Iluminarea Naturala

30
Universitatea Tehnică a Moldovei Facultatea Urbanism şi Arhitectură Catedra Arhitectura Fizica construcţiilor Determinarea iluminatului natural în încăperile de locuit (calculele luminotehnice) Îndrumar metodic Chişinău U.T.M. 2007

description

Iluminarea Naturala

Transcript of Iluminarea Naturala

Page 1: Iluminarea Naturala

Universitatea Tehnică a Moldovei Facultatea Urbanism şi Arhitectură

Catedra Arhitectura

Fizica construcţiilor

Determinarea iluminatului natural în încăperile de locuit (calculele luminotehnice)

Îndrumar metodic

Chişinău U.T.M. 2007

Page 2: Iluminarea Naturala

2

Îndrumarul metodic conţine metode de elaborare a calculelor luminotehnice. Are un caracter practic şi conţine materialul necesar proiectării iluminării naturale în clădirile de locuit.

Întreaga lucrare, inclusiv exemplele date, ţine seama de ultimele prevederi cuprinse în actele normative în vigoare.

De asemenea, sunt indicate materialele care urmează a fi consultate în vederea unor probleme speciale cum ar fi: legi, standarde, normative, proiecte etc.

Îndrumarul metodic este destinat proiectanţilor, arhitecţilor, studenţilor specialităţii 2401 Arhitectura cu forma de învăţământ la zi şi cu frecvenţă redusă.

Alcătuitori: lector superior, Valeri Ivanov lector superior, Ludmila Ivanov Redactor responsabil: arhitect Borozan Sergiu Recenzent: conf. univ., dr. Nistor Grozavu

______________________________________________________ Bun de tipar 16.01.07 Formatul hârtiei 60×84 Hârtie ofset. Tirpar RISO Tirajul 100 ex. Coli de tipar 2,0 Comanda nr. 12

U.T.M., 2004, Chişinău, bd. Ştefan cel Mare, 168 Secţia Redactare şi Editare a U.T.M.

2068, Chişinău, str. Studenţilor 9/9

© U.T.M.,2007

Page 3: Iluminarea Naturala

3

PREFAŢĂ Executarea numeroaselor lucrări de sistematizare a

localităţilor urbane trebuie să asigure condiţii superioare de igienă, de viaţă şi de odihnă precum şi exigente condiţii vizuale de muncă, concomitent cu un consum raţional de energie şi costuri optime de investiţie şi exploatare.

Iluminarea localităţilor şi a construcţiilor pun în faţa proiectanţilor numeroase probleme majore, ca de exemplu alegerea judicioasă a terenurilor pentru localităţi, stabilirea unor rapoarte optime între distanţa şi înălţimea volumelor pentru ansamblurile de construcţii, un regim favorabil de lumină naturală sau artificială în încăperi, cu bune condiţii de igienă şi sănătate, aplicarea riguroasă a regulilor de exploatare şi întreţinere a clădirilor şi a instalaţiilor de iluminat, o distribuire cantitativ uniformă a luminii naturale şi artificiale, conform nevoilor cerute de viaţă şi muncă, o calitate corespunzătoare a acestora etc.

Prezentul curs pune la dispoziţia tuturor celor interesaţi strictul necesar de cunoştinţe asupra metodelor de calcul, instrucţiunilor şi dispoziţiilor în vigoare, pentru rezolvarea problemelor de iluminat natural şi artificial, eliminând pe cît posibil formulările teoretice complicate.

Se expun în mod succint numai metodele curente de calcul, utilizate în ţara noastră, pentru construcţiile civile şi de producţie. De asemenea, se dau grafice şi tabele pentru diferite soluţii de iluminare naturală realizate prin goluri, în pereţii şi acoperişurile halelor industriale, parter şi etajate, corespunzător diferitelor sisteme constructive tipizate, precum şi pentru iluminatul artificial.

Aceste tabele, întocmite pe baza metodelor utilizate în ţara noastră, uşurează determinarea valorilor totale de iluminare naturală şi artificială, fără a mai fi nevoie de desene, calcule laborioase sau căutări în diverse normative, manuale etc.

Autorii

Page 4: Iluminarea Naturala

4

CUPRINS: PREFAŢĂ ___________________________________________ 3

1. NOŢIUNI GENERALE ______________________________ 5 1.1. Sursa luminii naturale_________________________________ 5 1.2. Lumina solară directă _________________________________ 5 1.3. Lumina difuză _______________________________________ 6 1.4. Reflexia luminii ______________________________________ 6 1.5. Climat luminos _______________________________________ 7

2. COEFICIENTUL ILUMINĂRII NATURALE ___________ 8 2.1. Componentele iluminării naturale _______________________ 8 2.2. Iluminarea interioară pe planul de lucru ________________ 10 2.3. Normarea iluminării naturale _________________________ 11

