Измерение КЕО и расчет коэффициента естественной освещенности
КЕО определение.
Коэффициент естественной освещенности (КЕО) определяет долю естественной освещенности, обеспечиваемую остеклением помещений. Он определяется как соотношение между естественной освещенностью снаружи здания и внутри здания на измеряемом рабочем месте.
Формула для расчета КЕО:
Расчёт КЕО «классическим» способом.
Обычно измерения КЕО проводят два человека, один из которых производит измерения освещенности снаружи здания, а второй – внутри. При этом, они должны проводить одновременные измерения, чтобы при расчете КЕО исключить колебания естественной освещенности. Синхронизация измерений может осуществляться:
Все эти способы имеют серьезные недостатки или ограничения в использовании (нет визуального или голосового контакта, нет радиосвязи, стоимость звонков по сотовой связи, сложность синхронизации по времени). Однако существует возможность существенно облегчить измерения КЕО с использованием современных достижений электроники.
Автоматический расчёт КЕО люксметром еЛайт01
Режим автоматического измерения и расчета КЕО реализован в профессиональном приборе для измерения освещенности еЛайт01.
Реализация алгоритма автоматического измерения КЕО оказалась возможна благодаря тому, что вся работа по измерению и расчету освещенности в еЛайт01 производится внутри фотоголовки-люксометра еЛайт03. Мы снабдили фотоголовку еЛайт03 энергонезависимой памятью и литиевым аккумулятором для возможности автономной работы. В результате, мы смогли реализовать следующий алгоритм измерения коэффициента естественной освещенности:
Для режима автоматического расчёта КЕО в приборах еЛайт01 разработана и утверждена и внесена в Госреестр методика измерений (МИ) под № 90-RA.RU.311210-2018. Данная МИ входит в руководство на люксметр еЛайт01 и поставляется бесплатно с прибором.
Методика измерения КЕО прибором еЛайт01 в картиках.
Теперь покажем в картинках, как производить измерение КЕО при помощи еЛайт01.
1) Работаем с внешней фотоголовкой (№1428)
2) Запускаем режим «Измерение КЕО»:
3) Подтверждаем нажатием кнопки «ОК», выбор внешней фотоголовки (здесь №1428)
4) Отключаем внешнюю фотоголовку (здесь №1428) от пульта БОИ-01 и размещаем ее в подходящем месте для измерений внешней освещенности.
5) Подключаем внутреннюю фотоголовку (здесь №1427) и подтверждаем ее выбор кнопкой «ОК»
6) Запустился режим измерений освещенности с внутренней фотоголовкой (здесь №1427). В верхней строке мигает напоминание «КЕО»
7) Проводим измерения естественной освещенности внутри помещения с внутренней фотоголовкой (здесь №1427)
8) ОБЯЗАТЕЛЬНО. Сохраняем результаты измерений в память! Нажимаем кнопку «■» и на пункте меню «Сохранить тчк.:1» подтверждаем запись в память нажатием на кнопку «ОК»
9) Повторяем измерения С СОХРАНЕНИЕМ(. ) результатов во всех необходимых точках.
10) Завершаем измерения КЕО. Для этого опять нажимаем 3-ю слева оранжевую кнопку «КЕО». Выбираем пункт «Заверш. измерение» и нажимаем кнопку «Ок»
11) В ответ на запрос «Подключите внешнюю ФГ:ХХХХ» (здесь №1428) отключаем внутреннюю фотоголовку (здесь №1427)
12) … и подключаем внешнюю отоголовку (здесь №1428). Автоматически запускается процесс считывания результатов измерения внешней освещенности
13) После считывания результатов измерения из внешней фотоголовки в меню кнопками стрелок выбираем пункт «Результаты» и нажимаем кнопку «Ок»
14) Далее представлен список результатов измерений по номерам внутренних тоголовок (здесь №1427). Выбираем нужный номер фотоголовки и нажимаем кнопку «ОК»
15) Далее появляется список всех сессий измерений, проведенных выбранной фотоголовкой (здесь №1427) с сортировкой по дате и времени проведения измерений. Выбираем интересующую нас сессию измерений и нажимаем кнопку «ОК»
16) Просматриваем результаты измерений. Листаем записи нажатием кнопок со стрелками
Освещённость поверхности представляет отношение падающего светового потока к площади освещённой поверхности.
