Iluminarea naturală şi artificială

Iluminarea naturală şi artificialăCerinţe referitor la proiectul de curs:

De determinat iluminarea naturală normată

De executat calculul prealabil a golului de fereastră pentru

încăperea dată

De determinat coeficientul iluminării naturale primite

De construit graficul iluminării naturale din încăperea dată

De efectuat concluzii despre iluminarea naturală din

încăpere

De determinat numărul instalaţiilor de lumină în încăperea

dată

De determinat tipul instalaţiilor de lumină din încăpere

De efectuat concluzii despre iluminatul artificial din

încăpere

Date generale:1. Localitatea de construcţie

Vilnius

2. Destinaţia încăperii

Sala de lectura

3. Dimensiunile L. B. H

6x6x3

4. Finisarea interioară din încăpere

a. gradul de reflectare a tavanului ρ1 –

0.82%

b. gradul de reflectare a pereţilor

ρ2 – 0.62%

c. gradul de reflectare a pardoselei

ρ3 – 0,3%

5. Tipul sticlei

Sticla dubla

6. Tipul cercevelei

Lemn dubla unita

7. Amplasarea suprafetei de lucru

0.8

8. Orientarea golului de lumina 136o – 225o

Calculul prealabil a suprafeţelor golurilor de

lumină I) Pentru a determina calculul prealabil a golului defereastra este nevoie de verificat cit de corect a fostproiectată folosind metoda descrisă în „СНиП II – 4 – 79” ,„Iluminarea naturală şi artificială”, (pag. 34)

1). Determinăm valoarea coeficientului iluminării naturale normate după formula e :

eI,II,IV,V =eIIImc , unde: (СНиП II – 4 – 79 pag.17)

eIII – valoarea coeficientului climatului luminosconform tab. 2 m – coeficientul climatului luminos conform tab. 4 c – coeficientul climatului solar conform tab. 5 Conform desenul nr. 1 „СНиП II – 4 – 79” oraşul Vilnius seaflă în zona II/ de climat luminos cu strat de zăpadă instabil.

Conform tab. nr. 2 „СНиП II – 4 – 79” valoarea eIII = 1 pentru sala de lectura

2) Determinăm valoarea coeficienţilor m şi c pentru oraşul Vilnius :

Sala de lectura examinată se află în sectorul 136º - 225º Conform tab. nr. 4 valoarea coeficientului climatului luminos m=1.1 Conform tab. nr. 5 valoarea coeficientului de climatsolar c=0.85

3) Determinăm valoarea coeficientului iluminatului natural normat după formula 2.3: en

N = eIIImc= 1×1.1×1=1.1

II) Determinăm suprafaţa prealabilă a golului de iluminat natural după formula:

100

SoSp =

enKrηoτor1

Kcl

(3.1)

Unde: So – suprafaţa golului de fereastră pentru iluminare laterală; Sp – suprafaţa pardoselei încăperii;

en – valoarea C.I.N. normată; Kr – coeficientul de rezervă conform tab. 3; ηo – caracteristica de iluminare a geamurilor, conform tab. 26; Kcl – coeficientul care i-a în consideraţie umbrirea ferestrelor la clădiri opuse, conform tab. 27;

τo – coeficientul de trecere a fluxului de lumină, conform formulei: τo= τ1 τ2 τ3 τ4 τ5 (3.2) unde: τ1 - coeficientul de trecere a fluxului de lumină prin sticla ferestrei, conform tab. 28; τ2 – coeficient ce ţine cont de pierderile de lumină provocate de cerceveaua ferestrei, conform tab. 28; τ3 – coeficient ce ţine cont de pierderile de lumină provocate de construcţiile portante, conform tab. 28;

τ4 – coeficient ce ţine cont de pierderile de lumină provocate de dispozitivele parasolare, conform tab. 29; τ5 – coeficient ce ţine cont de pierderile de lumină provocate de plasele de sub luminătoare, conform tab. 29;

1) Determinăm coeficientul de trecere a fluxului de lumină prin golul de fereastră, conform tab. 28, după formula 3.2

