Научные основы повышения энергоэффективности систем верхнего естественного освещения промышленных зданий с применением теории светового поля.

• Автор: Соловьёв, Алексей Кириллович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 269 с. : ил.

Оглавление
Введение

ГЛАВА I. Проблемы проектирования систем верхнего естественного света

1.1 .Существующие методы проектирования естественного

освещения зданий, их анализ и постановка задач

исследования.

1.2. Современные типы производственных зданий и особенности их систем освещения.

1.2.1. Опыт строительства производственных зданий в России.

1.2.2. Освещение производственных зданий.

1.2.3. Системы верхнего естественного света.

1.2.4. Искусственное освещение производственных зданий.

1.3. Влияние технологических коммуникаций на проектирование естественного освещения.
1.4. Светоиропускание проемов и его учт при проектировании естественного освещения
1.4.1. Учт светопропускания промов.
1.5. Совместная работа систем естественного и искусственного света.
1.5.1. Концепция постоянного дополнительного искусственного освещения и е развитие.
1.5.2. Анализ основных критериев проектирования совмещенного
освещения.
1.5.3. Психологически необходимые размеры светопроемов.
1.5.4. Блсткость и дискомфорт.
1.5.5. Спектральные характеристики совмещенного освещения.
1.5.6. Направление световых потоков.
1.5.7. Влияние климатических условий на интеграцию естественного и искусственного света, экономия энергии.
1.5.8. Методы интеграции естественного и искусственного света в зданиях с фонарями верхнего естественного освещения.
1.6. Выводы и предложения по главе I.
ГЛАВА II. Расчты естественного освещения и их модернизация.
2.1. Обзор существующих методов расчта естественного освещения зданий.
2.2. Формализация расчтов естественного освещения.
2.2.1. Расчт прямой составляющей КЕО при равноярком небосводе.
2.2.2. Расчт составляющей КЕО от прямого света пасмурного неба с распределением яркости по закону Муна и Спенсер.
2.2.3. Расчт прямой составляющей КЕО при небосводе конхоидалыюй яркости для прямоугольных светопроемов при любом расположении их по отношению к рабочей плоскости
2.2.4. Формализация расчтов внутреннего отраженного света для помещений большой площади.
2.3. Учт распределения яркости безоблачного неба в расчтах естественного освещения зданий.
2.4. Обоснование модели среднестатистического небосвода и е использование в расчтах естественного освещения.
2.5. Выводы и предложения по главе II
ГЛАВА III. Приложение теории светового поля к вопросам проектирования естественного освещения.
3.1. Развитие науки о световом поле естественного освещения в здании.
3.2. Общие положения теории светового поля.
3.3. Методика определения требуемых значений
пространственных характеристик светового поля исходя из
особенностей объекта различения.
3.4. Расчты пространственных характеристик светового поля
при естественном освещении в производственных зданиях с
верхним расположением светопроемов.
3.4.1. Расчет прямой средней сферической освещенности.
3.4.2. Расчт прямой составляющей средней полусферической освещенности.
3.4.3. Расчт прямой составляющей модуля светового вектора естественного освещения.
3.4.4. Расчт прямой составляющей средней цилиндрической освещенности.
3.4.5. Расчт относительных величин пространственных характеристик естественного освещения.
3.5. Учт отражнной составляющей от внутренних
поверхностей помещения с верхними светопроемами в расчтах
пространственных характеристик светового поля естественного света.
3.6. Экспериментальная проверка точности инженерного метода расчта пространственных характеристик светового поля при 4 естественном освещении для чрного помещения.
3.7. Проектирование систем естественного освещения промышленных зданий с использованием пространственных характеристик световой среды.
3.8. Выводы по главе III.
ГЛАВА IV. Автоматическое регулирование дополнительного искусственного освещения и его влияние на проектирование зданий.
4.1. Виды автоматического регулирования искусственного освещения и их эффективность.
4.2. Автоматическое регулирование освещения в промышленных зданиях с системами верхнего естественного света.
4.3. Примеры составления зависимостей, характеризующих включение и отключение 1рупн или рядов светильников в зависимости от наружной освещенности.
4.4. Выводы по главе IV.
Г ЛАВА V. Экономия энергии за счт верхнего естественного освещения зданий.
5.1. Методы оценки систем естественного освещения.
5.2. Оценка энергетической эффективности существующих норм естественного освещения для производственных зданий с зенитными светопроемами.
5.3. Эффективность применения автоматически регулируемого совмещенного освещения в производственных зданиях с равномерным верхним естественным освещением.
5.4. Примеры оценки энергоэффективности осветительных установок в зданиях с различными системами светопроемов.
5.5. Оценка эффективности автоматического регулирования совмещенного освещения в зданиях с неравномерным распределением естественного света.
5.6. Полые трубчатые световоды. Их применение для естественного освещения зданий и экономия энергии.
5.7. Расчет КЕО при применении полых трубчатых световодов
5.8 Выводы по главе V.
Основные результаты и выводы исследования.
Список использованной литературы


