
|||
/\|, относительно расчетной плоскости Fp. |
Для этих целей |
по аналогии |
||
с коэффициентом использования осветительных приборов можно вести
понятия коэффициента использования прямого потока |
купола— |
ІФ. |
(60) |
и коэффициента использования прямого потока фонаря —
(61)
Коэффициент использования светового потока светящейся поверхности относительно параллельной ей освещаемой поверхности определяется по рис. 107 в зависимости от индекса помещения:
— |
°-ь |
|
® — |
/; (а + Ь) ' |
(62) |
где a, b — соответственно длина |
и |
ширина помещения |
в |
плане; |
|
h — высота. |
|
В формулу следует подставить раз
меры |
помещения |
при определе |
нии |
коэффициента |
использования |
фонаря и габариты фонарной шахты при вычислении коэффициента ис пользования светового потока ку пола.
Отношение светового потока, выходящего из фонаря, к падающе му на его наружную поверхность представляет собой коэффициент по-
Рис. 107. Зависимость коэффициента использования светового потока от индекса помещения.
1 Здесь и далее знак (') обозначает прямые потоки.
183
|
|
|
З н а ч е н и я |
п а р а м е т р о в В и |
С для о п р е д е л е н и я |
светового |
||||||
|
о |
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
30 |
|
Р" |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
Рі |
|
70 |
|
|
|
50 |
|
|
30 |
|
70 |
|
Рз |
30 |
10 |
|
|
30 |
10 |
|
30 |
10 |
|
30 |
Параметр В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
0,6 |
0,21 |
0,21 |
|
|
0,20 |
0,19 |
|
0,18 |
0,18 |
|
0,10 |
|
0,8 |
0,25 |
0,25 |
|
|
0,23 |
0,21 |
|
0,21 |
0,20 |
|
0,13 |
|
1,0 |
0,29 |
0,27 |
|
|
0,25 |
0,24 |
|
0,23 |
0,22 |
|
0,15 |
|
1,5 |
0,34 |
0,31 |
|
|
0,30 |
0,28 |
|
0,26 |
0,25 |
|
0,18 |
|
2, 0 |
0,38 |
0,35 |
|
|
0,33 |
0,31 |
|
0,29 |
0,27 |
|
0,21 |
|
3, 0 |
0,43 |
0,38 |
|
|
0,37 |
0,34 |
|
0,31 |
0,29 |
|
0,24 |
|
4, 0 |
0,45 |
0,40 |
|
|
0,39 |
0,35 |
|
0,32 |
0,30 |
|
0,25 |
.Параметр С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
0,6 |
1,08 |
1,03 |
|
|
1,06 |
1,02 |
|
1,05 |
1,02 |
|
1,04 |
|
0,8 |
1,10 |
1,05 |
|
|
1,07 |
1,03 |
|
1,06 |
1,02 |
|
1,06 |
|
1. 0 |
1,11 |
1,03 |
|
|
1,03 |
1,05 |
|
1,06 |
1,02 |
|
1,07 |
|
1,5 |
1,14 |
1,04 |
|
|
1,10 |
1,03 |
|
1,08 |
1,02 |
|
1,10 |
|
2, 0 |
1,16 |
1,05 |
|
|
1,11 |
1,04 |
|
1,03 |
1,03 |
|
1,13 |
|
3,0 |
1,18 |
1,06 |
|
|
1,13 |
1,04 |
|
1,08 |
1,03 |
|
1,16 |
|
4, 0 |
1,20 |
1,06 |
|
|
1,14 |
1,05 |
• |
1,09 |
1,03 |
|
1,18 |
.лезного действия |
(к. п. д.) |
фонаря |
т]. Коэффициент использования |
естест |
||||||||
венного |
освещения всегда |
меньше |
коэффициента |
использования |
|
фонаря |