τo = 0,8 · 0,6 · 1·1·1 = 0,48unde: τ1 = 0,8 (tab. 28 , sticlă dubla simpla); τ2 = 0,6 (tab. 28, cercevea dubla din lemn unita); τ4 = 1 (tab. 29, parasolare nu sunt); τ5 = 1 (tab. 29, plasele de sub luminătoare nu sunt);

2) Determinăm coeficientul mediu ponderat reflexiilor de lumină de la suprafeţele interioare din camera de locuit

ρmed =

ρtSt+ρperSper+ρparSparSt+Sper+Spar

unde : ρt - gradul de reflectare a tavanului; (0,82%) ρper - gradul de reflectare a pereţilor; (0,62% ) ρpar – gradul de reflectare a pardoselei; (0,3%) St – suprafaţa tavanului; Sper – suprafaţa pereţilor fără golul de lumină; Spar – suprafaţa pardoselei;

St = 6 · 6 = 36 m2; Sper = (2 · 6 + 2 · 6) · 3=72 m2; Spar = 6 · 6= 36 m2;

ρmed =

ρtSt+ρperSper+ρparSparSt+Sper+Spar =

0.82·36+0.62·72+0.3·3636+72+36 0,5 ≈

3) Determinăm valoarea coeficientului r1 pentru punctul examinat A, conform tab. 30

Calculăm raportul :

Bh1 =

61.9 = 3.1;

Unde: B – lăţimea încăperii; h1 – înălţimea de la nivelulde lucru convenţională până la înălţimea ferestrei (în cazul dat, nivelul de lucru este egal cu 0.8)

Calculăm raportul :

lcB =

56= 0.8;

Unde : lc – distanţa de la punctul de calcul până la peretele portant exterior; B – lăţimea încăperii.

Calculăm raportul: LB =

66= 1;

Unde: L – lungimea încăperii; B – lăţimea încăperii.

r1 =>

{Bh1 ¿ {lcB ¿ {LB ¿¿¿¿

=> => r1 = 3.1 ( metoda interpolării)

4) Determinăm valoarea Kcl conform tab. 27: Kcl = 1 (clădiri opuse nu sunt);

5) Determinăm valoarea ηo, conform tab. 26 Pentru determinarea valorii ηo folosim rapoartele:

LB = 1;

Bh1 =3.1; ηo => =18.3 ; (

metoda interpolării)

6) Determinăm valoarea coeficientului Kr, conform tab. 3

Kr = 1,2.

7) Determinăm suprafaţa totală a ferestrei S0 în baza datelor obţinute după formulă:

So=

SpenKrηoKcl100τor1 =

36·1.1·1.2·18.3·1100·0.48·3.1

¿5.8m2

8) Determinăm suprafaţa totală a ferestrei in baza metodei arhitecturale

Sf = 18· Sp =

18· 36 = 4.5 m2

9) Determinăm suprafaţa reală a golurilor de lumină

Sf = 4.5;

Condiţia calculului este Sf <So , deoarece 4.5<5.8. Concluzie : rezultatul obţinut confirmă, că golul geamului cu dimensiunile 1.6×1.8 m, iniţial a fost proiectată corect.

Calculul coeficientului de iluminare naturală. Calculul coeficientului de iluminare naturală pentru iluminarea laterală, conform „СНиП II – 4 – 79”, pag. 38, se efectuează după formula:

ecl = (εl · q + εcl · R) · r1 ·

τoKr , (3.3)

unde: ecl – coeficientul de iluminare naturală

pentru iluminarea laterală calculată; εl – coeficientul geometric de iluminarenaturală în punctul de calcul, ce reprezintă fluxul de lumină directă de la bolta cerească, determinat din diagrama Daniliuc Işi II; q – coeficientul ce ţine cont de luminozitatea neuniformă a bolţii cereşti, conform tab.35; εcl – coeficientul geometric de iluminarenaturală în punctul de calcul, ce reprezintă fluxul de lumină reflectată de clădirile opuse , determinat din diagrama DaniliucI şiII;

R – coeficientul ce ţine cont de luminozitatea relativă a clădirilor opuse, conform tab.36. r1 – coeficientul ce ţine cont de lumina mărirea C.I.N. reflectat de la suprafeţele încăperii şi suprafeţele terestre aferente clădirii, conform tab. 30.