Работа может быть зонирована таким образом, чтобы наиболее сложная зрительная работа проводилась в зонах с наибольшей естественной освещенностью, или же на таких участках должно предусматриваться дополнительное местное искусственное освещение. Как считают английские ученые 6 в одноэтажных производственных зданиях с верхним естественным освещением целесообразно обеспечивать равномерное распределение КЕО около 5. Средний уровень выше требует больших площадей остекления, создающих большие теплопотери зимой и тсплопоступления летом, а также дискомфорт от перегрева и холодной циркуляции воздуха. Величины КЕО в наиболее просто обеспечиваются в одноэтажных зданиях с помощью систем светопроемов в покрытии. Однако среднее значение КЕО5 может быть достигнуто и при боковом освещении, но неравномерность при этом будет очень высокой. Максимальные значения КЕО будут превышать , а минимальные могут быть меньше 1. Следует отметить, что в крупногабаритных производственных помещениях, согласно , боковое освещение для работ У разрядов целесообразно только в зонах, примыкающих к окнам на расстоянии от них не более 1,5Н, где II высота помещения. Точка, в которой должен обеспечиваться нормируемый КЕО, для этих разрядов зрительных работ, удалена на 1,5Н от окон. Для работ УУИ разрядов удаление точки с нормируемым КЕО составляет 2Н, а для У1П разряда ЗН. Считается, что распределение естественного света должно быть как можно более равномерным для того, чтобы обеспечить наилучшие условия зрительной адаптации на уровне рабочей поверхности. Наиболее распространенные типы систем верхнего естественного света приведены на рис. Из них в нашей стране менее распространены шедовые фонари, а также фонаринадстройки с наклонным остеклением. Отдельные типы систем являются более или менее целесообразными для применения в различных климатических районах. Плоские и куполообразные зенитные фонари мало заносятся снегом и не образуют снеговых мешков, перегружающих покрытие. В южных районах такие фонари должны иметь глубокие шахты либо другие солнцезащитные устройства, снижающие их эффективность. Если этого не предусмотреть, то прямые солнечные лучи будут попадать в помещение и вызывать дискомфорт. Наоборот, шеды, обращенные остеклением на Север, целесообразны к применению в южных малоснежных солнечных районах. Они препятствуют проникновению в помещение прямого солнца. В северных районах они могут способствовать образованию снеговых мешков, перегружающих покрытие, и различных протечек. Рассматривая эффективность различных систем естественного света относительно площадей остекленной поверхности, сотрудники Британской Станции Строительных Исследований 6 нашли, что наиболее эффективными являются зенитные фонари. Фонаринадстройки с вертикальным остеклением при той же площади остекления дают от до горизонтальной освещенности, создаваемой зенитными фонарями. Шеды, обращенные на Север, а также фонаринадстройки с наклонным остеклением занимают промежуточное положение между первыми двумя типами, причем шеды дают до горизонтальной освещенности, создаваемой зенитными фонарями ленточного типа. Эти выводы можно было бы считать самособой разумеющимися. Однако правильный учет факторов светового климата может показать, что шеды в южных районах могут быть более эффективными. При выборе системы нельзя забывать также и о таких факторах, как направленность световых потоков, создание требуемого соотношения между диффузной и направленной освещенностью. Поэтому иногда и в северных районах приходится использовать шеды или фонаринадстройки с вертикальным остеклением. В зимние месяцы в таких районах проникновение определенного количества прямого солнечного света в помещения, в зоны, в которых солнце не мешает зрительной работе, является желательным. С этой целью была разработана так называемая i кровля с остеклением, обращенным на Север большей высоты, наклоненным на угол к горизонту и с меньшим вертикальным остеклением, обращенным на Юг. Для исключения инсоляции в летнее время это остекление оборудовано горизонтальным, козырьком СЗУ, пропускающим низкие лучи солнца в зимнее время 6, 4 см. Размеры обращенного на юг остекления и параметры СЗУ зависят также от климатических условий и широты места строительства. ЛРДОП. Рис.