В строительной светотехнике в качестве источника естественного света для помещений здания рассматривается небосвод. Поскольку яркость отдельных точек небосвода изменяется в значительных пределах и зависит от положения солнца, степени и характера облачности, степени прозрачности атмосферы и других причин, установить значение естественной освещённости в помещении в абсолютных единицах (лк) невозможно.
Поэтому для оценки естественного светового режима помещений используется относительная величина, позволяющая учесть неравномерную яркость неба, – так называемый коэффициент естественной освещенности (КЕО)
Коэффициент естественной освещённости em в какой-либо точке помещения М представляет отношение освещённости в этой точке Е в m к одновременной наружной освещённости горизонтальной плоскости Ен, находящейся на открытом месте и освещаемой диффузным светом всего небосвода. КЕО измеряется в относительных единицах и показывает, какую долю в процентах в данной точке помещения составляет освещённость от одновременной горизонтальной освещённости под открытым небом, т.е.:
Коэффициент естественной освещённости является величиной, нормируемой санитарно-гигиеническими требованиями к естественному освещению помещений.
Основным документом, регламентирующим требования к естественному освещению помещений жилых и общественных зданий, является СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий».
В соответствии с СанПиН 2.1.2.1002-00 «Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям» в жилых зданиях непосредственное естественное освещение должны иметь жилые комнаты и кухни. Согласно данным требованиям КЕО в жилых комнатах и кухнях должен быть не менее 0,5% в середине помещения.
Согласно СНиП 31-01-2003 «Здания жилые многоквартирные» отношение площади световых проёмов к площади пола жилых помещений и кухни следует принимать не более 1:5,5 и не менее 1:8 для верхних этажей со световыми проёмами в плоскости наклонных ограждающих конструкций — не менее 1:10 с учётом светотехнических характеристик окон и затенения противостоящими зданиями.
В соответствии с СНиП 23-05-95 нормированные значения КЕО — еN, для зданий, располагаемых в различных светоклиматических районах, следует определять по формуле:
Световые проёмы
Ориентация световых проёмов по сторонам света
Коэффициент светового климата, m
Номер группы административных районов
1
2
3
4
5
в наружных стенах зданий
северное
1
0,9
1,1
1,2
0,8
северо-восточное, северо-западное
1
0,9
1,1
1,2
0,8
западное, восточное
1
0,9
1,1
1,1
0,8
юго-восточное, юго-западно
1
0,9
1
1,1
0,8
южное
1
0,9
1
1,1
0,8
Освещённость в помещении достигается за счёт прямого диффузного света небосвода и отраженного диффузного света от внутренних поверхностей помещения, противостоящих зданий и поверхности земли, прилегающей к зданию. Соответственно КЕО в точке помещения М определяется как сумма:
Максимальное влияние на величину КЕО оказывает прямой свет неба.
Составляющую от прямого света небосвода определяют по формуле:
Общий коэффициент светопропускания проёма τ 0 при боковом освещении определяется как произведение двух составляющих:
Значения коэффициентов τ 1 могут быть приняты по Приложению А ГОСТ 24866-99 «Стеклопакеты клееные строительного назначения»
Значения коэффициентов τ 2 для современных окон достаточно трудно поддаются оценке, так как в существующей нормативной документации приведены значения для оконных блоков устаревших конструкций. На стадии ТЭО целесообразно использовать классификацию оконных блоков в соответствии с пунктом 4.7.4 ГОСТ 23166-99 «Блоки оконные».
