Естественное освещение (13 фото): что собой представляет и какие виды имеет такой свет

Основная задача при планировке помещений – обеспечение оптимальной величины освещения естественным источником света (солнцем). Для здоровья и продуктивной деятельности человека свет играет важную роль. Причем предпочтительнее в таком случае рассчитывать на естественное освещение как на более полезное для организма.

Что собой представляет освещение, какой свет называют естественным

Освещение считается естественным при условии, что в качестве источника света выступает прямой или рассеянный луч солнца, попадающий в помещение через отверстия в конструкции здания или через окна.

Одно и то же здание может быть освещено по-разному в зависимости от времени суток. Задача грамотно рассчитать количество света в здании сводится к максимально возможному времени использования естественного освещения.

Недостаток освещенности компенсируется добавлением искусственной подсветки в необходимых для этого зонах.

Естественное освещение наиболее благоприятно для глаз человека

Преимущества естественного освещения

Свет играет ключевую роль в здоровье населения, улучшает настроение, состояние всего организма, от чего увеличивается продуктивность человека.

К основным преимуществам использования естественных источников света относятся:

1. Повышение производительности. Происходит за счет увеличения уровня концентрации, снижения напряженности глаз при работе в слабо освещенных помещениях.
2. Улучшение настроения. Солнечный свет при попадании в организм человека увеличивает выработку гормона счастья – серотонина, благодаря чему снижается уровень стресса, улучшается настроение и общее состояние человека.
3. Профилактика нервных расстройств. Естественный свет защищает организм от САР (сезонного аффективного расстройства), улучшается качество сна, человек реже страдает бессонницей.
4. Сокращение затрат на оплату электроэнергии. Чем лучше освещается помещение, тем меньше энергии требуется затратить. Отсюда экономия денежных средств, так как лучи солнца бесплатны.
5. Сохранение экологии путем сокращения выбросов CO₂.
6. Комфорт восприятия. При естественном освещении объекты выглядят более четкими.
7. Профилактика болезней зрения. Натуральное освещение является профилактикой болезней глаз: синдрома сухого глаза, близорукости, снижения зрения.
8. Правильные биоритмы. Изменения уровня освещенности помещения в зависимости от времени суток способствует правильной настройке биологических часов организма.
9. Визуальное расширение пространства. Естественный свет создает атмосферу «воздушного» пространства, визуально увеличивая его.
10. Чистый воздух. При воздействии солнечного света происходит очистка воздуха от вирусов и бактерий.

Продолжительное естественное освещение можно обеспечить за счет углубления помещения внутрь постройки

Факторы, влияющие на освещение

Освещенность помещения зависит от:

• Времени суток. Световой пик достигается около полудня, в остальное время интенсивность меняется, снижаясь к вечеру до минимальных значений.
• Времени года. Количество естественного света зависит от времени года. Солнце летом выше над горизонтом, соответственно на Землю попадает больше солнечной энергии. Зимой интенсивность существенно снижается.
• Облачности. Максимальное количество света поступает в ясные дни. Облака могут рассеивать солнечные лучи либо блокировать, что снижает количество поступаемой на Землю энергии.
• Загрязненности и загазованности воздуха. Актуально для мегаполисов с высоким загрязнением воздуха, так как такой воздух снижает интенсивность поступления солнечного света.
• Расположения окон в помещении. Максимальное количество света поступает через окна с южной стороны, минимальное – с северной.

Рассеянное освещение изменяется в зависимости от географической широты

Какие виды освещения относятся к естественному

Естественный наружный свет проникает внутрь помещения сверху либо сбоку. От этого различают три типа освещения.

Верхнее освещение

Световой поток попадает в здание через технологические окна и световые фонари на крыше, либо проникает в местах перепада высот.

Боковое освещение

Световой поток проходит через окна, которые находятся на боковой стене помещения. Это наиболее привычный для многих жителей многоквартирных домов вид.

Комбинированное

Вид остекления, сочетающий в себе оба предыдущих варианта. Чаще всего используется в частных домах, гостиницах, либо на производственных площадках.

Естественное освещение нормируется коэффициентом КЕО — отношением света внутри помещения к наружной горизонтальной освещенности открытого небосвода

Классическим вариантом считается применение какого-то одного из видов освещения здания. Исключение составляют индивидуальные дизайнерские решения либо технологическая необходимость.