3. CALCULUL COEFICIENTULUI DE ILUMINARE NATURALĂ (C.I.N.) _________________________________ 11

3.1. Calculului prealabil a suprafeţelor golurilor de lumină ____ 11 3.2. Calculul coeficientului de iluminare naturală ____________ 12 3.3. Metoda de determinare C.I.N. prin calcul _______________ 15 3.4. Determinarea numărului de raze cu ajutorul diagramei Daniliuc _______________________________________________ 16

4. EXEMPLE DE CALCUL A ILUMINĂRII NATURALE _ 18 4.1. Calculul prealabil a suprafeţei golului de fereastră ________ 18 4.2. Calculul C.I.N. real în încăperea de locuit _______________ 22 4.3.Determinăm C.I.N. în cazul construcţiei unei clădiri _______ 24

BIBLIOGRAFIE _____________________________________ 28

ANEXA 1 ___________________________________________ 29

ANEXA 2 ___________________________________________ 29

Page 5: Iluminarea Naturala

5

1. NOŢIUNI GENERALE

1.1. Sursa luminii naturale Iluminarea naturală a unei suprafeţe exterioare este

condiţionată de radiaţiile directe ale soarelui şi de lumina difuză a bolţii cereşti.

Lumina directă a soarelui variază foarte mult în funcţie de condiţiile atmosferice, ea poate fi diminuată, în cazul unui cer complet acoperit cu nori.

Iluminarea directă a soarelui, din cauza variaţiei sale, nu se ia de obicei în consideraţie în calculele iluminării naturale, deşi are o mare influenţă asupra însoririi şi a iluminării clădirilor.

Standardele şi normativele care se ocupă cu studiul şi calculul iluminatului natural iau de obicei în consideraţie numai iluminatul natural difuz, fără a se mai ţine seama, din cauza variaţiei ei, de lumina solară directă.

1.2. Lumina solară directă

Cantitatea de radiaţii solare directe care ajung pe pământ

variază nu numai în funcţie de condiţiile atmosferice dar şi de-a lungul zilelor şi lunilor în tot cursul anului. În principiu, se constată un maximum de energie solară în timpul verii.

Iluminarea naturală exterioară şi radiaţia solară, sînt de asemenea puternic influenţate de gradul de impuritate a atmosferei. În oraşele mari şi în zonele industriale atmosfera este, de foarte multe ori, puternic poluată de particulele de praf, apă, funingine etc., care împiedică în mare măsură pătrunderea razelor solare precum şi a razelor reflectate.

Lumina naturală influenţează puternic arhitectura, în ceea ce priveşte alegerea volumului şi a formei exterioare. Trebuie luate măsuri cu caracter urbanistic, arhitectural şi în domeniul materialelor de construcţie, pentru a avea un iluminat natural raţional, care să ţină seama de particularităţile climatului luminos.

Page 6: Iluminarea Naturala

6

1.3. Lumina difuză Lumina difuză a bolţii cereşti este produsă de reflectarea în

atmosferă a razelor solare. Asupra intensităţii luminii difuze exercită o influenţă foarte mare diversitatea condiţiilor atmosferice (gradul de înnorare, felul norilor etc.).

În cursul unei zile, lumina difuză variază în funcţie de înălţimea soarelui şi de starea vremii. Lumina difuză este de asemenea influenţată de lumina reflectată de suprafaţa pământului.

1.4. Reflexia luminii

Lumina naturală care pătrunde prin golurile de lumină în

interiorul unei clădiri este formată din: componenta directă — lumina naturală care este primită

direct de la bolta cerească; componenta interior reflectată — lumina care cade pe

suprafeţele încăperii (pereţi, plafoane; pardoseală etc.), de unde se reflectă în încăpere;

componenta exterior reflectată — lumina reflectată de teren, construcţii şi alte suprafeţe, aflate în jurul clădirii.

Cantitatea de lumină reflectată este funcţie de culoarea şi materialul din care este executată suprafaţa respectivă.

Elementele şi materialele de construcţie au diferite proprietăţi lumino-tehnice caracterizate printr-o capacitate diferită de absorbţie, reflexie şi transmisie a fluxului luminos care cade pe suprafaţa corpurilor respective.

Rapoartele între fluxul absorbit, fluxul reflectat sau fluxul transmis şi fluxul total se numesc coeficient de absorbţie, coeficient de reflexie sau coeficient de transmisie.

Coeficientul de transmisie a fluxului luminos variază în funcţie de gradul de transparenţă a materialului prin care trece, el putând fi chiar nul, în cazul unui material opac.

Coeficientul de reflexie este cu atât mai mare cu cît culoarea suprafeţei, pe care cad razele solare, este mai deschisă.

Page 7: Iluminarea Naturala

7

La clădirile unde iluminarea naturală se face numai prin goluri laterale, suprafaţa încăperilor din apropierea ferestrelor este mai bine iluminată decât restul suprafeţei. Cu cît ne îndepărtăm de ferestre, lumina naturală din încăperi scade ca intensitate şi depinde, din ce în ce mai mult, de lumina interior reflectată.

