Технические основы проектирования (промздания)

Требования к освещенности помещений
Освещение производственных помещений может быть естественное, искусственное и совмещенное. В первом случае помещения освещаются только естественным светом, во втором — только искусственным, в треть­ем — одновременно естественным и искусственным. 
Естественное освещение предусматривают для помещений с посто­янным пребыванием в них людей. Искусственное освещение целесооб­разно применять в герметизированных зданиях, параметры внутренней среды которых определяются в основном технологией производства, а также в зданиях, располагаемых в районах с интенсивными снегопада­ми, когда эксплуатация покрытий с фонарями затруднена. 
При совмещенном освещении одновременно используют естествен­ный и искусственный свет в светлое время суток. Оно допускается в тех помещениях, где это требуется по условиям технологии и в случае применення более рациональных объемно-планировочных решений в срав­нении с вариантами зданий с естественным освещением, а также с уче­том медико-санитарных требований. Совмещенное освещение можно применять и для таких производств, по технологии которых в помещени­ях не требуется присутствовать обслуживающему персоналу более 50% времени в течение рабочего дня. 
Искусственный свет при совмещенном освещении добавляют на тех участках, где естественного освещения недостаточно; при этом светиль­ники проектируют скрытыми от работающих и обладающими спектраль­ным составом, близким к спектру естественного света. Преимуществен­ное применение совмещенное освещение имеет в сблокированных цехах, отличающихся большой площадью. 
Освещенность в производственных зданиях должна быть: не ниже нормативной и с наиболее благоприятным направлением света, падающего на рабочие поверхности; достаточно равномерной и рассеянной, так как частый перевод взгляда из затемненных мест на ярко освещенные утомляет зрение; насыщенной и максимально приближенной к природной световой обстановке (по распределению яркостей, контрасту светотени и т. д.). 
Освещение должно обогащать цветовое решение интерьеров. Кроме того, источники освещенности не должны создавать прямую и отражен­ную блесткость на рабочих поверхностях, резкие тени от оборудования и корпуса работающего. 
Система освещения должна быть экономичной и надежной в экс­плуатации. 
Создание в производственных помещениях оптимального освещения на рабочих местах способствует оздоровлению процесса труда, повыша­ет его производительность, снижает производственный травматизм и способствует улучшению качества продукции. 

Естественное освещение помещений 
Естественное освещение подразделяют на боковое, верхнее и ком­бинированное. В первом случае свет проникает в помещения через све- топроемы в наружных стенах, во втором — через фонари в покрытии, а также через световые проемы в местах перепада высот смежных проле­тов, в третьем — через световые проемы всех видов. 
Проектирование естественного освещения практически сводится к выбору размеров, формы и мест расположения световых проемов с учетом технологии производства, светового климата района застройки и т. п. 
Освещенность, создаваемая естественным светом, переменна, так как она зависит от времени дня, месяца и года, отражательных свойств земного покрова, прозрачности воздуха, положения солнца на небосво­де, степени и характера облачности и др. В силу этого установить значе­ние естественной освещенности в здании в абсолютных единицах (люк­сах) практически невозможно. Поэтому освещенность в помещениях регламентируют относительной величиной - коэффициентом естествен­ной освещенности. 
Коэффициент естественной освещенности (к.е.о.) выражает отно­шение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке задан­ной плоскости внутри помещения светом неба (непосредственно или пос­ле отражений), к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода. Нормированное значение коэффициента естественной освещенности ен в % с учетом характера зрительной работы и светового климата в районе расположения здания на территории СССР следует определять по формуле 
      ен = emC, (1) 
            где е — значение к. е. о в % при рассеянном свете от небосвода, опре­деляемое с учетом характера зрительной работы по прил. 1; 
            m — коэффициент светового климата (без учета прямого солнечного света), определяемый по прил. 2 в зависимости от района рас­положения здания на территории СССР; 
            С — коэффициент солнечности климата (с учетом прямого солнечно­го света), определяемый по прил. 3 в зависимости от района рас­положения здания на территории СССР. 
При боковом освещении нормируется значение к. е. о. в точке, рас­положенной на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от свето­вых проемов; эту точку берут на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности. 
При верхнем и комбинированном естественном освещении нормиру­ется среднее значение к. е. о, в точках, расположенных на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности. Первую и последнюю точки принимают на рас­стоянии 1 м от поверхности наружных стен или от осей средних рядов колонн. 
Характерный разрез помещения – это поперечный разрез по сере­дине помещения, плоскость которого перпендикулярна плоскости остек­ления световых проемов (при боковом освещении) или продольной оси пролетов помещения (при верхнем освещении). В этот разрез должны попадать участки, наиболее загруженные оборудованием, и точки рабо­чей зоны, наиболее удаленные от световых проемов. 
В зданиях, возводимых в I и II поясах светового климата, с целью снижения теплопотерь допускается уменьшать площадь световых про­емов площади, определенной по значению ен. 
В помещениях с верхним освещением для производств I—IV разря­дов работ помимо значения е нормируют неравномерность естественного освещения; она характеризуется отношением наибольшего к. е. о. к наи­меньшему, определенных по кривой распределения к. е. о. в пределах характерного разреза помещения. Этот показатель не должен превышать 2: 1 для работ I и II разрядов и 3:1 для работ III и IV разрядов. 
В производственных помещениях с постоянным пребыванием рабо­тающих, выполняющих работы I—IV разрядов на предприятиях, располагаемых в III и IV строительно-климатических районах, следует пред­усматривать солнцезащитные устройства. Размеры световых проемов определяют в соответствии с нормиро­ванными значениями к.е.о. Отклонение площади световых проемов допускается на ±10% от требуемой по расчету. 
Освещенность помещения естественным светом характеризуется к.е.о. ряда точек характерного разреза помещения, взятых на условной рабочей поверхности. Расстояние между точками при­нимают равным 2—3 м. Первую и последнюю точки располагают на рас­стоянии 1 м от стен или осей соседних рядов колонн. 
Светотехнический расчет производится в соответствие со СНиП II-4-79. Естественное и искусственное освещение. 

Искусственное освещение помещений 
Кроме обеспечения оптимальных условий зрительной работы искус­ственное освещение существенно повышает комфортность труда, а также улучшает архитектурную композицию производственных помещений или наоборот, скрывает их художественные недостатки. Источниками искусственного освещения служат газоразрядные лам­пы (люминесцентные, ртутные высокого давления с исправленной цвет­ностью типов ДРЛ и ДРИ, ксеноновые) и лампы накаливания. 
Газоразрядные лампы по спектральному составу излучения прибли­жаются к естёственному свету и позволяют создавать в интерьере све­товую обстановку близкую условиям дневного освещения. По сравне­нию с лампами накаливания они обладают более высокой отдачей света, имеют более продолжительный срок службы и меньшую яркость. 
Типы светильников, представляющих собой совокупность источника света и осветительной арматуры, выбирают с учетом особенностей тех­нологического процесса, зрительной работы, требуемого уровня освещен­ности необходимой степени правильности цветопередачи, способа уста­новки и экономичности, а также архитектурной композиции интерьера (высоты, конструкции покрытия, цветовой отделки внутренних поверх­ностей и т.п.). 
В зданиях, не имеющих окон и фонарей, применяют главным образом люминесцентные лампы, создающие наиболее комфортные условия освещения. Люминесцентные лампы следует также применять в тех по­мещениях, где выполняют работы, связанные с различением цветовых от­тенков, если необходимо создать особо благоприятные условия для зрения. 
В производственных зданиях применяют две системы искусственно­го освещения: общее и комбинированное. Общее освещение подразделяют на общее равномерное (при равно­мерном распределении светового потока без учета расположения оборудования) и общее локализованное, когда световой поток распределяет­ся с учетом расположения рабочих мест. 
При комбинированном освещении к общему освещению добавляют местное, концентрирующее световой поток на рабочих местах. 
Освещение производственных помещений только искусственным светом позволяет в течение всего года обеспечить требуемые значе­ния к.е.о. без применения относительно дорогих в строительстве и эксплу­атации фонарей верхнего света. 
Систему искусственного освещения выбирают, учитывая разряд зри­тельной работы, особенности расположения технологического оборудова­ния и общую архитектурную композицию интерьера. 
Места расположения светильников определяют с учетом создания нормированной освещенности наиболее экономичным путем, соблюдения качественных требований к освещению рабочих мест, безопасности и удобства монтажа и обслуживания светильников и наименьшей протя­женности групповой сети. 
Светильники можно подвешивать к несущим и ограждающим кон­струкциям покрытия, к технологическому оборудованию, переходным мостикам и обслуживающим площадкам, колоннам и стенам. Для объ­ектов с повышенным санитарно-гигиеническим режимом целесообразно применять герметичные светильники, изготовляемые из прозрачного по­листирола и уплотняемые неопреновыми прокладками. Эти светильники можно мыть струей воды с сильным напором. 
Для того чтобы приблизить условия работы при искусственном осве­щении к условиям естественного освещения в производственных здани­ях применяют светильники, встроенные в подвесной потолок. Встро­енное освещение, являясь наиболее совершенным, может быть в виде отдельных плафонов, располагаемых на некотором расстоянии друг от друга, в виде светящих полос-панелей и светящего потолка. Вид светящей поверхности выбирают с учетом разряда зрительной ра­боты. 
Световые полосы-панели, которые могут занимать 5— 15% площади потолка, образуют установкой на потолке ряда светильников, которые снизу закрывают алюминиевыми решетками или пластмассовыми рассеивателями. 
Светящие потолки имеют вид подвесного остекления, за которым располагают светильники. Остекление таких потолков выполняют из пластмассовых рассеивателей (например, из поливинилхлоридных лис­тов). Включением отдельных групп ламп в светящих потолках можно создавать несколько степеней освещенности. 
Встроенное освещение исключает нагромождение в интерьерах цехов проводов и подвесной арматуры, дает возможность изменять размеще­ние светильников в процессе эксплуатации и обеспечивает в композиции осветительной системы простоту и строгость стиля. осветительных установках бесфонарных зданий светильники можно совмещать с устройствами для вентиляции и кондиционирования воздушнои среды производства. При этом излучаемое при работе светильников тепло отводится вытяжной вентиляцией в межферменное пространство, что улучшает условия эксплуатации светильников и позво­ляет уменьшить мощность кондиционных установок. 
Освещенность рабочих поверхностей искусственным светом норми­руют в зависимости от характеристики и разряда работы в помещени­ях контраста объекта с фоном и принятой системы освещения; принима­ют освещенность не ниже указанных в СНиПе величин. 
В ходе проектирования искусственного освещения производственных помещений помимо выбора системы освещения, типа светильников и мест их расположения ведут расчет осветительных установок и опреде­ляют высоту подвеса светильников. 
Кроме основного (рабочего) освещения в тех производственных зданиях, где внезапное выключение освещения может привести к пожа­ру, взрыву и травматизму, предусматривают аварийное освещение, пи­таемое от независимой сети. 
Методы расчета искусственного освещения изложены в специальных учебниках по светотехнике. 
При совмещенном освещении главную роль играет естественный свет, а на участках, где его недостаточно, предусматривают постоянный искусственный свет, источники которого скрыты от работающих. При этом создаются постоянные зрительные условия работы в течение всего рабочего времени. Искусственное освещение регулируется автома­тически в зависимости от наружного освещения. 
Наличие световых проемов естественного освещения и имитирую­щих их светящих поверхностей искусственного освещения (в случае скрытых источников) создает в производственных зданиях ощущение постоянной связи работающих с внешним пространством. 

Способы воздухообмена в помещениях 
Воздухообмен в производственных помещениях осуществляется: аэ­рацией, через неплотности в ограждениях и поры материала, способом механической вентиляции и с помощью кондиционеров. 
Способ аэрации, т. е. естественной вентиляции, называют организо­ванным и управляемым способом воздухообмена, так как он позволяет регулировать объем воздуха, подаваемого в помещение. Аэрацию при­меняют в зданиях, в которых допускается небольшое колебание темпе­ратуры и влажности воздуха как в течение года, так и суток. 
Количество воздуха, поступающее в цех через неплотности в ограж­дениях и поры материалов, из которых они выполнены (инфильтрация), а также через фрамуги, двери и ворота, незначительно и не поддается уче­ту и регулированию. Поэтому такой способ воздухообмена не принимают в качестве самостоятельного; он лишь дополняет аэрацию. 
Способ механической (принудительной) вентиляции применяют главным образом в помещениях с производствами, не допускающими резких изменений температуры и влажности воздуха. Механические вен­тиляционные установки особенно целесообразны в тех случаях, когда источником вредностей являются отдельные агрегаты. Над агрегатами устанавливают местные отсосы, которые удаляют загрязненный воздух, не давая ему распространяться по всему помещению. 
Кондиционерные установки применяют преимущественно в зданиях, в которых размещают производства со строго заданным температурно-влажностным режимом. 
Описанию устройства и принципов проектирования механической вентиляции и кондиционирования воздуха посвящены специальные кур­сы. Здесь же кратко рассмотрены общие принципы воздухообмена по­средством аэрации. 
Аэрация обеспечивается системой специально запроектированных приточных и вытяжных отверстий. Приточные отверстия располагают, как правило, в нижней части наружных стен. Ими являются открываю­щиеся створки окон, а иногда проемы с жалюзи. Вытяжные отверстия размещают в верхней части помещений (как правило, в покрытии). 
Как известно, естественный воздухообмен в помещении происходит вследствие разности давлений внутри и снаружи здания из-за различия температур наружного и внутреннего воздуха и под воздействием ветра на ограждающие конструкции здания. Через отверстия, около которых внутреннее давление меньше наружного, воздух поступает в здание, а через отверстия, около которых внутреннее давление больше наружного, воздух выходит из помещения. 
Напомним, что на активность естественного воздухообмена влияют тепловой перепад, равный разности температур наружного и внутренне­го воздуха, и высотный перепад, равный разности уровней расположения приточных и вытяжных отверстий, В летних условиях, когда температу­ры наружного и внутреннего воздуха выравниваются, естественный воз­духообмен происходит в результате высотного перепада. Последний мож­но увеличить, открывая для притока наружного воздуха самые низкие проемы, а для выхода внутреннего воздуха — наиболее высоко располо­женные отверстия. В зимних условиях аэрация помещений происходит при значительно меньшем высотном перепаде, так как до­статочно велик тепловой перепад. 
Существенное воздействие на аэрацию оказывает ветер, создавая за зданием и у выступающих углов его профиля завихрения, которые сопро­вождаются появлением в этих местах отсоса (разрежения), т. е. отрица­тельного давления. Наветренная сторона здания испытывает положи­тельное давление. 
Расположение приточных отверстий в местах положительных давле­нии, а вытяжных — в местах отрицательных давлений может значитель­но увеличить воздухообмен (рис. Ш-8, в), тогда как неудачное располо­жение отверстий приводит к полному прекращению его. Следовательно, Для обеспечения нормального воздухообмена в помещении открывание створок приточных и вытяжных проемов необходимо регулировать не только с учетом температуры воздуха, но и в зависимости от направле­ния и скорости ветра. 
Обязательным условием аэрации является также равенство площа­дей приточных и вытяжных отверстий. 
Для лучшей аэрации помещений здания рекомендуется ориентиро­вать так, чтобы продольная ось их фонарей располагалась перпендику­лярно направлению господствующих ветров в летние месяцы. На розе ветров в определенном масштабе по направлению 16 румбов откладыва­ют продолжительность действия ветра в рассматриваемый период года (навстречу ветру). 
В широких много пролетных зданиях с одинаковой высотой пролетов организация естественного воздухообмена сильно затруднена, так как воздух через приточные отверстия распространяется в глубь помещения не более чем на 40-50 м. Поэтому в зданиях шириной более 100 м фона­ри средних пролетов работают неустойчиво: то на вытяжку, то на приток, что не всегда обеспечивает требуемый санитарно-гигие­нический режим помещений. 
Еще более затрудняется аэрация помещений, имеющих сплошные перегородки, доходящие до покрытия, а также в тех случаях, когда к на­ружным стенам здания примыкают различные пристройки, уменьшаю­щие площадь приточных отверстий. 
В целях улучшения условий аэрации широких зданий иногда им при­дают активный аэрационный профиль путем чередования низких и вы­соких пролетов. При этом целесообразно располагать в высоких проле­тах агрегаты с наибольшими выделениями тепла и вредностей. 
В зданиях активного аэрационного профиля фонари высоких проле­тов работают на вытяжку воздуха, а фонари низких пролетов — на его приток. 
Расстояние между фонарями высоких пролетов нужно принимать от 24 до 40 м. В этом случае пространство между фонарями хорошо про­ветривается и исключено попадание в цех загрязненного воздуха через фонари низких пролетов.