Регламентирующие документы

В большинстве современных зданий так или иначе используется освещение естественное, поэтому существует список нормативных актов, регламентирующих эту сферу:

1. СП 52.13330.2016 – свод правил «Естественное и искусственное освещение». Документ устанавливает основные понятия и требования, в том числе предъявляемые к естественному освещению. Выпущен взамен СНИП 23-05-95.
2. Своды правил по проектированию и строительству, в которых прописан регламент по естественному освещению: СП 367.1325800.2017, СП 419.1325800.2018. В данных документах устанавливаются нормы, а также методики расчета для зданий с верхним и боковым принципами освещения.
3. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 содержит требования гигиенического характера, регламентирующие естественное освещение.
4. ГОСТ 24940-2016 «Здания и сооружения. Методы измерения освещенности». В данном документе прописаны методики освещенности (цилиндрической, средней и минимальной), а также формула для расчета КЕО (коэффициента естественной освещенности).

Оценка освещения проводится на основе естественного и искусственного света по отдельности

Использование естественного света

Одна из первостепенных архитектурных задач при проектировании здания – обеспечение требуемого уровня освещенности. Человек далеко не всегда может повлиять на интенсивность освещения, но в любом случае важно знать, как правильно использовать естественный свет.

Коэффициент естественной освещенности (КЕО)

Основная отличительная черта естественного освещения – его интенсивность меняется в зависимости от ситуации. Поэтому для определения норм естественного света используют специальный коэффициент естественной освещенности (КЕО).

Формула для расчета КЕО:

e = E_в/E_н х 100 %, где:

• е – коэффициент естественного освещения, %;
• Е_в – естественная освещенность в данной точке внутри здания;
• Е_н – наружная горизонтальная освещенность, создаваемая светом открытого неба.

Данный коэффициент демонстрирует, сколько процентов света снаружи помещения проникает внутрь. В регламентирующих документах прописаны минимальные показатели КЕО в зависимости от назначения помещения и типа освещения.

Ответственная деятельность требует хорошего света, в этом случае норматив КЕО – 6 %. Данное значение актуально при условии, что используется комбинированное или верхнее освещение. Для жилых квартир при использовании боковых окон нормативный КЕО составляет 0,1-0,5%

Нормативные значения КЕО показывают, что значение освещенности на улице в 100 раз больше, чем внутри помещения. Однако человеческий глаз воспринимает эту разницу как небольшую.

Зрачок глаза при недостатке света расширяется, сетчатка при этом освещается сильнее, тем самым компенсируется ослабление светового потока. Все это будет создавать приспособительный механизм глаза. Человек не ощущает дискомфорта даже при значительной разнице интенсивности света.

Интенсивность потока света зависит от географического положения конкретного региона. Территория РФ поделена на пять световых зон. Для каждой такой зоны определена своя величина КЕО.

Чем ближе к северу, тем КЕО больше, так как степень наружной освещенности в этих регионах ниже. Соответственно, для достижения нормальной освещенности в помещении света, проходящего через окна, должно быть в разы больше.

Важно правильно выбрать точку для расчета КЕО – этот порядок также описан в своде правил. Жилые помещения с боковым двусторонним освещением – точка в центре помещения. В случае одностороннего бокового освещения точка располагается на расстоянии 1 метра от стены, которая противоположна окну.

Если комнат в квартире не более трех, то расчет делается для одной комнаты. Если комнат больше трех – КЕО считается для двух из них, затем выводится среднее значение.

Оценивают и рассчитывают естественное освещение, суммируя два анализа: расчетный и светотехнический метод наблюдения

Фонари верхнего освещения

При проектировке помещения всегда уделяют внимание будущей системе освещения. В зависимости от назначения, архитектуры объекта, географической расположенности, материалов подбирают и тип будущего использования света.

Здания промышленного назначения обычно дополняются верхним освещением. Для этого применяют зенитные и светоаэрационные фонари. Светоаэрационные фонари – надстройка на крыше здания, предназначенная для попадания естественного света в помещение, а также для воздухообмена.

Подобные фонари в большинстве случаев делают прямоугольными – это дешевле и удобнее при монтаже. Однако максимальное значение КЕО достигается при использовании треугольных фонарей. Фонари трапецеидальной формы будут относиться как к прямоугольным, так и к треугольным, создавая идеальный компромисс.

Светоаэрационные фонари, как система естественного освещения, оправданы и удобны в применении, однако такие фонари создают большие потери тепла в помещении. Поэтому их использование оправдано в теплых южных регионах, либо в зданиях с высоким тепловыделением.