Plafonul unei încăperi, pe lîngă lumina reflectată pe care o primeşte de la pereţi şi pardoseală, mai poate primi şi lumină exterioară, reflectată de terenul şi clădirile învecinate.

1.5. Climat luminos

Prin climat luminos se înţelege totalitatea condiţiilor medii

de iluminat natural exterior, existente într-o anumită regiune geografică, create de lumina solară directă şi difuză a boltei cereşti precum şi de lumina provenită din reflexiile multiple, de la pământ şi de la bolta cerească.

Iluminarea naturală exterioară este funcţie de intensitatea luminoasă, care la rândul ei depinde de azimutul soarelui, latitudine, anotimp, ora de zi precum şi de starea de nebulozitate şi durata de strălucire a soarelui.

Deoarece lumina solară directă variază foarte mult în cursul anului şi chiar în cursul unei zile, din cauza acoperirii boltei cereşti cu nori, de obicei această lumină nu se ia în considerare la calculul iluminatului natural, deşi uneori are o mare influenţă asupra iluminatului încăperilor precum şi asupra formei şi a finisajului clădirilor. Calculul iluminatului natural se bazează pe premisa că întreaga boltă cerească are o luminanţă uniformă, ceea ce se întâmplă numai în cazul unei înnorări complete şi uniforme, când pământul ar fi luminat numai de lumină directă difuză.

Astfel, principalul factor care caracterizează climatul luminos al unei regiuni geografice îl constituie iluminatul produs de lumina solară difuză, a bolţii cereşti.

În încăperile clădirilor civile, trebuie să se asigure nivelurile de iluminare medie normate, corespunzătoare activităţii şi formării unui climat luminos favorabil.

Page 8: Iluminarea Naturala

8

2. COEFICIENTUL ILUMINĂRII NATURALE

2.1. Componentele iluminării naturale Din cauza variaţiei diurne şi lunare a valorii iluminării

naturale exterioare, s-a considerat necesar să se găsească o unitate de măsură, care să precizeze valoarea iluminării naturale în încăperi, care să poată fi asigurată de golurile prevăzute pentru a permite pătrunderea luminii naturale în interior.

Pentru aceasta, s-a adoptat o unitate de măsură care exprimă în procente cantitatea de lumină care pătrunde în interior (din cantitatea de lumină totală exterioară), unitatea de măsură numită coeficientul iluminării naturale – C.I.N.

int 100%next

EeE

= , (2.1)

unde: intE - valoarea iluminării naturale în punct examinat ;

extE - iluminarea naturală exterioară. Astfel, coeficientul iluminării naturale, denumit pe scurt

C.I.N., exprimă procentul de iluminare naturală exterioară care există concomitent în punctul interior examinat.

Valoarea iluminării, E, în diferite puncte ale planului de

lucru dintr-o încăpere include pentru componentele din fig. 2.1, provenite din: − lumina directă de la bolta cerească, ce pătrunde prin golul de

lumină (Ed); − lumina reflectată de suprafeţele interioare (Er,i); − lumina reflectată de obstacolele şi clădirile exterioare (Er,cl); − lumina reflectată de terenul înconjurător (Er,t)

, , ,d r i r cl r tE E E E E= + + + , (2.2)

Page 9: Iluminarea Naturala

9

Fig.2.1. Schema reflectărilor de la suprafeţe

Iluminarea directă, ca rezultat al pătrunderii radiaţiei

vizibile prin golurile de lumină, depinde de transparenţa vitrajelor, şi de unghiul de vizibilitate al cerului din fiecare punct al încăperii.

Transparenţa vitrajelor este determinată de calitatea materialelor şi de condiţiile de exploatare, depunerile de praf, condensarea vaporilor etc., diminuând considerabil cantitatea de lumină, ce ajunge în încăpere.

Unghiul de vizibilitate a cerului depinde la rândul său de mai mulţi factori, cum ar fi: prezenţa unor obstacole, forma şi poziţia golului, grosimea peretelui etc.

Astfel, ferestrele înalte dau o mai bună penetrare luminii faţă de cele joase, fragmentate, oferă o distribuire a luminii directe mai puţin uniformă faţă de cele continui, iar ferestrele plasate pe pereţii adiacenţi dau o penetrare bună şi reduc strălucirea.

Iluminarea produsă de reflexia luminii pe suprafeţele interioare este determinată de natura şi culoarea finisajelor interioare, respectiv de coeficienţii de reflexie ai pereţilor, tavanului, pardoselii, care au valori cu atât mai mari, cu cât se folosesc culori mai deschise.

Iluminarea produsă de reflexia luminii pe suprafaţa clădirilor învecinate depinde de distanţa între clădiri şi de

Page 10: Iluminarea Naturala

10

caracteristicile de reflexie a luminii materialelor, cu care sunt finisate faţadele.