Coeficientul geometric de iluminare naturală se determină cu ajutorul diagramelor Daniliuc I şi II după formula:

εl = 0,01(n1n2), (3.4)

unde : n1 – numărul de raze din diagrama Daniliuc I, ce trec prin fereastră până la punctul de calcul dinîncăpere în secţiunea transversală, de la bolta cerească; n2 – numărul de raze din diagramaDaniliuc II, ce trec prin fereastră până la punctul de calcul din încăpere în planul încăperii, de la bolta cerească; Coeficientul geometric de iluminare

naturală εcl se determină după formula:

εcl = 0,01(n/

1 n/

2), (3.5)

unde : n/1

– numărul de raze din diagramaDaniliuc I, ce trec prin fereastră până la punctul de calculdin încăpere în secţiunea transversală, de la clădirea opusă; n/

2 – numărul de raze dindiagrama Daniliuc II, ce trec prin fereastră până la punctul decalcul din încăpere în planul încăperii, de la clădirea opusă;

Calculul C.I.N. real în încăperea de locuit Verificăm starea reală C.I.N. în încăperea delocuit folosind formula 3.3. Deoarece clădirea opusă nu esteprezentă formula se reduce la :

ecl = εl · q · r1 ·

τoKr

A1 – Determinăm numărul de raze n1 şi n2 cu ajutorul graficelor Daniliuc I şi II:

n1 = 21c = 2

n2 = 62 Determinăm valoarea unghiului de înclinaţie, q, conformtab. 35:

q=0.96

Determinăm valoarea coeficientului r1 pentru punctul examinat A1, conform tab. 30:

r1 => {Bh1 ¿ {lcB ¿ {LB ¿¿¿¿

=> => r1 = 1.1;

Determinăm coeficientul geometric în punctul de calcul A1

la iluminarea naturală:

εl = 0,01(n1n2)=0,01(21 · 62)= 13.02 Determinăm C.I.N. geometric în punctul de calcul A1 lailuminarea naturală:

ecl = εl · q · r1 ·

τoKr = 13.02·0.96·1.1·0.4=5.49%>1.1%


n1 = 14c = 6


q=0.77


r1 => {Bh1 ¿ {lcB ¿ {LB ¿¿¿¿

=> => r1 = 1.15;



εl = 0,01(n1n2)=0,01(14 · 48)= 6.72

Determinăm C.I.N. geometric în punctul de calcul A2 lailuminarea naturală:

ecl = εl · q · r1 ·

τoKr = 6.72·0.77·1.15·0.4=2.38%>1.1%


n1 = 10c = 10n2 = 42

Determinăm valoarea unghiului de înclinaţie, q, conformtab. 35:

q=0.69


r1 => {Bh1 ¿ {lcB ¿ {LB ¿¿¿¿

=> => r1=1.45



εl = 0,01(n1n2)=0,01(10 · 42)= 4.2


ecl = εl · q · r1 ·

τoKr =4.2·0.69·1.45·0.4=1.68%>1.1%


n1 = 7c =14n2 = 35

Determinăm valoarea unghiului de înclinaţie, q, conformtab. 35:

q=0.64


r1 => {Bh1 ¿ {lcB ¿ {LB ¿¿¿¿

=> => r1 = 2.2;

Determinăm coeficientul geometric în punctul de calculA4la iluminarea naturală:

εl = 0,01(n1n2)=0,01(7 ·35)=2.45


ecl = εl · q · r1 ·

τoKr = 2.45·0.64·2.2·0.4=1.37%>1.1%


n1 = 6c = 18


q=0.6

Determinăm valoarea coeficientului r1 pentru punctul examinat A5, conform tab.30:

r1 => {Bh1 ¿ {lcB ¿ {LB ¿¿¿¿

=> => r1 =3.1 Determinăm coeficientul geometric în punctul de calcul A5


εl = 0,01(n1n2)=0,01(6 ·31)= 1.86


ecl = εl · q · r1 ·

τoKr = 1.86·0.6·3.1·0.4= 1.38%>1.1 %

Graficul de iluminare a incaperii

Condiţia calculului ecl e≥ n

III => 1.38%≥1.1% ;

Concluzie: valoarea C.I.N. geometrică obţinută este maimare decit cea normată, deci iluminarea naturală în încăpere corespundenormativilor tehnici în construcţie şi normelor sanitare.

