Совмещенное освещение. Проектирование совмещенного освещения

3. СОВМЕЩЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ
3.1. Совмещенное освещение помещений производственных и общественных зданий рекомендуется применять в следующих случаях:
а) при технико-экономических преимуществах по сравнению с естественным освещением,
б) в помещениях, в которых выполняются зрительные работы I и II разрядов точности,
в) когда выбранные по условиям технологии и организации производства объемно-планировочные решения зданий не позволяют обеспечить достаточной по нормам естественное освещение помещений,
г) при строительстве зданий в районах СССР с суровыми климатическими условиями (северные строительно-климатические районы), в которых с целью снижения теплопотерь, целесообразно сокращать до минимума площадь световых проемов,
д) в цехах с крупногабаритным оборудованием, затеняющим естественный свет,
е) при повышенных требованиях к интенсивности, качеству и постоянству освещения на рабочих местах, которые трудно или невозможно удовлетворить при одном естественном освещении,
ж) когда по условиям выбора рациональных объемно-планировочных решений общественных зданий и вспомогательных помещений промышленных предприятий предусматриваются помещения большой глубины с боковым освещением.
ВЫБОР ЗНАЧЕНИЙ КЕО И ОСВЕЩЕННОСТИ
3.2. Нормированные значения КЕО при совмещенном освещении в производственных помещениях, расположенных в разных поясах светового климата СССР при верхнем освещении с использованием зенитных и светоаэрационных фонарей, следует принимать по табл. 16, 17, при боковом освещении – по табл. 18 и в некоторых помещениях общественных зданий – по табл. 19.
3.3. При совмещенном освещении производственных помещений с целью уменьшения приведенных и суммарных энергетических затрат на системы освещения допускается снижать расчетные КЕО до значений, указанных в табл. 20. Проектирование совмещенного освещения со значениями КЕО, ниже указанных в табл. 20, не допускается.
3.4. При снижении расчетных значений КЕО согласно п. 3.3. освещенность от системы общего искусственного освещения следует повышать в соответствии с требованиями СНиП II-4-79.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОВМЕЩЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ
3.5. Проектирование совмещенного освещения основывается на предварительном изучении объемно-планировочного решения здания, технологических или функциональных процессов, протекающих в помещениях, расположения крупногабаритного оборудования, светоклиматических и климатических особенностей места строительства.
3.6. Проектирование совмещенного освещения целесообразно выполнять в такой последовательности:
а) в соответствии с исходными данными и требованиями СНиП II-4-79 определяется разряд преобладающих в помещении зрительных работ, по разряду зрительной работы устанавливаются нормированные значения КЕО и освещенности от искусственного освещения,
б) определяются характеристики системы естественного освещения и ограждений здания: тип, размеры, заполнение и расположение световых проемов, стоимостные, светотехнические и теплотехнические параметры заполнения световых проемов, стоимостные и теплотехнические параметры глухих ограждений здания,
в) определяются характеристики системы общего искусственного освещения: тип, количество и световой поток источников света, тип и количество светильников, их стоимостные и светотехнические характеристики, время использования искусственного освещения,
г) определяется место расположения здания на карте строительно-климатического районирования территории и устанавливаются основные климатические параметры: средняя температура наиболее холодной пятидневки, средняя температура наружного воздуха за отопительный период, продолжительность отопительного периода, продолжительность вентиляционного периода, среднесуточные значения суммарной солнечной радиации на различно ориентированные поверхности,
д) выполняется расчет приведенных энергетических затрат для следующих трех вариантов расчетных значений КЕО,
первый – расчетное значение КЕО, равное нормированному при естественном освещении (табл. 3),
второй – расчетное значение КЕО, равное нормированному при совмещенном освещении (табл. 16),
третий – расчетное значение КЕО, равное минимальному допустимому значению КЕО (табл. 20),
е) выбирается вариант, обеспечивающий минимум приведенных затрат и удовлетворяющий требованиям СНиП II-4-79. Равноэкономичные (различающиеся не более чем на 5%) по приведенным затратам варианты освещения следует сравнить по суммарным энергозатратам и выбрать наименее энергоемкий.
РАСЧЕТ ПРИВЕДЕННЫХ ЗАТРАТ НА ОСВЕЩЕНИЕ
3.7. Годовые приведенные затраты на освещение 1 м2 площади производственного помещения Посв, следует определять по формуле
Посв=Пстр+Пот+Пв+Писк, (11)
где Пстр – приведенные затраты (разностные) на сооружение и эксплуатацию светопрозрачных ограждающих конструкций, руб/(м2год), Пот – приведенные затраты (разностные) на отопление, обусловленные влиянием теплопотерь через фонари и окна на микроклимат помещения, руб/(м2год), Пв – приведенные затраты (разностные) на вентиляцию, обусловленные влиянием теплопоступлений через фонари и окна на микроклимат помещения, руб/(м2год), Писк – приведенные затраты на искусственное освещение помещения, руб/(м2год).
