Дипломный проект - Здание суда в г. Дружковка Донецкой области - файл n31.doc

Дипломный проект - Здание суда в г. Дружковка Донецкой области
скачать (4938.8 kb.)
Доступные файлы (31):
n1.rtf311kb.13.06.2002 10:46скачать
Madjd 1.bak
Madjd 1.dwg
n4.bak
n5.dwg
n6.bak
n7.dwg
Madjd 2.bak
Madjd 2.dwg
Madjd 3.bak
Madjd 3.dwg
Madjd 4.bak
Madjd 4.dwg
Madjd 5. Fon.bak
Madjd 5. Fon.dwg
n16.bak
n17.dwg
n18.dwg
n19.bak
n20.dwg
n21.bak
n22.dwg
n23.dwg
n24.bak
n25.dwg
n26.bak
n27.dwg
n28.xls200kb.13.06.2002 11:24скачать
n29.xls118kb.14.06.2002 00:45скачать
n30.doc693kb.12.06.2002 13:58скачать
n31.doc64kb.05.02.2011 19:21скачать

n31.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНБАССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ

КАФЕДРА АРХИТЕКТУРЫ
Геометрическая интерпретация

геометрического коэффициента

естественной освещенности помещений





АННОТАЦИЯ




В работе дан краткий анализ существующих методов определения геометрического коэффициента естественной освещенности. Предлагается метод определения геометрического КЕО на основе геометрической интерпретации его.

СОДЕРЖАНИЕ



Стр.

  1. Введение …………………………………………………………

  2. Существующие методы определения геометрического КЕО …

  3. Краткий анализ приведенных методов определения

геометрического КЕО ……………………………………………

  1. Предлагаемый метод расчета геометрического КЕО ………….

  2. Выводы. ……………………………………………………………

Геометрическая интерпретация геометрического коэффициента естественной освещенности.
1. Введение.

Современная практика проектирования систем естественного освещения зданий требует постоянного совершенствования существующих методов расчета естественного освещения. Эти требования сводятся к тому, чтобы методы расчета отличались бы: 1) простотой процесса вычислений; 2) достаточной точностью; 3) учетом главных факторов, влияющих на освещение; 4) универсальностью, т.е. возможностью применения при различных схемах расположения светопроемов. Существующие многочисленные методы расчета естественной освещенности в различной степени отвечают указанным требованиям. Поэтому постоянное совершенствование методов расчета естественного освещения является характерной чертой современного развития теории строительной светотехники. Это практически необходимо и теоретически важно, т.е. актуально и требует дальнейшего развития и совершенствования.

Известно, что уровень естественной освещенности в помещениях характеризуется коэффициентом естественной освещенности, представляющим собой отношение освещенности точки внутри помещения к одновременному значению освещенности точки, находящейся над открытым небосводом. Величина КЕО зависит от: геометрического коэффициента естественной освещенности , коэффициента, учитывающего неравномерную яркость небосвода q, коэффициента, учитывающего затеняющего влияния противостоящего здания R. Коэффициента, учитывающего повышение освещенности внутри помещения за счет отражения света от внутренних поверхностей помещения (стен, пола, потолка, оборудования) r, r1 или r2, коэффициента учитывающего светопотери в светопрозрачном ограждении о. При определении КЕО наибольшую сложность представляет определение геометрического коэффициента естественной освещенности, который равен КЕО без учета влияние всех остальных факторов, т.е. q, R, r1 и r2, о. Поэтому многие современные методы направленные на совершенствование расчетов естественной освещенности сводятся к совершенствованию метода определения геометрического КЕО.
2. Существующие методы определения геометрического КЕО.
а) Метод Винера.

Как указывает А.М. Данилюк [1] этот метод относится к числу первых методов определения геометрического КЕО от проема в форме многогранника, произвольно наклоненного к освещаемой площадке. Величина геометрического КЕО определяется по формуле :

k=m

 = 1/2   k  cos k

k=1

где m – число сторон многоугольника;

 - углы, под которыми видны из освещаемой точки М стороны

многоугольника, в радианах;

 - углы между освещенной плоскостью и плоскостями,

приведенными через точку М и грани многоугольника.
Эта формула справедлива при соблюдении следующих допущений:

  1. небосвод принимается за полусферу равномерной яркости,

  2. прямой солнечный свет во внимание не принимается,

  3. данная точки внутри помещения освещается только светом, идущим непосредственно от небосвода,

  4. рассеянный свет от противоположных зданий и земли во внимание не принимается,

  5. рассеянный свет от внутренних поверхностей во внимание не принимается.

В частном случае, когда рассматривается освещенность точки от прямоугольного светопроема, величина геометрического КЕО определяется по формуле:

 = 1/2  (1  cos 1 + 2  cos 2 )
При проеме бесконечной длины формула приобретает вид:

 = 1/2 (cos 1 + cos 2 )
Метод Винера отличается общностью формулы, но определение углов представляет ряд трудностей. В связи с этим метод Винера представляет лишь определенный теоретический интерес и редко используется в расчетной практике.
б) Метод Хигби.

