Естественное освещение помещений обусловливается прямыми солнечными лучами и рассеянным светом небосвода. Оно зависит от ряда факторов: светового климата местности; ориентации окон в отношении стран света, а также от их расположения, размеров, конструкции; от затенения окон (зданиями, деревьями); от размеров и окраски помещения и др.
Световой климат в каждой местности характеризуется некоторыми средними величинами наружного естественного освещения и зависит от географической широты, высоты стояния солнца, степени облачности и прозрачности атмосферы. Важное значение для освещения и инсоляции помещения имеет ориентация окон по сторонам света. В средних широтах наиболее благоприятная ориентация достигается при расположении длинной оси здания в направлении с северо-востока на юго-запад. При этом один фасад дома будет ориентирован на юго-восток и получит оптимальную инсоляцию и освещение, а другой — на северо-запад, что менее благоприятно, поэтому на северо-запад ориентируют обычно помещения, не требующие высокой освещенности и инсоляции. Нежелательна с гигиенической точки зрения западная ориентация помещений, так как летом они будут перегреваться, а зимой получать недостаточно солнечной радиации.
В северных и южных широтах наиболее целесообразно экваториальное расположение зданий (в направлении с запада на восток) и нежелательна западная ориентация, так как в летний сезон года она будет способствовать сильному перегреванию помещений.
Резко снижает освещенность внутри помещения и затрудняет доступ в него прямых солнечных лучей близкое расположение соседних зданий. Поэтому здания рекомендуется располагать на достаточном расстоянии друг от друга. Расстояние между фасадами зданий не должно быть менее двойной высоты наиболее высокого из них.
Интенсивность освещения в помещении находится в прямой зависимости от числа, формы и размеров окон. С гигиенической точки зрения более выгодны окна прямоугольной формы, а не с закругленным верхним краем. Чем меньше расстояние верхнего края окна до потолка, тем лучше будет освещено помещение. Чтобы освещение было равномерным, ширина простенков, между окнами не должна превышать полуторную ширину окна. Важное значение имеет содержание оконных стекол в чистоте, так как загрязненные стекла поглощают до 50% света. Большое влияние на уровень освещенности в помещении оказывает окраска стен, потолка, мебели, а также противостоящих зданий. Рекомендуется красить их в светлые тона, это увеличивает освещенность на 20—25% за счет отраженного света.
Для оценки уровня естественного освещения в помещении пользуются следующими показателями: световой коэффициент, угол падения, угол отверстия, коэффициент естественной освещенности (КЕО).
Под световым коэффициентом понимают отношение площади остекленной поверхности окон к площади пола. Для определения светового коэффициента измеряют остекленную поверхность всех окон в помещении (не учитывая рамы и переплеты), вычисляют площадь всей остекленной поверхности и делят ее на площадь пола.
Например. Площадь световой поверхности окон в ассистентской аптеки равна 4 м2, площадь пола 20 м2. Световой коэффициент = 4/20=1/5 = 1:5, т. е. площадь остекленной поверхности окон в 5 раз меньше площади пола. Следовательно, чем больше знаменатель этой дроби, тем хуже условия естественного освещения в помещении. Для жилых помещений световой коэффициент должен быть не ниже 1/8.
Углом падения называют угол, образованный двумя линиями, одна из которых идет от рабочего места к верхнему краю окна, другая горизонтально от рабочего места к оконной раме (рис. 29). Следовательно, он характеризует угол, под которым падают из окна световые лучи на данную горизонтальную поверхность в помещении. Величина угла падения на рабочем месте должна быть не менее 27°. По мере удаления от окна угол падения уменьшается и, следовательно, освещенность снижается. Чем выше окно, тем угол падения больше.
Рис. 29. Углы освещения.
CAB — угол падения; CAE — угол отверстия.
При затенении окон противостоящим зданием освещенность в помещении может оказаться неудовлетворительной, несмотря на то, что и угол падения, и световой коэффициент будут достаточными. Тогда пользуются еще углом отверстия, т. е. углом, составленным двумя линиями, одна из которых соединяет рабочее место с верхним краем окна, другая — с наивысшей точкой затеняющего здания. Угол отверстия должен составлять не менее 5°.
Все эти показатели относят к геометрическим показателям естественного освещения. На их основании возможна лишь приближенная оценка условий естественного освещения, так как не учитываются соотношения размеров помещения, форма и расположение окон, степень прозрачности стекол, окраска стен и другие факторы.
В настоящее время для более объективной оценки естественного освещения помещений принят светотехнический метод — определение коэффициента естественной освещенности (КЕО). Он представляет собой выраженное в процентах отношение горизонтальной освещенности внутри помещения (Е) к одновременно измеренной освещенности горизонтальной поверхности под открытым небом (Ен) при освещении ее рассеянным светом небосвода.
КЕО = Е/Ен ·100.
В жилых комнатах, общежитиях, гостиницах, спальных комнатах интернатов КЕО на полу в самых удаленных точках от окон должен составлять 0,5%; в больничных палатах — 1.%; в гардеробных, туалетных, душевых, умывальных— 0,25%. В аудиториях и лабораториях учебных заведений, в читальных залах—1,5% (на уровне 0,8 м от пола).