||||||
л |
равен |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сЛ. о = |
иф-ц. |
|
|
|
|
(63) |
||
|
Световой поток, непосредственно падающий от светящейся поверх |
|||||||||||
ности на |
плоскости, ограничивающие помещение, частично отражается |
|||||||||||
и перераспределяется. В результате на каждой поверхности |
к |
уста |
||||||||||
навливается световой поток |
FK, равный сумме первоначально |
упавше |
||||||||||
го |
F a |
и дополнительного |
за |
счет многократных |
отражений: |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^к = |
^ |
+ |
2 / ? п - Рп - С/пк, |
|
|
|
|
(64) |
|
184 |
|
|
|
|
|
п = к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
14 |
|
потока, |
у с т а н о в и в ш е г о с я на |
р а с ч е т н о й |
|
плоскости |
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70 |
|
50 |
|
30 |
|
70 |
50 |
30 |
|
10 |
30 |
10 |
30 |
|
10 |
10 |
10 |
10 |
|
0,10 |
0,10 |
0,10 |
0,09 |
. |
0,09 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
|
0,12 |
0,12 |
0,11 |
0,11 |
|
0,11 |
0,04 |
0,03 |
0,03 |
|
0,14 |
0,13 |
0,13 |
0,12 |
|
0,12 |
0,04 . |
0,04 |
0,03 |
|
0,17 |
0,16 |
0,16 |
0,14 |
|
0,14 |
0,05 |
0,05 |
0,04 |
|
0,19 |
0,18 |
0,17 |
0,16 |
|
0,15 |
0,06 |
0,05 |
0,05 |
|
0,21 |
0,21 |
0,19 |
0,18 |
|
0,17 |
0,07 |
0,06 |
0,05 |
|
0,23 |
0,22 |
0,20 |
0,18 |
|
0,18 |
0,08 |
0,07 |
0,06 |
|
1,02 |
1,04 |
1,01 |
1,03 |
|
1,01 |
1,01 |
1,01 |
1,01 |
|
1,02 |
1,05 |
1,02 |
1,04 |
|
1,01 |
1,01 |
1,01 |
1,01 |
|
1,02 |
1,02 |
1,02 |
1,04 |
|
1,02 |
1,02 |
1,01 |
1,01 |
|
1,04 |
1,08 |
1,03 |
1,05 |
|
1,02 |
1,03 |
1,02 |
1,01 |
|
1,04 |
1,09 |
1,03 |
1,06 |
|
1,02 |
1,03 |
1,02 |
1,02 |
|
1,05 |
1,11 |
1,04 |
1,07 |
|
1,02 |
1,04 |
1,03 |
1,02 |
|
1,06 |
1,12 |
1,04 |
1,07 |
|
1,03 |
1,05 |
1,04 |
1,02 |
|
где F„ — световой поток, установившийся на |
га-й плоскости; |
|||||
Рп — коэффициент |
отражения |
/г-й |
плоскости; |
|||
йш — коэффициент, |
определяющий |
долю |
светового потока, отра |
|||
женного |
от /t-й |
плоскости и падающего |
на /с-ю плоскость. |
|||
Решение |
системы |
уравнений, |
составленных для каждой отражаю |
|||
щей поверхности, позволяет получить выражение установившегося све тового потока на расчетной горизонтальной плоскости:
F^Fl-A + Fi-B + F's-C, (65)
где Л ; |
F2] Ft —световые |
потоки, |
непосредственно |
падающие со |
ответственно на верхнюю, боковые |
и нижнюю плоскости; |
|||
А , |
В , С — параметры, |
представляющие собой |
коэффициенты и.с- |
|
|
|
|
|
185 |
пользования прямых световых потоков от светящейся по верхности на те же плоскости относительно расчетной.