Использование зенитных фонарей сопровождается меньшими потерями тепла, их применение разумнее, так как можно использовать как в промышленных постройках, так и в жилых домах.

Светоаэрационные фонари отличаются от зенитных светопропускающими панелями из поликарбоната, которые устанавливаются по бокам и вертикально

Окна бокового освещения

Системы бокового освещения хорошо зарекомендовали себя при использовании в жилых помещениях. Такой способ прост в проектировании, строительстве и использовании.

Самое главное, от чего зависит количество поступаемого в окна света – расположение относительно сторон света. В России солнце светит с южной стороны. Поэтому для регионов севера разумнее размещать окна на южной стене здания, чтобы максимально эффективно использовать солнечный свет. Для регионов юга, наоборот, разумнее размещать окна на север и запад, чтобы справиться со слепящим действием солнечных лучей.

Светопропускающие материалы

Традиционно в качестве светопропускающего материала используется стекло оконное. Производится стекло методом проката или растяжки, в определенных случаях подвергается тонированию либо покрывается особым составом.

Ламинирование – современный способ производства многослойной конструкции из нескольких слоев стекла и особой поливиниловой пленки. Разновидность ламинирования может называться «триплекс» – это два стекла и пленка между ними. Преимущество такого ламинирования – безопасность при повреждении окна, а также высокая степень прозрачности.

Ламинированное стекло обеспечивает такую же степень пропускания света, как и обычное.

Также часто используется стеклопакет – технология, в которой несколько стекол герметично скреплены друг с другом. Делается это так, чтобы оставалось небольшое пространство, которое заполняется воздухом либо специальным газом. Такая технология обеспечивает усиленную звуко- и теплоизоляцию.

Зачастую устанавливают органические стекла (плексиглас и поликарбонат). Материалы очень легки в монтаже, что позволяет делать сложные и оригинальные конструкции остекления.

Однако есть недостаток – органические стекла являются горючим материалом. Их применение считается спорным, хотя некоторые исследователи считают, что разрушение фонарей из такого стекла содействует понижению температуры помещения, от чего замедляется распространение огня.

Оргстекло — это полимер, который из-за высокой степени прозрачности называют органическим стеклом

Расчет естественного освещения, примеры

Такой расчет применяется для вычисления размеров окон, а также их грамотного расположения. Необходим для обеспечения достаточного освещения, без переизбытка либо недостатка света.

Методика вычисления следующая:

1. Представлять тип помещения и его применение: жилое, коммерческое, либо промышленное.
2. Выполнить замеры помещения (длину, ширину и высоту в метрах).
3. Оценить ориентацию по сторонам света.
4. Выбрать КЕО помещения (жилое – 0,2-0,4 %, коммерческое – 1,5-2,5 %, промышленное – 3-5 %).
5. Рассчитать площадь окна.

Размер окна пропорционален размеру помещения

При боковом освещении расчет общей площади световых проемов определяется по следующей формуле:

• S_o – площадь окон;
• S_n – площадь пола комнаты;
• e_N – коэффициент естественной освещенности для выбранного региона;
• k_з – коэффициент запаса;
• К_зд – коэффициент затенения из-за расположенных рядом построек;
• n_о – световая характеристика оконного проема;
• r₁ – коэффициент повышения естественного освещения благодаря отраженному свету;
• τ_o – коэффициент светопропускания.

Как видно из формулы, при определении общей площади оконных проемов в помещении учитывают не только площадь и высоту помещения, но и регион, в котором расположено здание, назначение помещения, наличие деревьев и построек, которые могут преграждать световой поток.

Если совсем упростить, то можно ориентироваться на следующее правило: для минимального освещения общая площадь оконных проемов должна составлять 1/8 часть от площади пола помещения. Например, в комнате 20 м² оптимальная площадь остекления составляет не меньше 2,5 м².

Максимальное отношение площади окна к площади помещения – не более 1:5,5. В данном случае это будет 3,64 м².

Естественный свет полезен для организма, продуктивности, здоровья и общего самочувствия человека. Поэтому правильный расчет и расположение остекления – важный момент в планировке зданий. Промышленные здания обычно оснащают верхним типом освещения, в жилых зданиях применяют боковой тип.

Для того чтобы обеспечить работников естественным освещением, на промышленных объектах устанавливают большие окна или светопроницаемые крыши

Нормативный коэффициент КЕО необходим для правильного расчета количества и расположения окон в здании.

А Вы чувствуете взаимосвязь между солнечным светом и своим самочувствием? Поделитесь наблюдениями.