Iluminarea produsă de lumina reflectată pe terenul înconjurător depinde de capacitatea de reflexie a acestuia, care se regăseşte în valoarea „albedoului”.

Albedoul este mai mare pentru suprafeţe deschise la culoare (beton, pavaje din piatră...) şi mai redus în cazul suprafeţelor de culoare închisă (teren agricol, vegetaţie...). În valoarea totală a iluminării naturale, ponderea ultimilor două componente, având ca sursă lumina reflectată de clădiri şi de terenul înconjurător, este foarte mică în raport cu iluminarea directă şi cea rezultată din reflexii interioare.

2.2. Iluminarea interioară pe planul de lucru

Planul de lucru este planul orizontal, la care se raportează

valorile necesare şi efective ale iluminării naturale. Înălţimea planului de lucru diferă funcţie de destinaţia clădirii sau încăperii, respectiv natura activităţii, ce se desfăşoară în acea clădire sau încăpere. În majoritatea cazurilor, planul de lucru se consideră la înălţimea de 0,8-1,0 m faţă de pardoseală.

Pentru unele destinaţii, cum ar fi atelierele de pictură, săli de expoziţie, la care se raportează iluminarea naturală,planul de lucru se consideră la înălţimea de 1,5 m faţă de pardoseală, iar pentru săli de sport sau spaţii de circulaţie acesta coincide cu însăşi suprafaţa pardoselii.

Valorile nivelului normat de iluminare naturală, ce trebuie asigurate în timpul zilei, corespunzător activităţii, căreia îi este destinat spaţiul (funcţie de categoria lucrărilor vizuale, contactul între detaliu şi fond şi caracteristicile fondului).

În calcule privind iluminatul natural se ia în considerare 5000extE = lx, valoarea corespunzătoare zilei de 22 decembrie oră 930 sau 1430 pentru latitudine geografică de 44-48o, în care se încadrează ţara noastră.

Page 11: Iluminarea Naturala

11

2.3. Normarea iluminării naturale În R. Moldova la momentul de faţă documentul tehnic de

bază care se foloseşte pentru determinarea nivelului de iluminare naturală şi artificială este NRC (СНиП) II -4-79 „Естественное и искусственное освещение”.

În conformitate cu СНиП II -4-79 „Естественное и искусственное освещение” C.I.N. normat se determină după formula:

, , ,I II IV V IIIn ne e mc= , (2.3)

unde: IIIne - valoarea C.I.N., conform tab.1 şi 2; m – coeficientul climatului luminos, conform tab. 4; c – coeficientul climatului solar, conform tab.5. 3. CALCULUL COEFICIENTULUI DE

ILUMINARE NATURALĂ (C.I.N.)

3.1. Calculul prealabil a suprafeţelor golurilor de lumină Calculul prealabil a suprafeţelor golurilor de lumină pentru

iluminarea laterală se efectuează după formula:

0

0 1

100 n r ocl

p

S e K KS r

ητ

= (3.1)

unde: 0S - suprafaţa golurilor de fereastră pentru iluminare laterală;

pS - suprafaţa pardoselii încăperii;

ne - valoarea C.I.N. normată;

rK - coeficientul de rezervă, conform tab.3;

oη - caracteristica de iluminare a geamurilor, conform tab.26;

clK - coeficientul, care ia în consideraţie umbrirea ferestrelor la clădiri opuse , conform tab.27;

Page 12: Iluminarea Naturala

12

0τ - coeficientul de trecere a fluxului de lumină, conform formulei:

0 1 2 3 4 5τ τ τ τ τ τ= , (3.2)

unde: 1τ – coeficientul de trecere a fluxului de lumină prin sticla ferestrei, conform tab.28;

2τ - coeficient, ce ţine cont de pierderile de lumină provocate de cerceveaua ferestrei, conform tab.28;

3τ - coeficient, ce ţine cont de pierderile de lumină provocate de construcţiile portante, conform tab.28;

4τ - coeficient, ce ţine cont de pierderile de lumină provocate de dispozitivele parasolare, conform tab.29;

5τ - coeficient, ce ţine cont de pierderile de lumină provocate de plasele de sub luminătoare, conform tab.29;

3.2. Calculul coeficientului de iluminare naturală Calculul coeficientului de iluminare naturală pentru

iluminarea laterală, conform CНиП II-4-79, pag.38, se efectuează după formula, fig.3.1:

01( )l

c l clr

e q R rKτε ε= ⋅ + ⋅ ⋅ ⋅ , (3.3)

unde: lce - coeficientul de iluminare naturală pentru iluminarea

laterală calculată; lε - coeficientul geometric de iluminare naturală în punctul

de calcul, ce reprezintă fluxul de lumină directă de la bolta cerească, determinat din diagrama Daniliuc I şi II;

q - coeficientul ce ţine cont de luminozitatea neuniformă a bolţii cereşti, conform tab.35;

Page 13: Iluminarea Naturala

13

Fig.3.1. Determinarea coeficientului de iluminare naturală a) schema de determinare C.I.N.

b, c) schema de determinare C.I.N. geometric

clε - coeficientul geometric de iluminare naturală în punctul de calcul, ce reprezintă fluxul de lumină reflectată de clădirile opuse, determinat din diagrama Daniliuc I şi II;

R - coeficientul ce ţine cont de luminozitatea relativă a clădirilor opuse, conform tab.36.