Что показывает коэффициент естественного освещения
Освещенность, создаваемая дневным естественным светом, изменяется в чрезвычайно широких пределах. Изменения эти обусловливаются временем дня, сезоном и метеорологическими факторами (облачность, осадки). Величина освещенности в дневное время может за короткий промежуток измениться в десятки раз. Поэтому естественное освещение помещений нельзя характеризовать, а следовательно, и нормировать абсолютной величиной освещенности, как это принято для установок искусственного освещения.
Для определения естественного освещения помещений принято пользоваться относительной величиной, показывающей, во сколько раз освещенность внутри помещения (Евн) меньше освещенности снаружи здания (Е нар), где под освещенностью снаружи здания понимают освещенность горизонтальной плоскости, создаваемую рассеянным светом небосвода при экранировании прямых солнечных лучей. Эта относительная величина, выражаемая обычно в процентах, называется коэффициентом естественной освещенности (к. е. о.): e%=(Eвн*100)/Енар.
Величина коэффициента естественной освещенности не зависит от времени дня и прочих факторов, влияющих на изменение освещенности, создаваемой естественным светом, что позволяет принять ее в качестве нормируемой характеристики при естественном освещении.
В нормах принято раздельное нормирование естественного освещения помещений для верхнего и бокового света. В помещениях, освещаемых только боковым светом, нормируется минимальное значение коэффициента естественной освещенности емин в точках, наиболее удаленных от окон. В помещениях, освещаемых верхним или комбинированным светом, нормируется среднее значение коэффициента естественной освещенности еср. Это объясняется тем, что при боковом свете имеет место большая неравномерность освещения и среднее значение коэффициента естественной освещенности не может охарактеризовать условий естественного освещения помещений. При верхнем и комбинированном свете, если равномерность освещения достаточна, значения еср вполне характеризуют условия освещения.
Измерение коэффициента естественной освещенности производится одновременным замером величин освещенности внутри помещения и снаружи здания, так как в зависимости от условий облачности величина дневной естественной освещенности может измениться за несколько секунд в несколько раз. Поэтому замеры освещенности от дневного естественного света только в помещениях без одновременного измерения освещенности снаружи здания не имеют смысла. Измерения освещенности снаружи здания необходимо производить при экранировании фотоэлемента от прямых лучей солнца. Приведем пример определения коэффициента естественной освещенности по данным измерений.
Так, при одновременном измерении значений освещенности оказалось, что освещенность внутри помещения равна 450 1х, а снаружи здания — 15 000 1х. Коэффициент естественной освещенности в этом случае равен:e 450*100/15000=3%.
Этот пример показывает, насколько важно использовать дневной естественный свет. При помощи искусственного освещения нельзя, как правило, создать таких больших значений освещенности, которые имеют место при естественном освещении. Действительно, даже при коэффициенте естественной освещенности, равном 3%, что соответствует работам средней точности, при относительно невысокой освещенности снаружи здания освещенность в помещении составляет 450 1х, т. е. почти достигает уровня норм искусственного освещения для наиболее точных работ при использовании ламп накаливания.
В ряде случаев при попадании прямых солнечных лучей в помещения условия зрительной работы ухудшаются из-за наличия прямой и отраженной блескости. Мерами борьбы с инсоляцией служат побелка остекления светопроемов, применение светлых штор, устройство козырьков над окнами и т. д.
Что такое коэффициент естественного освещения (КЕО)
При помощи зрения человек получает значительную часть информации, причём качество её восприятия напрямую зависит от освещения. Если освещение недостаточное, возможно снижение производительности и повышение утомляемости. Это приводит к травмам или к заболеваниям работников.
При организации естественного освещения один из наиболее важных параметров, характеризующих уровень освещённости, — КЕО — коэффициент естественного освещения. Несмотря на строгие требования в нормативных документах к данному параметру, некоторые владельцы помещений предпочитают игнорировать их. За нарушения, выявляемые при проверках, владельцу грозят штрафные санкции.
В этой статье рассмотрим подробно, как определяется КЕО, на что он влияет и где учитывается.
