1. Введение
Естественное освещение играет важную роль в обеспечении физиологического комфорта животных и снижении эксплуатационных затрат на искусственное освещение. В кролиководческих помещениях, где содержание животных ведется в клетках, оптимальная освещенность способствует нормальному обмену веществ, росту и репродуктивной активности.
Одним из эффективных способов организации естественного освещения является использование верхнего освещения через световые фонари. Для обеспечения нормативных показателей освещенности необходимо учитывать место расположения, форму фонарей и светопропускание остекления.
Действующие нормативы ОСН-АПК 2.10.24.001-04 устанавливают минимальный КЕО 0,5% для помещений основного стада. Методика определения расчетного КЕО при верхнем освещении по формуле А.2 СП 419.1325800.2018 применена к параметрам конкретного объекта размеры фонарей, отражающие свойства поверхностей, климатические условия, количественная оценка пространственного распределения КЕО в 39 расчетных точках характерного разреза на рабочей поверхности (0,3 м от пола клеток) с определением вносимого вклада освещенности для каждого из 11 фонарей, сопоставление расчетных данных с нормативным значением
[1][3][7][10]
2. Методы и принципы исследования
Объектом исследования является крольчатник 50×20м в составе фермерского комплекса, расположенного в пос. Михайловский, Тульская. Осветительная система помещений крольчатников запроектирована с одиннадцатью зенитными фонарями размером 0,989×2,00м в плане (рисунок 1), установленными в кровле с высотой светопроводных шахт 0,159 м. Геометрические параметры помещения включали высоту до конька 4,50 м и до карниза 3,00 м. Средневзвешенный коэффициент отражения внутренних поверхностей стен, пол, потолка — 0,40, а стенок светопроводных шахт фонарей — 0,70.
Помещение крольчатника в составе фермерского комплекса
3. Основные результаты
Проектирование кролиководческого комплекса выполнялось в среде ArchiCAD в строгом соответствии с РД-АПК 1.10.06.02-13 «Методические рекомендации по технологическому проектированию кролиководческих ферм крестьянских (фермерских) хозяйств». Строительство планируется на земельном участке площадью 14 000 м² во владении, расположенном в посёлке Михайловский, Турдейское сельское поселение, Воловский район, Тульская область. Спутниковый снимок этого участка, на котором видно границы владения, подъездные дороги и примыкающие угодья, представлен на рисунке 2.
Спутниковый снимок участка
Проект генерального плана участка кролиководческой фермы
Расчет среднего значения коэффициента естественной освещенности (КЕО) для 39 точек на рабочей поверхности (рисунок 4), расположенной на высоте 0,3 м от пола клеток, выявил пространственную изменчивость освещенности.
Расположение расчетных точек и зенитных фонарей в плане
Среднее расчетное значение КЕО в помещении для содержания кроликов
Детальный расчет для точки №24 под фонарем №6 (рисунок 6) поясняет методику СП 419.1325800.2018 расчета КЕО при верхнем освещении зенитными фонарями - формула 1 с учетом средней яркости небосвода.
Пример расчета геометрического КЕО в помещении для содержания кроликов
где: εвiMissing Mark : sub = 0,01(n1Missing Mark : subn2Missing Mark : sub)iMissing Mark : sub
Сопоставление с нормативом подтвердило, что даже минимальное значение КЕО (0,97%) на 94% превышает норму 0,5%. Практическая значимость результатов заключается в создании эксплуатационного резерва для компенсации сезонного снижения прозрачности атмосферы, постепенного загрязнения остекления или возможного увеличения высоты клеточных ярусов. Таким образом, методика СП 419.1325800.2018 доказала своё соответствие для сельскохозяйственных объектов, а выявленные закономерности распределения КЕО обосновывают серийное проектное решение для кролиководческих ферм в первой группе административных районов.
4. Обсужджение
Полученные результаты свидетельствуют о высокой эффективности применения верхнего освещения с использованием зенитных фонарей в кролиководческих помещениях. Значительное превышение нормативного значения коэффициента естественной освещенности (КЕО), установленного на уровне 0,5%, указывает на наличие эксплуатационного резерва, который может быть использован для компенсации неблагоприятных факторов, таких как сезонные изменения светового климата, загрязнение светопрозрачных конструкций и возможные изменения внутренней планировки помещения.
Анализ пространственного распределения КЕО показал, что освещенность в помещении носит закономерный периодический характер, обусловленный размещением зенитных фонарей. При этом даже в наименее освещенных зонах значения КЕО остаются выше нормативного уровня, что подтверждает корректность выбранных архитектурно-планировочных решений и параметров световых проемов. Равномерность освещения является важным фактором для обеспечения благоприятных условий содержания животных, поскольку резкие перепады освещенности могут оказывать стрессовое воздействие.
Сравнение полученных результатов с данными, представленными в нормативной и научной литературе, показывает, что использование верхнего освещения позволяет более эффективно распределять световой поток по сравнению с боковым освещением, особенно в помещениях большой глубины. Это связано с уменьшением затененных зон и более равномерным проникновением естественного света в центральные участки помещения.
Следует отметить, что примененная методика расчета КЕО по СП 419.1325800.2018 продемонстрировала высокую применимость для объектов агропромышленного назначения. Верификация расчетной модели на контрольной точке подтвердила достоверность полученных значений и возможность использования данного подхода при проектировании аналогичных объектов.
В то же время при практическом применении результатов необходимо учитывать ряд ограничений, связанных с возможными изменениями эксплуатационных характеристик светопрозрачных конструкций, а также влиянием климатических условий конкретного региона. Дополнительные исследования могут быть направлены на учет динамики освещенности в течение года и оптимизацию параметров световых фонарей с учетом энергоэффективности зданий.
5. Заключение
Проведенное исследование доказало эффективность применения зенитных фонарей для создания оптимальных условий естественного освещения в кролиководческих помещениях (крольчатник). Расчеты по методике СП 419.1325800.2018, выполненные для 39 контрольных точек, подтвердили не только соответствие нормативу ОСН-АПК 2.10.24.001-04 КЕО — 0,5%, но и значительный эксплуатационный резерв. Среднее значение КЕО 2,86% при минимальном показателе 0,97% гарантирует устойчивость системы к сезонным колебаниям светового климата и локальным загрязнениям остекления. Ключевым успехом проекта стала совокупность инженерных решений — компактные световые фонари площадью светопроводной шахты около 2 м2Missing Mark : sup, многослойное остекление с τ0Missing Mark : sub=0,46, и рациональная геометрия размещения 11 фонарей, — позволившая сформировать равномерное освещенность в помещении крольчатника. Результаты имеют практическую ценность для тиражирования проекта в первой группе административных районов России, а адаптированный расчет может служить стандартом для сельскохозяйственных объектов аналогичного назначения, для решения задач энергоэффективности, но и создания комфортной среды, где каждый луч естественного света работает на благополучие животных.