1r - coeficientul ce ţine cont de lumina mărirea C.I.N. reflectat de la suprafeţele încăperii şi suprafeţele terestre aferente clădirii, conform tab.30

Page 14: Iluminarea Naturala

14

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

1 20.01( )l n nε = , (3.4) unde: 1n – numărul de raze din diagrama Daniliuc I, ce trec prin

fereastră până la punctul de calcul din încăpere în secţiunea transversală, de la bolta cerească;

2n - numărul de raze din diagrama Daniliuc II, ce trec prin fereastră până la punctul de calcul din încăpere, în planul încăperii, de la bolta cerească.

Coeficientul geometric de iluminare naturală care ia în

consideraţie lumina reflectată de la clădirea opusă, pentru iluminarea laterală se determină din diagramele lui Daniliuc I ţi II (CНиП II-4-79, fig.2 şi fig.3) după formula:

/ /1 20.01( )cl n nε = (3.5)

unde: /1n - numărul de raze din diagrama Daniliuc I, ce trec prin

fereastră până la punctul de calcul din încăpere în secţiunea transversală, de la clădirea opusă;

/2n - numărul de raze din diagrama Daniliuc II, ce trec prin

fereastră până la punctul de calcul din încăpere în planul încăperii.

Coeficientul de iluminare naturală (C.I.N.) reprezintă

raportul procentual dintre iluminatul natural al unui punct din încăpere şi iluminarea unei suprafeţe din exterior, sub cerul liber, ferit de razele solare directe.

Controlul sanitar şi de construcţii are sarcina de a supraveghea respectarea condiţiilor normale pentru funcţiile vizuale. Se determină după următorii indicatori: unghiul de incidenţă (pătrundere), unghiul de deschidere şi aprecierea coeficientului de iluminare naturală. Toate acestea se determină prin metoda de calcul. La etapa elaborării proiectului şi avizării sanitare preventive C.I.N. se determină după metoda lui Daniliuc.

Page 15: Iluminarea Naturala

15

3.3. Metoda de determinare C.I.N. prin calcul În ţara noastră, metoda cea mai uzitată este metoda razelor,

cunoscută sub denumirea de metoda Daniliuk. Prin această metodă, coeficientul iluminării naturale este

determinat ca raportul între proiecţia pe un plan orizontal a unghiului solid, vizibil dintr-un punct interior examinat, prin golul de lumină şi proiecţia orizontală a întregii bolţi cereşti. Această metodă are avantajul că nu necesită alte construcţii grafice suplimentare, decât secţiunea şi planul încăperii.

Daniliuk a împărţit bolta cerească în 100 părţi prin meridiane şi în 100 părţi prin paralele, adică în total în 10000 părţi echivalente, unde fiecare parte are o proiecţie egală, pe planul orizontal.

Pentru calcul, se desenează secţiunea şi planul încăperii, la oricare scară, dar este obligatoriu ca atât secţiunea cît şi planul să fie executate la aceeaşi scară.

Punctul examinat, unde trebuie să calculăm valoarea coeficientului iluminării naturale, se consideră că este situat în mijlocul emisferei bolţii cereşti şi, în acelaşi timp, este vârful unghiului solid care cuprinde în el golul de lumină ce limitează porţiunea din bolta cerească, care luminează acest punct.

Numărul de părţi ale bolţii cereşti, din acele 10000 părţi în care a fost divizată bolta cerească, care luminează punctul examinat, se află cu ajutorul a două grafice.

Graficul I (anexa 1) se compune din 100 raze egal distanţate, care pornesc dintr-un punct comun 0 şi o reţea de semicercuri concentrice, egal distanţate.

Graficul II (anexa 2) are acelaşi număr de raze (100) concentrice, care pornesc dintr-un punct comun 0 şi o serie de drepte paralele, echidistante, numerotate de la 1—100, la fel ca semicercurile din graficul I.

Pentru aplicarea în proiectare a acestor două grafice, ele se desenează de fiecare proiectant care le utilizează, la o scară

Page 16: Iluminarea Naturala

16

corespunzătoare dimensiunilor uzuale ale planurilor şi secţiunilor clădirilor.

Cu graficul I se determină, pe secţiune, numărul de părţi unitare b pe direcţia meridianelor (numărul de raze care trec prin marginile orizontale ale golului de lumină — buiandrug şi glaf), iar cu graficul II, pe plan, se măsoară numărul de părţi unitare h pe direcţia paralelelor (numărul de raze cuprinse între părţile laterale ale golului de lumină).