3.8. Приведенные затраты на изготовление и эксплуатацию фонарей и окон, руб/(м2год), следует рассчитывать по формуле [2]
Пстр=[g(Сс.к-С)+0,01(ас.кСс.к-аС)+bМоч]Ас.кNс.к/Ап, (12)
где g – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, принимаемый равным 0,12 (для районов Крайнего Севера g=0,08) в соответствии с Инструкцией по определению экономической эффективности капитальных вложений в строительстве (СН 423-71), Сс.к – сметная стоимость 1 м2 светопрозрачной конструкции (соответственно фонаря или окна), руб/м2, принимаемая данным проекта, С – сметная стоимость 1 м2 ограждающей конструкции (соответственно покрытия или стены), руб/м2, заменяемая светопрозрачной конструкцией и принимаемая по данным проекта, ас.к, а, ас.т – годовые отчисления на амортизацию и текущий ремонт, %, соответственно, светопрозрачных конструкций, покрытия я стен, сантехнических систем (систем отопления и вентиляции), принимаемые по табл. 21, Моч – годовые расходы на очистку остекления светопроемов, руб/(м2год), принимаемые по табл. 22, Ас.к – площадь светопрозрачной конструкции в покрытии или стене, м2, b – отношение площади светового проема к площади светопрозрачной конструкции в покрытии или стене, отн. ед., Nс.к – количество светопрозрачных конструкций, шт.
3.9. Приведенные затраты на отопление Пот, руб/(м2год), компенсирующее разность теплопотерь через фонари и окна по сравнению с такой же площадью покрытия и стен соответственно, следует определять по формуле [2]
Пот=(g+0,01аст)Сот+Мот. (13)
Капитальные затраты на систему отопления Сот, руб/м2, следует определять по формуле
Сот=1,13,6Ст(1,3+h)(1/Rc.к-1/Rэк)(t-tз.5)bАс.кNс.к/Ап. (14)
Стоимость тепловой и электрической энергии, расходуемой на отопление, Мот, руб/(м2год), следует определять по формуле
Мот=wт.от(КтЦт+gэЦэ). (15)
Расход тепловой энергии на отопление wт.от, ГДж(м2год), при использовании дежурного отопления в нерабочее время следует определять по формуле
wт.от=10-61,13,6(1,3+h)(1/Rc.к-1/Rэк)[(t-tз.ср)Т+(tд-tз.ср)(8760-T)]zотbAс.кNс.к/365Aп. (16)
В формулах (13)-(16) приняты следующие обозначения: 1,1 – коэффициент, учитывающий бесполезные теплопотери в системах отопления, отн. ед., 3,6 – коэффициент пересчета единиц, кДж/(Втч), 1,3 – коэффициент, учитывающий потери тепла на нагревание наружного воздуха, поступающего через светопроемы путем инфильтрации, отн. ед., h – коэффициент, учитывающий добавочные потери тепла светопрозрачными конструкциями, отн. ед., и принимаемый по табл. 2, прил. 5*, СНиП II-33-75*, Ст – удельная стоимость устройства системы отопления, рубч/кДж, принимаемая по табл. 24, Rc.к – сопротивление теплопередаче светопрозрачной конструкции, м2С/Вт, принимаемое по табл. 25, Rэк – экономически целесообразное сопротивление теплопередаче глухой части покрытия (при расчете теплопотерь через фонари) или стены (при расчете теплопотерь через окна), м2С/Вт, определяемое по СНиП II-3-79, tз.5 – средняя температура наиболее холодной пятидневки, С, tз.ср – средняя температура наружного воздуха за отопительный период, С, t – расчетная зимняя температура воздуха внутри помещения в рабочее время, С, определяемая по п. 3.10 настоящего Пособия, tд – температура воздуха внутри помещения в нерабочее время, С, определяемая по п. 3.10 настоящего Пособия, Кт – коэффициент, учитывающий изменение стоимости тепловой энергии на перспективу и принимаемый равным 1,2 для производственных зданий, Т – продолжительность рабочего времени за год, принимаемая равной 2150 ч – при работе в одну смену, 4300 ч – при работе в две смены, 6500 ч – при работе в три смены, zот – продолжительность отопительного периода, сут, определяемая по п. 3.11, gэ – удельный расход электроэнергии в системе отопления, (принимаемый равным 7,1 кВтч/ГДж в системах воздушного отопления и равным нулю в других системах отопления) [4].