Если в формулах Винера угловые параметры заменить линейными, то получим так называемые формулы Хигби. Так, например, в частном случае, когда рассматривается точка М, располагается против одной из вертикальных граней окна на уровне подоконника, формула Хигби принимает вид:

 = 1/2  (arctg (y/x) – (x/ 2 + x2 )  arctg (y/ 2 + x2 ) )
Этот метод хотя исключает угловые параметры, остается также громоздким в расчетной практике.

в) Метод инж. К.Е. Бабурина.

Этот метод относится к числу графических. Для определения величины геометрического КЕО автором разработаны графики, выражающие зависимость величины геометрического КЕО от глубины положения точки М относительно проема. Графики включают семейство кривых, каждая из которых соответствует определенному положению проема относительно рабочей плоскости и высота проема. Данный метод применим для проемов бесконечной длины и не учитывает эранируещего влияния толщины стены. Метод Бабурина несколько усовершенствован А.М. Данилюком. Он дал дополнительный график, с помощью которого возможно определить поправку ІІ, учитывающую длину проема. В этом случае величина геометрического КЕО будет равна:

 = 1  ІІ
где 1- величина геометрического КЕО соответствующая ленточному

проему;

ІІ – коэффициент, учитывающий конечную длину проема.

Величина 1 и ІІ определяется по соответствующим графиком. Трудность в определении геометрических параметров проема и положения точки М не дал возможность методу получить распространение.
г) Метод инж. А.М. Данилюка

Рассматривая задачу об освещенности точки равномерно светящимся прямоугольником, А.М. Данилюк дал аналогичное выражение геометрического КЕО в виде:

2 2 2 2

 = 1/ ? ? cos   cos2   d  d = sin/2 (( + sin  cos)/) ? ?

1 1 1 1

Это выражение геометрического КЕО Данилюк представляет в виде двух не зависящих друг от друга множителей.
1 = 1/2 (sin2 - sin1)

2

11 = ( + sin  cos )/ ) ?

1

Тогда формула геометрического КЕО принимает вид:

 = 1  ІІ

Для удобства А.М. Данилюком предложены два графика, определяющие 1 и ІІ - график I-й и II-й.

При построении графиков I и II А.М. Данилюк исходил из того, что весь небосвод разделена 10 000 элементарных площадок, каждая из которых создает в центре полусферы одинаковую освещенность. Деление полусферы осуществлено наклонными и вертикальными плоскостями, проходящими через центр полусферы. График І представляет собой вертикальную проекцию наклонных плоскостей, членящих полусферу на 100 частей. График ІІ представляет собой горизонтальную проекцию вертикальных плоскостей. Определение геометрического КЕО сводится к выполнению следующих операций:

1) нахождение коэффициента 1 по графику І, для чего график І накладывают на разрез помещения и определяются: а) количество проходящих через проем к рассматриваемой точке М, б) – расстояние от точки М до геометрического центра проема ос, г) нахождение коэффициента ІІ , для чего график ІІ накладывается на план так, чтобы центр графика О отстоял от средней линии проема на расстояние, равное от точки М до геометрического центра проема Ос№ 3) определение геометрического КЕО путем перемножения коэффициентов 1 и ІІ т.е.

 = 1  ІІ
Этот метод является удобным, простым и весьма универсальным при определении геометрического КЕО плоских поемов прямоугольной формы. Он положен в основу метода определения КЕО по СНиП ІІ-4-79.

Кроме указанных методов существуют методы Хорошилова, Кожича, Дорнона, Дреслера.
3. Краткий анализ приведенных методов определения геометрического КЕО.
Рассматривая приведенные методы определения геометрического КЕО следует отметить следующее:

  1. Общий ход развития методов расчета отличается появлением большого количества методов в период с 40-х годов ХХ столетия по настоящее время. Это свидетельствует о росте интереса к данной проблеме в связи с практической необходимостью в методах расчета естественной освещенности при проектировании зданий.

  2. Развитие методов расчета КЕО идет по пути: а) наиболее полного учета всех факторов, влияющих на естественное освещение в помещении; б) повышение точности расчета; в) снижение трудоемкости процесса расчета; г) дальнейшего детального изучения отдельных факторов, влияющих на освещение; д) разработки наиболее универсальных методов, охватывающих максимально возможные случаи освещения помещения естественным светом; е) разработки отдельных методов, применимых только к конкретным условиям освещения.

  3. Существующие методы расчета обычно приспособлены к расчету освещенности от прямоугольных проемов. Расчет освещенности от проемов непрямоугольной формы, и тем более криволинейной оказывается практически невозможным.


4. Предлагаемый метод расчета геометрического коэффициента естественной освещенности.
Предлагаемый метод определения геометрического КЕО основан на анализе фигуры проекции телесного угла на горизонтальной плоскости, при этом светопроемы принимаются прямоугольной формы.