Определение
Для определения этого параметра обратимся к нормативно-технической документации. Согласно своду правил СП 23-102-203 и СНиП 23-05-95 (СП 52.13330.2016) аббревиатура КЕО расшифровывается как «коэффициент естественной освещённости».
КЕО — отношение уровня естественной освещённости, которая создаётся внутри помещения естественным светом в точке плоскости, к уровню освещённости, создаваемой естественным светом, падающим на горизонтальную поверхность снаружи.
При определении величины КЕО учитываются следующие факторы:
На что он влияет
Здоровье, настроение и работоспособность человека напрямую связаны с уровнем освещённости. Биоритмы организма зависят от света. Влияние освещённости на здоровье нельзя недооценивать.
Недостаток света может негативно воздействовать на органы зрения и вызывать чувство дискомфорта, мигрень и бессонницу. Это отрицательно сказывается на эффективности труда. Доказано, что при солнечной погоде работоспособность обычно выше, чем при пасмурной или дождливой.
В зимнее время, когда продолжительность светлого времени суток меньше, чем летом, активность сотрудников снижается. Эти особенности связаны с выработкой в органах зрения человека светочувствительных пигментов. Они влияют на циркадные ритмы организма.
Циркадные ритмы определяют продолжительность периодов активности и сна. На изменение биоритмов организма оказывают влияние гормоны: за активность отвечает кортизол, за сон — мелатонин, на настроение воздействует выработка допамина и так далее.
Количество этих гормонов в течение суток не остаётся одинаковым. Оно меняется, и это приводит к смене биологических ритмов всего организма. Именно от естественной смены биологических ритмов зависит циркадный ритм, а от него, в свою очередь, — показатели работоспособности, физической, умственной активности и бодрости.
Где учитывается
КЕО принимается во внимание при проектировании систем естественного освещения. От данного коэффициента напрямую зависит ориентация здания в пространстве, размеры оконных проёмов, потребность в организации дополнительного искусственного освещения.
При расчёте КЕО принимаются во внимание причины, влияющие на результат. К ним относят распределение по номерам групп зон административных районов с учётом особенностей светового климата, так как уровень естественной освещённости напрямую зависит от количества солнечных дней в течение года и от устойчивости снежных покровов, а также разряд сложности зрительной работы, расположение световых проёмов по сторонам света и тому подобное.
В помещениях, где долго будет находиться значительное количество людей, например, в больницах, клиниках, образовательных учреждениях, офисных помещениях, детских садах, обязательно наличие солнечного света.
Коэффициент естественного освещения определяют с помощью специальных приборов — люксметров. Для точности применяют два люксметра одновременно. При этом первый работник проводит замер, находясь внутри помещения, а второй — снаружи.
Освещённость замеряется только в определённых точках, выбираемых с учётом возможного затенения деревьями, чистоты оконных проёмов, в местах, свободных от мебели или от оборудования.
Заключение
При недостаточной освещённости снижается производительность, повышается риск получения травм и хронических заболеваний. От правильности оценки коэффициента естественного освещения зависит необходимость применения дополнительного искусственного освещения при проектировании или реконструкции зданий и помещений.
Коэффициент естественной освещенности (КЕО). Порядок измерений и санитарно-гигиенические требования
Большую часть информации человек получает с помощью органов зрения. Качество получаемой информации сильно зависит от освещения: при недостаточном количестве и качестве света утомляется не только зрение, но и весь организм в целом.
Выделяют три вида освещения — искусственное, естественное и совмещенное (естественное и искусственное вместе). Естественное освещение обеспечивается солнечным излучением, которое в оптической области спектра подразделяется на ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное.
Ультрафиолетовое излучение, с одной стороны, оказывает положительное воздействие на организм человека, помогая усвоению некоторых витаминов, повышая общий иммунитет, тонизируя организм человека в целом и оказывая благоприятное психологическое воздействие. С другой стороны, в больших дозах, оно может вызывать ожоги кожи, сетчатки глаза и может стать причиной теплового удара или потери зрения.