3.10. За расчетную температуру воздуха внутри здания или помещения t, С, при определении потерь тепла через ограждающие конструкции следует принимать [3]:
1) для помещений высотой до 4 м
t=tp, (17)
2) для помещений высотой свыше 4 м с учетом изменения температуры по высоте при использовании для обогрева:
нагревательных приборов
t=tp+Dt(H-2), (18)
систем воздушного отопления:
а) для вертикальных ограждающих конструкций, расположенных высоте до 4 м от пола, в соответствии с формулой (17),
б) для покрытий и фонарей
t=tр+3, (19)
в) для вертикальных ограждающих конструкций, расположенных выше 4 м от пола
t=tр+1,5. (20)
В формулах (17)-(20),
tр – температура воздуха в рабочей зоне помещения, С, Dt=0,2-1 С/м – градиент температуры по высоте в зависимости от теплонапряженности помещения, Н – высота от пола до расчетной точки, м.
Температура воздуха внутри помещения в нерабочее время tд при дежурном отоплении принимается равной 5С по всему объему, а при работе основной системы отопления – равной температуре воздуха t в рабочее время.
3.11. Продолжительность отопительного периода zот, сут, следует принимать равной [2], [4]:
для помещений с производственными тепловыделениями:
qтехн23 Вт/м3, (21)
zот=zотн, (22)
для помещений с производственными тепловыделениями:
23zот=(-0,02qтехн+1,46)zотн, (24)
для помещений с производственными тепловыделениями,
qтехн&gt,73 Вт/м3, (25)
zот=0, (26)
где zотн – нормированная продолжительность отопительного периода, сут.
3.12. Годовые приведенные затраты на вентиляцию Пв, руб/(м2год), в летний период, предназначенную для удаления из помещения избыточных теплопоступлений от проходящей через светопроемы солнечной радиации, следует рассчитывать по формуле [2]:
Пв=(g+0,01ас.т)Св+Мв. (27)
Удельные капитальные затраты на систему вентиляции и адиабатического охлаждения приточного воздуха Св, руб/м2 площади пола, следует рассчитывать по формуле
Св=Lо(Сп.в+Св.в+Са). (28)
Производительность системы вентиляции Lo, м3/ч на 1 м2 площади пола, с учетом средней теплоинерционности помещения, следует рассчитывать по формуле
. (29)
Удельная стоимость электроэнергии на вентиляцию и охлаждение приточного воздуха Mв, руб/(м2год), следует определять по формуле
Мв=(wэ.в+wэ.х)Цэ. (30)
Удельное количество электроэнергии на вентиляцию wэ.в, кВтч/м2, и охлаждение wэ.х, кВтч/м2, приточного воздуха следует определять по формулам:
wэ.в=0,72Lo(Nп.в+Nв.в)S(хрк-хрн)zBi, (31)
wэ.х=0,72LoNаS(ххк-ххн)zхi. (32)
В формулах (27)-(32) приняты следующие обозначения:
0,72 – доля рабочих дней за месяц, отн. ед., Сп.в, Св.в – удельная стоимость систем приточной и вытяжной вентиляции, руб.ч/м2, принимаемая по табл. 26 [2]: Са – удельная стоимость системы адиабатического охлаждения воздуха, рубч/м3, принимаемая по табл. 26, с=1 кДж/кгС – удельная теплоемкость воздуха, r=l,2 кг/м3 – плотность воздуха, Nп.в=0,210-3 кВтч/м3 – удельный расход электроэнергии на приточную вентиляцию, Nв.в=0,110-3 кВтч/м3 – удельный расход электроэнергии на вытяжную вентиляцию, Nа=0,7510-4 кВтч/м3 – удельный расход электроэнергии на подачу воды в приточные камеры при адиабатическом охлаждении воздуха, tр.А – расчетная летняя температура воздуха в рабочей зоне помещения, С, определяемая в соответствии с п. 3.13 настоящего Пособия, tпр.А – температура приточного воздуха, С, определяемая в соответствии с п. 3.13 настоящего Пособия, zBi,- количество дней в месяце со среднесуточной температурой наружного воздуха выше 20С, сут, zхi – количество дней в месяце с максимальной температурой наружного воздуха выше 28С, сут, хрн, хрк – время начала и конца работы, ч, ххн, ххк – время начала и конца работы системы охлаждения приточного воздуха, определяемое в соответствии с п. 3.16 настоящего Пособия, qрадмакс – наибольшее значение теплопоступлений в рабочую зону, Вт/м2, от солнечной радиации, прошедшей через светопроемы, определяемое в соответствии с п. 3.14 настоящего Пособия.