Determinarea C.I.N. geometric în cazul

construcţiei unei clădiriDeterminarea valorii coeficienţilor de iluminare în punctelede calcul în cazul când este prezentă clădirea opusă în faţageamului examinat se face după formula:

ecl = (εl · q + εcl · R) · r1 ·

τoKr ,

εl = 0,01(n1 n2) εcl = 0,01(n/

1 n/

2) R – coeficientul determinat din tab.36 cu ajutorulindicilor clădirii Z1 şi Z2

R=> {Z1 ¿ ¿¿¿

Unde : Z1 =

ℓo⋅l(P+l )⋅a ; Z2 =

Hcl⋅l(P+l )⋅h1

ℓo – lungimea clădirii opuse(35m) Hcl – înălţimea clădirii opuse(4m) P – distanţa dintre clădirea opusă şi încăpereaexaminată (5m) a – lăţimea în plan a geamului(1.6m) h1 – distanţa de la suprafaţa delucru a încăperii până la limita de sus a geamului (1.9m) l – distanţa de la punctul examinat până laperetele exterior (variază)

A1 – Determinăm C.I.N. geometric în punctul de calcul A1,

după formula:

ecl = (εl · q + εcl · R) · r1 ·

τoKr ,

Determinăm valoarea coeficientului R , pentru punctul

examinat A1, conform tab.36:

R=> {Z1 ¿ ¿¿¿

=>{ℓo⋅l1(P+l )⋅a

¿¿¿¿=>

{30⋅1.4(6+1.4)⋅2¿ ¿¿¿

=>{4215.8 ¿¿¿¿

=>{2.8 ¿¿ ¿¿

=> R=0.22;

Determinăm numărul de raze n1 , n2 şi n/1 , n/

2 cu ajutorulgraficelor Daniliuc I şi II: n1= 7; c = 7; n2= 68; n/

1= 3; c/ = 19; n/2= 39

Determinăm valoarea unghiului de înclinaţie, q conform tab.35:

q=1.03;

Determinăm coeficientul geometric εl în punctul de calcul A1:εl = 0,01(n1n2)=0,01(7 ·68)= 4.76

Determinăm coeficientul geometric εcl în punctul de calcul A1:

εcl = 0,01(n/1 n/

2 )=0,01(10.1 · 70)= 7.07

Determinăm C.I.N. geometric în punctul de calcul A1:

ecl = (εl · q + εcl · R) · r1 ·

τoKr =(4.76 · 1.03 + 7.07 · 0.22) · 1.22 · 0.56 = 4.4

A2 – Determinăm C.I.N. geometric în punctul de calcul A2, după

formula:

ecl = (εl · q + εcl · R) · r1 ·

τoKr ,



R=> {Z1 ¿ ¿¿¿

=>{ℓo⋅l2(P+l )⋅a

¿¿¿¿=>

{30⋅1.9(6+1.9)⋅2¿ ¿¿¿

=>{5715.8 ¿¿¿¿

=>{3.6 ¿¿¿¿

=> R=0.25;


2 cu ajutorulgraficelor Daniliuc I şi II: n1= 2.5; c = 9; n2=56. n/

1=9.8; c/= 8; n/2=58

Determinăm valoarea unghiului de înclinaţie, q conform tab.35:q=0.98;

Determinăm coeficientul geometric εl în punctul de calcul A2:εl = 0,01(n1n2)=0,01(2.5· 56)= 1.4


εcl = 0,01(n/1 n/

2 )=0,01(9.8· 58)= 5.7


ecl = (εl · q + εcl · R) · r1 ·

τoKr =(1.4 · 0.98 + 5.7 · 0.25) · 1.36· 0.56 = 2.13


formula:

ecl = (εl · q + εcl · R) · r1 ·

τoKr ,



R=> {Z1 ¿ ¿¿¿

=>{ℓo⋅l2(P+l )⋅a

¿¿¿¿=>

{30⋅2.4(6+2.4)⋅2¿ ¿¿¿

=>{7216.8 ¿¿¿¿

=>{4.3 ¿¿¿¿

=> R=0.26;