3.4. Determinarea numărului de raze cu ajutorul

diagramei Daniliuc Se suprapune graficul I pe secţiunea transversală a încăperii,

astfel ca punctul 0 al graficului să coincidă cu punctul examinat –A, unde este necesară calcularea valorii coeficientului iluminării naturale. în acelaşi timp se suprapune baza graficului pe linia planului de lucru iar axa 0— 0 graficului este perpendiculară în punctul A.

Se numără razele n, care trec prin golul de lumină b şi se notează numărul cercului care trece prin centrul golului de lumină.

Graficul II se aşează pe planul orizontal (executat la aceeaşi scară ca şi secţiunea încăperii), astfel încât axul peretelui care conţine golul de lumină să coincidă cu dreapta paralelă din grafic, care are acelaşi număr, ca şi semicercul notat în graficul I, iar axa 0—0 a graficului II să treacă prin punctul A; se numără razele n care trec prin golul h.

În cazul în care încăperea este luminată prin luminatoare, graficul II se suprapune pe secţiunea longitudinală a încăperii. În acest caz, măsurătoarea se execută în acelaşi fel, cu excepţia faptului că axa 0—0 a ambelor grafice se aşează perpendicular pe planul golurilor.

Graficul I se aplică pe secţiunea transversală, o dată pentru toate şirurile de goluri, iar graficul II se aşează separat pentru fiecare suprafaţă vitrată (din perete, sau acoperiş).

Page 17: Iluminarea Naturala

17

Fig.3.2. Aplicarea diagramelor I şi II Daniliuc

Valoarea coeficientului iluminării naturale în procente,

pentru punctul considerat A este

1 2 1 21 2100 0.01

10000 100n n n n n nε ⋅ ⋅

= = = ⋅ . (3.6)

Valorile obţinute v-or trebui să fie înmulţite cu un coeficient q. Valoarea coeficientului de corecţie q variază în funcţie de unghiul de înălţime aparentă a mijlocului golului de fereastră, şi este reprezentat în tab. 35, pag.38 СНиП II -4-79 „Естественное и искусственное освещение”.

Page 18: Iluminarea Naturala

18

Fig.4.1. Plan general. Situaţia reală.

4. EXEMPLE DE CALCUL A ILUMINĂRII NATURALE

4.1. Calculul prealabil a suprafeţei golului de fereastră

Pentru determinarea suprafeţei necesare golului de fereastră

verificăm cât de corect ea a fost proiectată, folosind metoda calculului prealabil, conform СНиП II -4-79 „Естественное и искусственное освещение”.

1. Determinăm coeficientul normat C.I.N. III

ne , conform tab.2 pag. 95 pentru o odaie de locuit.

Coeficientul normat C.I.N. 0,5%IIIne =

Page 19: Iluminarea Naturala

19

Fig.4.2. Determinarea azimutului clădirii

2. Determinăm valoarea coeficienţilor m şi c pentru or. Chişinău situat în zona climaterică IV (conform hărţii climatului luminos CSI des.1, pag. 18), conform tab.4 şi tab.5

Or. Chişinău este situat 47oL.N. Clădirea de locuit examinată se află în sectorul 226o-315o cu

orientarea SE. Coeficientul 0,9m = (tab.4); Coeficientul 0,75c = (tab.5) 3. Determinăm coeficientul normat de iluminare naturală

pentru odaia de locuit examinată, după formula 2.3 0,5 0,9 0,75 0,3375 0,34%IV

ne = ⋅ ⋅ = ≈ . (4.1) 4. Determinăm coeficientul de trecere a fluxului de lumină

prin golul de fereastră, conform tab.28, după formula 3.2 0 0,8 0,75 1 1 1 0,6τ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = (4.2)

Page 20: Iluminarea Naturala

20

unde: 1 0,8τ = (tab.28, steclă pentru geam dublă);

2 0,75τ = (tab.28, cercevele pentru ferestre din clădiri de locuit duble);

3 1τ = (tab.28, construcţii portante care formează umbră nu sunt);

4 1τ = (tab.29, parasolare nu sunt);

5 1τ = (tab.29, plasele de sub luminătoare nu sunt). 5. Determinăm coeficientul mediu ponderat reflexiilor de

lumină de la suprafeţele interiore din camera de locuit 0,65 24,17 0,5 46,89 0,2 24,17 0,46 0,5

24,17 46,89 24,17medρ ⋅ + ⋅ + ⋅= = ≈

+ +,(4.3)

unde: 0,65tavρ = (tavanul este văruit de culoare albă şi se află în stare bună) 0,5perρ = (tapete de culoare galbenă); 0, 2pardρ = (pardoseaua este acoperită cu linoleum de

culoare închisă); 24,17tavS = m2 (suprafaţa tavanului, conform fig.4.3); 46,89perS = m2 (suprafaţa pardoselii, conform fig.4.4); 24,17pardS = m2 (suprafaţa pardoselii, conform fig.4.3).