Формула (65) справедлива как для объема фонарной шахты, так и для помещения. При расчете светового потока, установившегося в нижней плоскости фонаря, в формуле исключается первый член в свя зи с тем, что на нижнюю поверхность купола прямой поток не падает. При определении установившегося светового потока в горизонтальной расчетной плоскости помещения с относительно малой высотой по срав нению с габаритами в плане можно исключить и второй член из-за зна чительной удаленности стен от основной части расчетных точек. Зна
чения |
параметров S |
и |
С даны в табл. 14 [33]. |
Световой поток |
и |
к. е. о. на расчетной плоскости связаны между |
|
собой |
зависимостью. |
|
|
|
^ |
^ |
à |
r |
- |
|
где S — площадь помещения, м-; |
|
|
|
|
|
|
Е„ — наружная освещенность. |
|
|
|
|
|
|
Из формул (65) и (66) следует, |
что к. е. о. в |
расчетной |
плоскости |
|||
помещения |
с учетом многократных |
отражений е р |
можно |
определить |
||
следующим |
образом: |
|
|
|
|
|
|
ер = е'9-С. |
|
|
(67) |
||
Значения расчетного к. е. о. без |
учета |
отраженного света ер в лю |
||||
бой точке помещения определяется с помощью графиков А. М. Данилюка. При этом светопроемами служат выходные отверстия фонарей, а общий коэффициент светопропускания принимается равным к. п. д. фо наря - о = ъ Если освещение в помещении отличается равномерностью и достаточно знать только среднее значение к. е. о., расчет можно вы полнить, не прибегая к графикам А. М. Даиилюка. При этом суммар
ный световой поток |
Еф , выходящий из отверстий фонарей, можно ус |
|||||||
ловно |
представить |
равномерно распределенным |
по |
всей |
поверхности |
|||
потолка: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
# * - |
|
|
|
(68) |
где -^* |
отношение суммарной |
площади |
выходных |
отверстий фо- |
||||
"ПОТ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нарей |
и |
площади потолка. |
|
|
|
|
|
Совместное |
решение уравнений (61), |
(67) и |
(68) |
дает |
выражение |
|||
для определения среднего в пределах помещения к. е. о. с учетом от раженного света:
186
|
*ср = |
4 ) 0 * - С - |
|
|
|
(69) |
Средние |
значения к. е. о., найденные по графикам |
А. М. Данилюка |
||||
и по формуле |
(69), очень близко |
совпадают. |
|
|
|
|
Расчеты для конкретных объектов показали, что если обеспечить |
||||||
одинаковую |
продолжительность |
использования |
дневного |
света |
(при |
|
равных величинах естественных |
освещенностей |
в моменты |
включения |
|||
и выключения искусственного света), во-первых, |
для |
облачного |
небо |
|||
свода, во-вторых, с учетом инсоляции, то в последнем |
случае площадь |
|||||
Г |
|
" |
1_ |
1 |
|
|
! |
|
> — 600 |
jА. |
||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
156-88 |
|
^ |
|
|
|
|
|
|
|
|
/~\ |
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
600 |
, |
600 |
Ур pad |
n/t |
|
|
|
|
||
|
|
|
Ч |
|
* |
|
|
|
1 |
|||
1 |
2 |
J |
а |
5 |
6 У? |
в |
9 |
Ю |
|
/.г іЗ |
|
|
a |
14 |
15 |
||||||||||
|
|
'200 |
|
|
|
ггоо |
|
|
|
<гоо |
fі 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Рис. 108. |
Схемы |
помещений |
с зенитными |
куполами, |
прямоуголь |
|||||||
ными |
и |
шедовыми |
ф шарями, на |
макетах |
которых |
выполнялись |
||||||
|
|
|
|
фотометрические |
измерения. |
|
|
|||||
зенитных светопроемов |
можно |
сократить |
не |
менее |
чем |
в два раза. |
||||||
Справедливость этого вывода сохраняется при заполнении зенитных фо~- нарей рассеивающими материалами с коэффициентами светопропускания в пределах 0,4 — 0,6.