3.13. При расчетной летней температуре воздуха tA не более 27С (параметры А) для удаления радиационных теплоизбытков предусматривается общеобменная вентиляция с механическим побуждением. При определении производительности системы общеобменной вентиляции по формуле (29) расчетная разность температур (tр.A-tпр.А) принимается равной 3 или 5С в зависимости от теплонапряженности помещения [3].
При расчетной летней температуре воздуха tА свыше 27С для удаления теплоизбытков и обеспечения допустимых норм температуры в рабочей зоне предусматривается система вентиляции с испарительным (адиабатическим) охлаждением приточного воздуха. Температура воздуха в рабочей зоне помещения tр.А принимается равной 28С, а температура приточного воздуха tпр.А определяется с помощью i-d-диаграммы по исходным параметрам А наружного воздуха [3], обработанного до относительной влажности j=90%.
3.14. Наибольшее значение радиационных теплопоступлений в рабочую зону qрадмакс Вт/м2 площади помещения, определяется максимальным значением суммарной солнечной радиации, падающей на плоскость светопроема в течение суток, и в зависимости от вида светопрозрачной конструкции рассчитывается по формулам:
для зенитных фонарей
, (33)
для прямоугольных фонарей
, (34)
для окон
, (35)
где , – наибольшее значение прямой солнечной радиации в июле при безоблачном небе соответственно на горизонтальную и вертикальную поверхности разной ориентации, Вт/м2, определяемое по СНиП 2.01.1-82, , – наибольшее значение рассеянной солнечной радиации в июле при безоблачном небе соответственно на горизонтальную и вертикальные поверхности разной ориентации, Вт/м2, определяемое по СНиП 2.01.01-82, tе – коэффициент пропускания солнечной радиации светопрозрачным заполнением светопроемов, отн. ед., принимаемый по табл. 25, t2 – коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема, отн. ед., определяемый по табл. 28 СНиП II-4-79, t3 – коэффициент, учитывающий снижение теплопоступлений за счет загрязнения стекла, отн. ед., принимаемый по табл. 5 Приложения 12* СНиП II-33-75*, bс.з – коэффициент теплопропускания солнцезащитных устройств, отн. ед (п. 8, СНиП II-3-79), x – коэффициент, определяющий долю теплоизбытков помещения, влияющих на температуру воздуха в рабочей зоне, и принимаемый по рис. 19 [4].
3.15. Продолжительность периода работы системы вентиляции zв и системы охлаждения приточного воздуха zх для каждого месяца определяется по кривой среднесуточных температур, построенной по данным среднемесячных температур наружного воздуха, с учетом значений средней суточной амплитуды температуры наружного воздуха, приведенных в СНиП 2.01.01-82.
3.16. Для каждого месяца время начала ххн конца ххк работы системы охлаждения приточного воздуха при постоянном воздухообмене Lo определяется моментами времени, когда температура воздуха внутри помещения достигает 25С, которая под действием теплопоступлений от солнечной радиации описывается следующими зависимостями:
для зенитных фонарей
, (36)
для прямоугольных фонарей
,(37)
для окон
, (38)
где Dхрад – продолжительность поступления прямой солнечной радиации, принимаемая равной 8 ч для В и З ориентации светопроемов, 10 ч – для ЮВ, ЮЗ и Ю ориентации, 16 ч – для зенитных фонарей, Qcp.г, Qcp.в – среднее количество тепла, Вт/м2, поступающее от суммарной солнечной радиации, соответственно, на горизонтальную и вертикальную поверхности разной ориентации (табл. 27), fг, fв – доля прямой солнечной радиации в суммарной на горизонтальную и вертикальные поверхности при действительных условиях облачности, отн. ед., принимаемые по табл. 27, Dх – время до момента наступления максимума прямой солнечной радиации, ч, отсчитываемое относительно полудня и определяемое в соответствии с табл. 28.