Определение величины геометрического КЕО путем анализа фигуры проекции телесного угла, описанного из данной точки по контуру светопроема, имеет то преимущество что при этом представляется возможным рассмотреть и учесть отдельные элементы и свойства фигуры проекции, влияющие на величину геометрического КЕО. Предлагаемый метод обеспечивает решение поставленной задаче с достаточной степенью точности.

Рассмотрим освещенность точки М при следующих допущениях: 1) небосвод представляет собой полусферу с равномерной яркостью по всей поверхности; 2) форма проема прямоугольная и образована горизонтальными и вертикальными линиями; 3) влияние отраженного света не учитывается; 4) потерь света при прохождении света через проем не имеется.

При указанных условиях освещенности в точке М создается участком небосвода a b c d, видимым из точки М через проем АВСД (рис. 1). Геометрический КЕО на горизонтальной плоскости в точке М будет равен площади a` b` c` d`, a b c d которая представляет собой проекцию участка небосвода аbad на горизонтальную плоскость.

Величина площади проекции a` b` c` d` может быть определена из следующих соображений (рис. 2). Стороны a` b` и c` d` представляют собой участки эллипсов, которые явились проекциями дуг. Эти дуги принадлежат окружностям, которые образовались как линии пересечения полусферы небосвода с наклонными плоскостями, проходящими через стороны проема АВ и СД и точки М. Стороны a’ d’ и b’ c’представляют собой отрезки прямых, которые принадлежат линии пересечения горизонтальной плоскости с вертикальными плоскостями через стороны проема АД и ВС и точку М. Следовательно, площадь a` b` c` d` может быть рассмотрена как разность эллиптических секторов c` М d` и a` М b`.

Площадь эллиптического сектора может быть определена следующим образом. Площадь кругового сектора c’’ М d’’ (рис. 3) равна:

Fk = (R2(1 - 2))/360
Площадь эллиптического сектора a` М b` может быть рассмотрена как площадь проекции кругового сектора a`` М b``, наклонного к горизонту под углом  т.е. (иначе говоря площадь эллипса (рис. 3) есть проекция площади круга, наклонного к горизонту под углом .

Fэ = ((R2(1 - 2))/360)  cos 

Выражение cos  может быть определено так:


cos  = r/R
Тогда площадь эллиптического сектора a` М b` равна:

Fэ = (R  r (1 - 2))/360

Выражение 1 - 2 представляет собой величину дуги кругового сектора, выраженную в градусах. Эту разность углов 1 - 2 , следовательно, можно выразить так:

1 - 2 = 

Тогда

Fэ = (/360)  R  r

Приняв величину радиуса полусферы R = 1 получим следующее, выражение площади эллиптического сектора a` М b`

Fэ = (/360)  r
Где r – представляет собой малую полуось рассматриваемого эллипса.

Возвращаясь к предыдущему рисунку (рис. 2) площадь эллиптического сектора c` M d` может быть выражена следующим образом:

1 = (1/360)  r1

Площадь эллиптического сектора a` М b` равна:

2 = (2/360)  r2
Тогда площадь проекции a` b` c` d` равна:

F = Fэ1 - Fэ2 = (1/360)  r1 - (2/360)  r2 = /360 (r1 - 2r2).

F = /360 (1 r1 - 2  r2)
Из этого следует, что площадь проекции участка небосвода abcd на горизонтальную плоскость или же площадь проекции телесного угла, описанного из точки М по периметру проема. Может быть определена через малые радиусы r1 и r2 эллипсов, ограничивающих площадь проекции a` b` c` d`, и угловые величины 1 и 2 .
5. Выводы.

При этом методt определяется не только величина площади проекции телесного угла, но можно иметь полное представление о форме этой проекции и ее положении и на горизонтальной плоскости. А это дает возможность, во-первых, получить представление и распределение яркости по площади проекции телесного угла при неравномерной яркости светящихся поверхностей, во-вторых, находя подобным образом площади проекции телесных углов, описанных из данной точки по различным поверхностям дающих отраженный свет, можно более точно учитывать влияние отраженного света.

Переходя к определению геометрического коэффициента естественной освещенности в точки М, вспомним, что геометрический смысл геометрического КЕО представляет собой отношение площади проекции телесного угла a`, b`, c`, d` к полной площади круга радиуса R = 1 (рис. 2), т.е.
 = F/F = /360 (1 r1 - 2 r2 ) = 1/360 (1 r1 - 2 r2 ).

Обозначив r1 и r2 , как малые полуоси эллипсов через b1 и b2 получим:
 = 1/360 (b1 1 – b22 ).

Литература





  1. Данилюк А.М. Расчет естественного освещения помещений, Стройиздат, М., 1941.

  2. Гусев Н.М. Естественное освещение зданий. Госстройиздат, М. 1960.

  3. Гусев Н.М., Климов П.П. Строительная физика, Госстройиздат, М., 1965.

  4. Строительные нормы и правила. «Естественное и искусственное освещение» СНиП II-4-79. Госстройиздат. М., 1980.

  5. Бабурин К.Е., Гусев Н.М. Нормализация расчета и проектирование естественного освещения промышленных зданий ОНТИМ. М., 1938.




Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации