Содержание
Аннотация
Известно, что применение естественного освещения в закрытых помещениях значительно снижает общее энергопотребление зданий и выбросы углекислого газа в атмосферу, повышает производительность труда, улучшает настроение и когнитивное восприятие человека. В статье рассчитываются периодические колебания среднего уровня естественного освещения за каждый месяц (выраженные в терминах суммарной и рассеянной горизонтальной освещённости) для города с тропическим влажным и сухим климатом (г. Калькутта, Индия) с помощью двух эмпирических моделей оценки освещённости, созданной прямым солнечным светом, а также оцениваются показатели естественного освещения с помощью модели Дю-Шарплесса. Авторами разработана программа, позволяющая вычислять и генерировать данные о естественном освещении на основе ежемесячных данных о солнечном излучении, для прогнозирования показателей естественного освещения с поправкой на загрязнение для трёх значений светопропускания остекления и пяти уровней осаждения элементарного углерода на материале остекления использовалась модель Дю-Шарплесса. Наибольшая среднемесячная суммарная горизонтальная освещённость зафиксирована в апреле (64,05 клк для модели Лителфея и 66,82 клк для модели Мунии-Кингхорна), а наибольшая среднемесячная рассеянная горизонтальная освещённость – в июле (33,23 клк для модели Лителфея и 30,63 клк для модели Мунии-Кингхорна). Кроме того, рассчитанные среднегодовые уровни суммарной и рассеянной горизонтальной освещённости хорошо согласуются с результатами предыдущего исследования, в котором использовалась модель Пэрис. Среднегодовой уровень горизонтальной освещённости рабочей плоскости оставался >1,5 клк при соотношении площади окна к стене >30 %. Практическая значимость настоящего исследования заключается том, что принятый подход и графики временных изменений расчётных данных уровня естественного освещения позволят инженерам по эксплуатации зданий, архитекторам и инженерам-светотехникам принимать обоснованные решения на различных этапах проектирования зданий.
Список использованной литературы
1. Ferenčikova, M., Darula, S. Availability of daylighting in school operating time // Light & Engineering, 2017, # 25, pp. 71–78.
2. Knoop, M., Stefani, O., Bueno, B., Matusiak, B., Hobday, R., Wirz-Justice,
A., Martiny, K., Kantermann, T., Aarts, M., Zemmouri, N., Appelt, S., Norton, B. Daylight: What makes the difference? // Lighting Research & Technology, 2020, # 52, pp. 423–442.
3. Kandilli, C., Ulgen, K. Solar Illumination and Estimating Daylight Availability of Global Solar Irradiance // Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 2008, # 30, pp. 1127–1140.
4. Beute, F., de Kort, Y.A.W. Salutogenic Effects of the Environment: Review of Health Protective Effects of Nature and Daylight // Appl Psychol Health Well Being, 2017, # 6, pp. 67–95.
5. Macdonald, H.M. Contributions of Sunlight and Diet to Vitamin D Status // Calcif Tissue Int., 2013, # 92, pp. 163–176.
6. Begemann, S.H.A., van den Beld, G.J., Tenner, A.D. Daylight, artificial light and people in an office environment, overview of visual and biological responses // Int J Ind Ergon, 1997, # 20, pp. 231–239.
7. Mayhoub, M.S., Carter, D.J. The costs and benefits of using daylight guidance to light office buildings // Build Environ, 2011, # 46, pp. 698–710.
8. Ayaz, M., Yucel, U., Erhan, K., Ozdemir, E. A Novel Cost-efficient Daylight-based Lighting System for Public Buildings: Design and Implementation // Light & Engineering, 2020, pp. 60–70.
9. Kose, B., Kazanasmaz, T. Applicability of a Prismatic Panel to Optimize Window Size and Depth of a South-facing Room for a Better Daylight Performance // Light & Engineering, 2020, pp. 63–67.
10. Yavuz, C., Yanikoğlu, E., Güler, Ö. Determination of real energy saving potential of daylight responsive systems: a case study from Turkey // Light & Engineering, 2010, # 18, pp. 99–105.
11. Tsangrassoulis, A., Kontadakis, A., Doulos, L. Assessing Lighting Energy Saving Potential from Daylight Harvesting in Office Buildings Based on Code Compliance & Simulation Techniques: A Comparison // Procedia Environ Sci, 2017, # 38, pp. 420–427.
12. Sonawane, M.B., Mhaske, S.Y. Predicting daylight illuminance in urban city using statistical regression techniques // Journal of Engineering Science and Technology, 2018, # 13, pp. 2181–2194.
13. Sadick, A.-M., Issa, M.H. Occupants’ indoor environmental quality satisfaction factors as measures of school teachers’ well-being // Build Environ, 2017, # 119, pp. 99–109.
14. Sadick, A.-M., Kpamma, Z.E., Agyefi-Mensah, S. Impact of indoor environmental quality on job satisfaction and self-reported productivity of university employees in a tropical African climate // Build Environ, 2020, # 181, 107102 p.
15. Leonidov, A.V. Analytic Representation of Relation between Solar Altitude Angle and Local Time for Calculating Daylight Irradiance and Illuminance of the Earth Surface // Light & Engineering, 2020, pp. 34–38.
16. Bhattacharya, S., Majumder, S., Roy, S., Sardar, I.H. Estimation of daylight availability in Kolkata and approximation of indoor daylight levels for different daylighting methods // International Journal of Sustainable Energy, 2022, # 41, pp. 29–57.
17. Littlefair, P.J. Measurements of the luminous efficacy of daylight // Lighting Research & Technology, 1988, # 20, pp. 177–188.
18. Muneer, T., Kinghorn, D. Luminous efficacy of solar irradiance: Improved models // Lighting Research and Technology, 1997, # 29, pp. 185–191.
19. Du, J., Sharples, S.A Dynamic Analysis of the Impact of Air Pollution on the daylight Availability in An Open-plan Office in London // Light & Engineering, 2021, pp. 94–103.
20. Littlefair, P.J. The luminous efficacy of daylight: a review // Lighting Research & Technology, 1985, # 17, pp. 162–182.
21. Ångström, A. The parameters of atmospheric turbidity // Tellus, 1964, # 16, pp. 64–75.
22. National Renewable Energy Laboratory, International data, Https://Nsrdb.Nrel.Gov/about/International-Data.Html (2014).
23. Aghimien, E.I., Li, D.H.W., Chen, W., Tsang, E.K.W. Daylight luminous efficacy: An overview // Solar Energy, 2021, # 228, pp. 706–724.
24. Biga, A.J., Rosa, R. Estimating solar irradiation sums from sunshine and cloudiness observations // Solar Energy, 1980, # 25, pp. 265–272.
25. Favez, O., Cachier, H., Chabas, A., Ausset, P., Lefevre, R. Crossed optical and chemical evaluations of modern glass soiling in various European urban environments // Atmos Environ, 2006, # 40, pp. 7192–7204.
26. Joshi, M., Sawhney, R.L., Buddhi, D. Estimation of Luminous efficacy of daylight and exterior illuminance for composite climate of Indore city in Mid-Western India // Renew Energy, 2007, # 32, pp. 1363–1378.
27. Patil, K.N., Garg, S.N., Kaushik, S.C. Luminous efficacy model validation and computation of solar illuminance for different climates of India // Journal of Renewable and Sustainable Energy, 2013, # 5.
28. Perez, R., Ineichen, P., Seals, R., Michalsky, J., Stewart, R. Modelling daylight availability and irradiance components from direct and global irradiance // Solar Energy, 1990, # 44, pp. 271–289.
29. Budak, V.P., Smirnov, P.A. A physical model of the firmament to calculate daylight // Light & Engineering, 2013, # 21, pp. 17–23.
30. Kittler, R., Darula, S., Perez, R. Advantages of new sky standards: more realistic modelling of daylight conditions in energy and environmental studies // International Journal of Energy, Environment and Economics, 1999, # 8, pp. 65–71.
31. Mukherjee, S., Roy, B. Correlating Indian measured sky luminance distribution and Indian Design clear sky model with five CIE Standard clear sky models // Journal of Optics, 2011, # 40, pp. 150–161.
Ключевые слова
- естественное освещение
- метрики естественного освещения
- модель световой эффективности
- модель Дю-Шарплесса
- осаждение элементарного углерода
Выберите вариант доступа к этой статье
Рекомендуемые статьи
Моделирование дорожного освещения и оценка его качественных характеристик «СВЕТОТЕХНИКА», 2021, № 1