3.17. Приведенные затраты для установок внутреннего искусственного освещения Писк, руб/(м2год), определяются отдельно для светильников каждого типа или мощности ламп по формуле (39), 1 затем суммируются:
Писк=0,12Сиск+Миск. (39)
Удельные капитальные затраты Сиск, руб/м2, для светильников каждого типа рассчитываются по формуле
Сиск=(Слпл+Cap+См+w+10-3aРлСм.спл)Ncв/Aп. (40)
Удельные эксплуатационные расходы Миск, руб/(м2год), для светильников каждого типа рассчитываются по формуле
Миск=[плТи(Сл+Сз)/Тл+10-3a(1+b)РлплТиЦэ+0,1(Cap+Cм+w)+10-4aРлплCм.c+пчСч]Ncв/Ап. (41)
Количество светильников Nсв, шт., одного типа в установке общего освещения рассчитывается на основе метода коэффициента использования [1] по формуле
Nсв=ЕКз.иАпz/плФлисв. (42)
В формулах (39)-(42) приняты следующие обозначения:
Кз.и – коэффициент запаса при искусственном освещении, z – коэффициент, учитывающий неравномерность освещенности и принимаемый равным 1,15 для светильников с лампами накаливания, ДРЛ и ДРИ и 1,1 – для светильников с люминесцентными лампами [1], Фл – световой поток лампы, принимаемый по табл. 29, пл – количество ламп в одном светильнике, шт., Pл – мощность лампы, Вт, принимаемая по табл. 29, исв – коэффициент использования светового потока светильника [1], a – коэффициент, учитывающий потери энергии в пускорегулирующих аппаратах газоразрядных ламп, принимаемый по табл. 30, b – коэффициент, учитывающий потери в сетях, принимаемый по табл. 30, w – составляющая стоимости статических конденсаторов, устанавливаемых для повышения коэффициента мощности, руб., принимаемая по табл. 30 [11], Сл – стоимость одной лампы, руб., Cap – стоимость арматуры одного осветительного прибора, руб., См – стоимость монтажа одного светильника, руб., См.с – стоимость монтажа электрической части осветительной установки на 1 кВт установленной мощности ламп и потерь в ПРА, руб/кВт, ориентировочно принимаемая 100 руб/кВт, Сч, Сз – стоимость соответственно одной чистки светильника и индивидуальной замены лампы, руб., принимается по табл. 31 [11], пч – количество чисток светильников в год, Тл – срок службы лампы, ч, принимаемый по табл. 29, Ти – продолжительность работы установки общего искусственного освещения за год, ч, принимаемая по табл. 32-34, Е – уровень освещенности, лк, определяемый по п. 3.18.
3.18. Освещенность от светильников общего искусственного освещения в зависимости от системы освещения и расчетного значения КЕО в помещении следует принимать по табл. 35.
3.19. Суммарные энергозатраты, переведенные в условное топливо, wусл, кг/м2 площади помещения, характеризуют работу систем естественного wуслест и искусственного wуслиск освещения помещения в целом и определяются по формуле
wусл=wуслест+wуслиск. (43)
3.20. Суммарные затраты тепловой и электрической энергии, характеризующие систему естественного освещения и переведенные в условное топливо wуслест, кг/м2, слагаются из энергозатрат на отопление, вентиляцию и холодоснабжение, компенсирующих повышенные теплопотери помещения в холодный период года и избыточные теплопоступления от солнечной радиации в теплый период года через светопрозрачные конструкции, и определяются по формуле
wуслест=А1wт.от+А2(wэ.от+wэ.в+wэ.х), (44)
где A1=41,2 кг/ГДж и А2=0,33 кг/(кВтч) – удельный расход условного топлива на электростанциях общего использования на 1 ГДж тепловой энергии и на 1 кВтч электроэнергии [18], wт.от – удельный годовой расход тепловой энергии, обусловленный теплопотерями через фонари и окна, ГДж/(м2год), и определяемый по формуле (16), wэ.от – удельный годовой расход электроэнергии на отопление, кВтч/(м2год), принимаемый равным [4]:
wэ.от=7,1wт.от (45)
для систем воздушного отопления и равным нулю для других систем отопления, wэ.в – удельный годовой расход электроэнергии в системе вентиляции, обусловленный избыточными теплопоступлениями солнечной радиации через фонари и окна, кВтч/(м2год), и определяемый по формуле (31), wэ.х – удельный годовой расход электроэнергии в системе охлаждения приточного воздуха, кВтч/(м2год), определяемый по формуле (32).
3.21. Энергозатраты на искусственное освещение, переведенные в условное топливо, wуслиск, кг/м2, рекомендуется определять по формуле
wуслиск=А2wэ.и, (46)
где wэ.и – удельный годовой расход электроэнергии на искусственное освещение, кВтч/(м2год), определяемый по формуле
wэ.и=10-3ЕКз.иzaРл(1+b)Ти/Флисв. (47)
В формуле (47) обозначения те же, что и в формулах (39)-(42).