Для проверки предложений по учету инсоляции при расчете естест венного освещения нами проводились фотометрические измерения на ма
кетах. Макет трехпролетного |
здания шириной |
12X3=36 м , |
длиной |
||
18 м и высотой 6 м выполнялся |
в масштабе |
1:10 |
и имел |
набор |
сменных |
покрытий с зенитными, прямоугольными и |
шедовыми |
фонарями (рис. |
|||
108). Зенитные купола из матированного полупрозрачного оргстекла имели коэффициент светопропускания 0,5. Размеры фонарей выбраны таким образом, чтобы при освещении рассеянным светом облачного не-
187
босвода внутри помещений при всех вариантах создавались одинаковые условия освещения.
Наблюдения проводились в пасмурную погоду при равномерной облачности, а также в безоблачные дни. На рис. 109 представлены ре зультаты измерений к. е. о. при ос вещении помещений только рассеян ным светом. На том же чертеже на несена горизонтальная прямая, со ответствующая расчетному среднему
T \ значению к. е. о. при всех трех вариантах покрытий. Эксперимен тальные средние значения к. е. о. совпали с расчетной величиной.
wool |
|
|
|
|
|
|
Сравнение условий освещения в |
||||||||
|
|
|
|
|
|
одинаковых |
помещениях |
с разны |
|||||||
|
|
|
|
|
|
ми фонарями при безоблачном не |
|||||||||
500, |
|
|
|
|
|
босводе |
|
(но |
без |
учета |
инсоляции) |
||||
|
|
|
|
|
|
показывает, что при шедах, ориенти |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
рованных на север,в течение всего |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
дня наблюдалась минимальная осве |
|||||||||
гооо\Е,/ік |
|
|
|
|
щенность |
(рис. 109, |
б). |
Максимум |
|||||||
|
|
|
|
освещенности имел место при зенит |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
ных |
полупрозрачных |
куполах |
(рис. |
||||||
|
|
|
|
|
8 |
109, в). При освещении через пря |
|||||||||
'ООО |
10 ч |
|
|
моугольные |
фонари, |
ориентирован |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
ные на север—юг, освещенность бы |
|||||||||
|
|
ÔW. |
|
|
|
ла ниже, чем при зенитных |
фонарях, |
||||||||
|
|
|
|
|
|
но выше, чем при шедовых. В поме |
|||||||||
|
Номера |
точек |
|
|
щении |
с |
зенитными |
фонарями, |
не |
||||||
|
|
|
смотря |
на интенсивную |
инсоляцию |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Рис. 109. Результаты |
измерений |
к. е. о. |
плафонов, даже в полуденные часы |
||||||||||||
освещенность была более |
|
равномер |
|||||||||||||
|
и освещенности: |
|
|
ной, |
чем |
при |
шедах, |
ориентирован |
|||||||
а—к, |
е. о. при равномерной облачности |
в |
поме |
ных |
на |
север. |
|
|
|
|
|
||||
щении с шедовыми (/), прямоугольными |
(2) |
и з е |
фотометрических |
||||||||||||
нитными отдельно стоящими (5) фонарями. Гори |
|
По |
данным |
||||||||||||
зонтальная линия—среднее |
значение к. е. о. при |
И З М е р е і І И И , ВЫПОЛНеННЫХ НЭ М Э К е Т Э Х |
|||||||||||||
всех вариантах фонарей; о~-освеіненность |
в поме - |
||||||||||||||
шеннн |
с шедовыми фонарями; |
в - т о ж е , |
при зе - |
C Q С В е т Л Ы М И |
И С |
Ч е р Н Ы М И |
В Н Ѵ Т р е Н - |
||||||||
|
нитных полупрозрачных |
фонарях. |
|
|
|
|
|
|
|
г |
|
|
J |
г |
|
ними поверхностями, коэффициенты, учитывающие влияние отраженного света, следующие: при зенитных фонарях— 1,35; при прямоугольных —
1,30; при щедах— 1,47. При инсоляции полупрозрачных куполов вели чина коэффициента, учитывающего влияние отраженного света, практи чески не меняется.
188