Для оценки интенсивности освещения используют понятие освещенности (Е), измеряемой в люксах (лк). Для измерения освещенности применяют прибор под названием люксметр. Принцип его действия основан на фотоэлектрическом эффекте, а именно, при попадании световой волны на селеновый фотоэлемент в цепи соединенного с ним гальванометра возникает фототок, благодаря которому происходит отклонение стрелки микроамперметра, шкала которого градуирована в люксах.
Согласно СП 52.13330.2016 «Естественное и искусственное освещение», естественное освещение — освещение помещений светом неба (прямым или отраженным), проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях, а также через световоды. Оно может быть боковым, если осуществляется через окна в стенах, и верхним — через фонари, окна в кровле, а также через проемы в стенах в местах перепада высот здания. Комбинированное естественное освещение — одновременное наличие бокового и верхнего естественного освещения.
Нормирование естественного освещения производится при помощи коэффициента естественной освещенности (КЕО). Согласно СП 23-102-203 «Естественное освещение жилых и общественных зданий», КЕО — отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба (непосредственным или после отражений), к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода, выраженное в %:
где освещенность внутри помещения; наружная освещенность.
По СП 52.13330.2016 «Естественное и искусственное освещение»:
— При одностороннем боковом естественном освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке, расположенной на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов, на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности (или пола);
— При двустороннем боковом освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке посередине помещения на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности (или пола);
— При верхнем или верхнем и боковом естественном освещении нормируется среднее значение КЕО в точках, расположенных на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности (или пола).
Существенное значение имеет то, в каком поясе светового климата размещается помещение, так как естественное освещение зависит от числа солнечных дней в году, а также от устойчивости снежного покрова.
Одним из требований санитарных норм (СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий», п. 2.1.1) является обязательное наличие естественного света в помещениях, где предполагается длительное нахождение людей (в жилых зданиях, школах, больницах, детских садах, офисах и т.д.).
В процессе проектирования оценка значения КЕО является обязательной, так как от нее зависит выбор систем естественного освещения здания (размер оконных проемов, вид остекления), его ориентация в пространстве, а также необходимость установки дополнительных систем искусственного освещения. Как правило, расчет КЕО с учетом множества параметров (административного района, ориентации световых проемов по сторонам света, разряда зрительной работы помещения и др.) проводят с использованием специального программного обеспечения.
После завершения строительства здания, перед вводом его в эксплуатацию, измерение КЕО проводят уже напрямую для оценки соответствия его расчетным значениям (по проекту) и санитарным нормам.
Чаще всего, коэффициент естественной освещённости измеряется при помощи двух люксметров. В процессе измерений один оператор с люксметром измеряет естественную освещённость вне помещения (как правило, на крыше здания), а второй оператор, со вторым люксметром, одновременно измеряет освещённость внутри помещения, в строго определенных точках. При этом, измерение КЕО на соответствие действующим нормам проводят в помещениях, свободных от мебели и оборудования, не затеняемых озеленением и деревьями, при вымытых и исправных окнах. Также, следует выбирать дни со сплошной равномерной облачностью, покрывающей весь небосвод.
Минимальная допустимая величина КЕО (как правило, от 0,1 до 6%) определяется в соответствие с СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение» и зависит от типа освещения (боковое, верхнее, комбинированное) и назначения помещения.
В Москве по заказу Комитета государственного строительного надзора Лаборатория санитарно-эпидемиологического и радиационного контроля ГБУ «Центр экспертиз, исследований и испытаний в строительстве» в 2019 году планирует проводить обследования зданий и сооружений перед вводом их в эксплуатацию на предмет соответствия требованиям к естественной освещенности жилых и производственных помещений.
Статью написал / оформил инженер-эксперт Лаборатории «СЭиРК» Чендева А.А.
Статью правил / утвердил Начальник Лаборатории «СЭиРК» Ипполитов Д.Е.
Если вы нашли ошибку: выделите текст и нажмите Ctrl+Enter