6. Determinăm valoarea coeficientului 1r pentru punctul

examinat A, conform tab.30.

Calculăm raportul 1

5,94 2,472,4

Bh= = .

unde: B - adâncimii încăperii; h1 - înălţimea de la nivelul suprafeţei de lucru convenţională

până la înălţimea ferestrei.

Page 21: Iluminarea Naturala

21

Calculăm raportul 4,94 0,835,94

clB= = .

unde: cl - distanţa de la punctul de calcul până la peretele portant exterior

B - adâncimii încăperii;

Calculăm raportul 4,07 0,695,94

îlB= = .

unde: îl - lungimea încăperii, fig. 4.3; B - adâncimii încăperii, fig.4.3. Coeficientul 1 2,85r = 7. Determinăm valoarea clK conform tab.27

1clK = (clădiri opuse nu sunt); 8. Determinăm valoarea 0η , conform tab.26 Pentru determinarea valorii 0η folosim rapoartele

0,69îlB= ;

1

2, 47Bh= ; → 0 25,5η =

9. Determinăm valoarea coeficientului rK , conform tab.3,

1, 2rK = 10. Determinăm suprafaţa totală a ferestrei 0S în baza

datelor obţinute, după formula 3.1

0 0,34 1,2 25,5100 6,084 6,10,6 2,85î

SS

⋅ ⋅= = ≈

⋅, (4.4)

0100 6,1î

SS

= , (4.5)

Page 22: Iluminarea Naturala

22

Fig.4.3. Planul încăperii examinate.

06,1 24,17 6,1 1,47 1,5

100 100îSS ⋅ ⋅

= = = ≈ m2. (4.6)

11. Determinăm suprafaţa reală a ferestrei 0 1,8 1,5 2,7realăS = ⋅ = m2 (4.7) Condiţia calcului este 0 0

realăS S< , deoarece 1,5 < 2,7 condiţia calcului este respectată.

Concluzie: rezultatul obţinut confirmă, că golul geamului cu dimensiunile 1,8x1,5 m, iniţial a fost proiectat corect.

4.2. Calculul C.I.N. real în încăperea de locuit Verificăm starea reală C.I.N. în încăperea de locuit conform

fig.4.3; 4.4, folosind formula 3.3:

Page 23: Iluminarea Naturala

23

Fig.4.4 . Secţiunea 1-1 încăperii examinate

Deoarece, 0cl Rε ⋅ = (clădiri în faţă nu sunt) formula se

modifică în felul următor:

01

lc l

r

e q rKτε= ⋅ ⋅ ⋅ . (4.8)

1. Determinăm valoarea unghiului de înclinaţie, q,

conform tab.35. 18oQ = → 0,69q = . 2. Determinăm C.I.N. geometric în punctul de calcul A la

iluminare naturală, după formula 3.4 0,01(3,3 20) 0,66lε = ⋅ = , (4.9)

unde: 1 3,3n = , numărul de raze din diagrama Daniliuc I, ce trec prin fereastră până la punctul de calcul din încăpere în secţiunea transversală, de la bolta cerească;

2 20n = - numărul de raze din diagrama Daniliuc II, ce trec prin fereastră până la punctul de calcul din încăpere, în planul încăperii, de la bolta cerească.

Page 24: Iluminarea Naturala

24

Fig.4.5. Planul încăperii examinate.

3. Determinăm C.I.N. geometric de calcul în punctul A, după formula 4.8

0,60,66 0,69 2,85 0,648 0,65%1,2

lce = ⋅ ⋅ ⋅ = ≈ (4.10)

Condiţia calcului 0,65% 0,34%l IVc ne e≥ → ≥

Concluzie: valoarea C.I.N. geometrică obţinută este mai

mare decât cea normată, deci iluminarea naturală în încăpere corespunde normativilor tehnici în construcţie şi normelor sanitare.

4.3.Determinăm C.I.N. geometric în cazul construcţiei unei clădiri

Conform fig4.5 clădirea proiectată este situată în faţa

geamului din apartamentul examinat la o distanţă de 7,0 m cu înălţimea 7clH = m de la suprafaţa de lucru şi lungimea

15clL = m.

Page 25: Iluminarea Naturala

25

Fig.4.6. Secţiunea 2-2 a încăperii examinate

1. Determinăm C.I.N. geometric, după formula 3.3. În conformitate cu fig.4.6 iluminarea naturală difuză de la

bolta cerească lipseşte 0lqε = şi se aplică formula:

01

lc cl

r

e R rKτε= ⋅ ⋅ ⋅ , (4.11)

2. Determinăm valoarea coeficientului R , conform tab.36:

115 6,34 3,96

( ) (7 6,34)1,8îl lZ

P l a⋅

= = =+ +

; (4.12)

21

7 6,34 1,379 1,4( ) (7 6,34)2,4

clH lZP l h

⋅= = = ≈

+ +. (4.13)

unde: 1Z şi 2Z - indicii clădirii în faţă, pe plan şi secţiune;

îl ; clH - lungimea şi înălţimea clădirii din faţă, m; l - distanţa punctului de la punctul de calcul A până la

suprafaţa exterioară a peretelui portant, m; P - depărtarea clădirii proiectate în faţă, m;

1,a h - lăţimea geamului în plan şi înălţimea de la pardosea până la limita de sus a geamului.