2 cu ajutorulgraficelor Daniliuc I şi II: n1= 0; c = 0; n2= 0. n/

1=8.9; c/= 10; n/2= 50

Determinăm valoarea unghiului de înclinaţie, q conform tab.35:q=0;

Determinăm coeficientul geometric εl în punctul de calcul A3:εl = 0,01(n1n2)=0,01(0 · 0)= 0


εcl = 0,01(n/1 n/

2 )=0,01(8.9 · 50)= 4.45


ecl = (εl · q + εcl · R) · r1 ·

τoKr =(0 + 4.45 · 0.26) · 1.45 · 0.56 = 0.94


formula:

ecl = (εl · q + εcl · R) · r1 ·

τoKr ,



R=> {Z1 ¿ ¿ ¿¿

=>{ℓo⋅l2(P+l )⋅a

¿¿¿¿=>

{30⋅2.9(6+2.9)⋅2¿ ¿¿¿

=>{8717.8 ¿¿¿¿

=>{4.9 ¿¿¿¿

=> R=0.21;


2 cu ajutorulgraficelor Daniliuc I şi II: n1= 0; c = 0; n2= 0.

n/1=6.4; c/= 12; n/

2= 42




εcl = 0,01(n/1 n/

2 )=0,01(6.4 · 42)= 2.7 Determinăm C.I.N. geometric în punctul de calcul A4:

ecl = (εl · q + εcl · R) · r1 ·

τoKr =(0 + 2.7 · 0.21) · 1.79 · 0.54 = 0.57


formula:

ecl = (εl · q + εcl · R) · r1 ·

τoKr ,


examinat A5, conform tab. 36:

R=> {Z1 ¿ ¿¿¿

=>{ℓo⋅l2(P+l )⋅a

¿¿¿¿=>

{30⋅3.4(6+3.4)⋅2¿ ¿¿¿

=>{10218.8

¿¿¿¿=>

{5.4 ¿¿¿¿=> R=0.2;


2 cu ajutorulgraficelor Daniliuc I şi II: n1= 0; c = 0; n2= 0. n/

1=4.9; c/= 14; n/2= 36




εcl = 0,01(n/1 n/

2 )=0,01(4.9 · 36)= 1.76 Determinăm C.I.N. geometric în punctul de calcul A5:

ecl = (εl · q + εcl · R) · r1 ·

τoKr =(0 + 1.76 · 0.2) · 1.85 · 0.56 = 0.36

Graficul de iluminare a incaperii

Condiţia calculului ecl e≥ n

III 1.38% 1.1%.→ ≥

Concluzie: Deoarece valoarea C.I.N. obţinută este mai mare decât ceanormată, deci iluminarea naturală în încăpere nu corespunde

normativelor tehnice în construcţie şi normelor sanitare.

Calculul iluminării artificiale pentru încăperea

de locuit.

În conformitate cu „СНиП II – 4 – 79” tab.2 ,p.1,pentru încăperile de locuit se normează iluminareaartificială de En= 300Lx la nivelul suprafeţei de lucruorizontal, care se află la nivelul pardoselei.

Numărul de instalaţii de lumină se calculează dupăformula:

N =

En⋅Kr⋅Z⋅Sn⋅φ1⋅η

Unde: N – numărul instalaţiilor de lumină; En – iluminarea normată în Lx Kr – coeficientul de rezervă conform tab.3p.3 pag.16 „СНиП II – 4 – 79” Z – coeficient de ne uniformitate aluminii )pentru iluminarea medie Z = 1) S – suprafaţa încăperii n – numărul de becuri în instalaţii (n=3) φ1 - fluxul de lumină a lămpii η – coeficientul de folosinţă

Coeficientul de folosinţă, η, se determină conformtab. 1.33 Гусев, Климов ‹‹ Строительная физика››, cu ajutorulindicelui „i” al încăperii, coeficientului mediu de reflexie asunetului de către pereţi şi tavan ρmed.sup r , şi tipulluminatorului care în cazul dat reprezintă lumină difuză.

i=

SHp⋅(L+B ) ;

Unde: S – suprafaţa încăperii; Hp – înălţimea calculată de la suprafaţa delucru până la instalaţia de iluminare; a,b – lungimea şi lăţimea încăperii;

ρmed.sup r=

ρtSt+ρperSperSt+Sper ;

Unde:

ρt - gradul de reflectare a tavanului; (0.82%) ρper - gradul de reflectare a pereţilor; (0.62% ) St – suprafaţa tavanului; (36m2) Sper – suprafaţa pereţilor fără golul de lumină; (66 m2)

Efectuăm calculul indicelui „i” încăperii:

i=

SHp⋅(L+B ) ;

S = 66m2; Hp = 1.9m ;

i=

SHp⋅(L+B ) =

241.9⋅(6+4 ) =

2419 ≈ 1.26;

Efectuăm calculul ρmed.sup r:

ρmed.sup r=

ρtSt+ρperSperSt+Sper =

0,8⋅24+0,2⋅5624+56 =

30.480 =0.4

ρmed.sup r = 0,4→η = 0.37(conform tab. 1.33 Гусев, Климов‹‹Строительная физика››.

Efectuăm calculul N: En = 100Lx , S =24, Kr = 1.5 (tab.3 p.3 pag.16„СНиП II – 4 – 79”), Z =1, n = 3 , φ1 = 3000

N =

En⋅Kr⋅Z⋅Sn⋅φ1⋅η =

100⋅1.5⋅1⋅243⋅3000⋅0,37 =

36003330 =1.08 (instalaţii de

lumină);

Concluzie: Pentru încăperea de locuit se instalează o singura instalatie de lumină incandescenta clar E27 a cite 3 lămpi cu putere de 200w. Se adauga o anexa cu specificatiile tehnice a acestui tip de bec.

UNIVERSITATEA TEHNICA DIN MOLDOVAFACULTATEA URBANISM SI ARHITECTURA

CATEDRA DE ARHITECTURA

LUCRARE DE CURS La obiectul

„Fizica construcţiilor”

Tema: „Iluminarea naturală şiartificială”

Elaborat:st. gr. ARH-122

Mîrzîncu Ruslan

Verificat:l. s. Ivanov Ludmila

Chişinău, 2014Tabelul cu date pentru calculul C.I.N. a incaperii

enn % t0 kr r1 n1 n2 q El ec

l ecl≤

≥enn

A1 0.33 0.68 1.2 1.22 16.8 70 0.93 11.76

7.47 ecl>en

n

A2 0.33 0.68 1.2 1.36 11.8 58 0.83 6.84 4.1 ecl>en

n

A3 0.33 0.68 1.2 1.45 8.4 48 0.75 4.03 2.45 ecl>en

n

A4 0.33 0.68 1.2 1.79 6.5 42 0.7 2.73 1.91 ecl>en

n

A5 0.33 0.68 1.2 1.85 4.9 36 0.6 1.76 1.1 ecl>en

n

Tabelul cu date pentru calculul C.I.N. a incaperii in cazul constructiei unei cladiri

enn t0 kr r1 n1 n2 n1

/ n2/ q El Ecl R ec

l l ecl≤

≥enn

A1 0.33

0.68

1.2

1.22

7 68 10.1

70 1.03

4.76

7.07

0.22

4.4

1.4

ecl>en

n

A2 0.33

0.68

1.2

1.36

2.5

56 9.8

58 0.98

1.4

5.7

0.25

2.13

1.9

ecl>en

n

A3 0.33

0.68

1.2

1.45

0 0 8.9

50 0 0 4.45

0.26

0.94

2.4

ecl>en

n

A4 0.33

0.68

1.2

1.79

0 0 6.4

42 0 0 2.7

0.21

0.57

2.9

ecl>en

n

A5 0.33

0.68

1.2

1.85

0 0 4.9

36 0 0 1.76

0.2

1.76

3.4

ecl>en

n

Iluminarea naturală şi artificială

Documents