Page 26: Iluminarea Naturala

26

Deoarece, culoarea faţadei conform proiectului corespunde coloanei trei din tab.36 valoarea coeficientului 0,2925R = (determinată prin metoda interpolării liniare).

3. Determinăm C.I.N. geometric clε , după formula 3.5 0,01(3,2 20) 0,64clε = ⋅ = , (4.14)

unde: /1 3, 2n = - numărul de raze din diagrama Daniliuc I, ce trec

prin fereastră până la punctul de calcul din încăpere în secţiunea transversală, de la clădirea opusă;

/2 20n = - numărul de raze din diagrama Daniliuc II, ce trec

prin fereastră până la punctul de calcul din încăpere în planul încăperii.

4. Determinăm C.I.N. geometric de calcul în punctul A,

după formula 4.11

0,60,64 0,2925 2,85 0,2667 0,27%1,2

lce = ⋅ ⋅ ⋅ = ≈ (4.15)

Condiţia calcului 0,27% 0,34%l IVc ne e≥ → <

Concluzie: Deoarece valoarea C.I.N. obţinută este mai mică decât cea normată, deci iluminarea naturală în încăpere nu corespunde normativilor tehnici în construcţie şi normelor sanitare.

Pentru evitarea micşorării coeficientului C.I.N. trebuie de mărit distanţa dintre clădiri, ori de micşorat înălţimea clădirii opuse.

În cazul dat se micşorează înălţimea clădirii în faţă, deoarece mărirea distanţei între clădiri duce la depăşirea limitelor hotarului liniei roşii după plan general (fig.4.7).

5. Efectuăm recalcularea coeficientului geometric C.I.N.

după formula 3.3, conform fig.4.7

01( )l

c l clr

e q R rKτε ε= ⋅ + ⋅ ⋅ ⋅ ,

Page 27: Iluminarea Naturala

27

Fig.4.7. Secţiunea 3-3 clădirii examinate.

0,6(0,3 0,75 0,315 0,31)2,85 0,46%1,2

lce = ⋅ + ⋅ ⋅ = . (4.16)

unde: 22oQ = , conform tab.35 0,75q = ; 0,01(1,5 20) 0,30lε = ⋅ = → 1 1,5n = , 2 20n = 0,01(1,7 18,5) 0,315clε = ⋅ = → /

1 1,7n = , /2 18,5n =

0,31R = → 115 6,34 3,96

(7 6,34)1,8Z ⋅

= =+

; 24 6,34 0,79

(7 6,34)2,4Z ⋅

= =+

Condiţia calcului 0,46% 0,34%l IV

c ne e≥ → ≥ Concluzie: Deoarece valoarea C.I.N. obţinută este mai mare

decât cea normată, deci iluminarea naturală în încăpere corespunde normativilor tehnici în construcţie şi normelor sanitare.

Page 28: Iluminarea Naturala

28

BIBLIOGRAFIE

1. Н. М. Гусев. Основы строительной физики. - Москва, Стройиздат: 1975 г.

2. СНиП II-4-79. Естественное и искусственное освещение.– Москва, Стройиздат: 1980 г.

3. Архитектура гражданских и промышленных зданий. Том II. Основы проектирования. - Москва, Стройиздат: 1976 г.

4. ГОССТРОЙ СССР НAУЧНО–ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СТРОИТЕЛЬНОЙ ФИЗИКИ. НИИСФ. Естественное освещение и инсоляция зданий (нормирование, расчеты и проектирование). Стройиздат. Москва, 1968 г.

5. Gr. Vasilescu, M. Mierliţă. Iluminarea naturală şi artificială la clădirile civile şi de producţie. Editura tehnică. Bucureşti, 1984.

Page 29: Iluminarea Naturala

29

ANEXA 1

ANEXA 2

Page 30: Iluminarea Naturala

30

Fizica construcţiilor

Determinarea iluminatului natural în încăperile de locuit (calculele luminotehnice)

Îndrumar metodic

Alcătuitori: V. Ivanov L. Ivanov

______________________________________________________ Bun de tipar 16.01.07 Formatul hârtiei 60×84 Hârtie ofset. Tipar RISO Tirajul 100 ex. Coli de tipar 2,0 Comanda nr. 12

U.T.M., 2004, Chişinău, bd. Ştefan cel Mare, 168 Secţia Redactare şi Editare a U.T.M. 2068, Chişinău, str. Studenţilor, 9/9