Nowa norma dotycząca oświetlenia miejsc pracy we wnętrzach

fot. Philips

Wymagania dotyczące zarówno bezpośrednio parametrów oświetlenia miejsc pracy we wnętrzach jak i czynników, które wpływają na jakość tego oświetlenia, zawarte są w nowej normie, którą przyjęto w końcu roku 2011. Norma ta, opublikowana w oryginale, zastępuje poprzednią, wprowadzoną do normalizacji w roku 2004. W artykule przedstawiono wybrane zagadnienia dotyczące zmian i uzupełnień, przewidzianych w nowej normie.

Najważniejsze normy, stanowiące obecnie podstawę projektowania i oceny oświetlenia, wprowadzone do normalizacji w Polsce i UE w okresie ostatnich lat, są powtórnie przedmiotem prac Komitetu Technicznego 169 „Światło i oświetlenie” (CEN/TC169 „Light and lighting”) w Europejskiej Komisji Normalizacyjnej.

Zgodnie z informacjami, przedstawionym na stronie internetowej CEN [3], w fazie opracowywania znajdują się następujące normy:

• prCEN/TR 13201-1 – Oświetlenie dróg – Cz. 1: Wybór klas oświetlenia,
• prEN 13201 – Oświetlenie dróg – Cz. 2: Wymagania oświetleniowe,
• prEN 13201 – Oświetlenie dróg – Cz. 3: Obliczenia parametrów oświetleniowych,
• prEN 13201 – Oświetlenie dróg – Cz. 4: Metody pomiarów parametrów oświetleniowych,
• prEN 13201 – Oświetlenie dróg – Cz. 5. Wymagania dotyczące efektywności energetycznej,
• prEN 13032-4 – Światło i oświetlenie – Pomiar i prezentacja danych fotometrycznych lamp i opraw oświetleniowych – Cz. 4. Źródła i oprawy LED,
• (-) Światło dzienne w budynkach.

Zakończenie prac nad wymienionymi normami przewidziane jest na sierpień 2014 roku (tylko część prCEN/TR 13201-1 ma być wcześniej – w maju 2013 roku).

Norma – prEN 1838 – Zastosowania oświetlenia – Oświetlenie awaryjne, będąca obecnie w fazie zatwierdzania, powinna zostać wprowadzona we wrześniu 2013 roku.

Norma EN 12464-1 Światło i oświetlenie – Oświetlenie miejsc pracy – Cz. 1: Miejsca pracy we wnętrzach, zatwierdzona przez CEN w kwietniu 2011 roku, ma obecnie status Polskiej Normy, opublikowanej w oryginale.

Wymagania nowej normy 

Zmiany i uzupełnienia normy dotyczą głównie:

• uwzględnienia ważności oświetlenia dziennego,
• specyfikacji minimalnych poziomów oświetlenia ścian i sufitów,
• specyfikacji poziomów cylindrycznego natężenia oświetlenia oraz modelowania,
• przypisania wymaganej równomierności oświetlenia do czynności,
• zdefiniowania „pola tła” i wymagań oświetleniowych dla tej powierzchni,
• siatki punktów obliczeniowych do wyznaczania natężenia oświetlenia,
• oświetlenia przestrzeni we wnętrzu,
• nowych ograniczeń luminancji opraw stosowanych w oświetleniu stanowisk z monitorami ekranowymi.

Rozkład luminancji 

W celu uzyskania odpowiedniego rozkładu luminancji należy uwzględnić luminancje wszystkich powierzchni, zależne od współczynników odbicia i poziomu natężenia oświetlenia na tych powierzchniach. W celu uniknięcia wrażenia mroku oraz dla podniesienia poziomu adaptacji wzroku osób w budynkach korzystne jest stosowanie jasnych powierzchni, szczególnie ścian i sufitu.

W normie podano:

– zalecane współczynniki głównych powierzchni wnętrza:

• sufit od 0,7 do 0,9 (poprzednio: od 0,6 do 0,9)
• ściany od 0,5 do 0,8 (poprzednio: od 0,3 do 0,8)
• podłoga od 0,2 do 0,4 (poprzednio: od 0,1 do 0,5)

– zalecane poziomy natężenia oświetlenia:

• ściany Em > 50lx przy równomierności Uo ≥0,10
• sufit Em > 30lx przy równomierności Uo ≥0,10

– zalecane poziomy natężenia oświetlenia dla takich obiektów, jak np. biura, szkoły, szpitale, korytarze, schody:

• ściany Em > 75lx przy równomierności Uo ≥0,10
• sufit Em > 50lx przy równomierności Uo ≥0,10.

Wymagania dotyczące oświetlenia ścian i sufitu w niektórych miejscach, np. w magazynach, hutach, dworcach kolejowych, mogą być niższe.

Poziom i rozkład natężenia oświetlenia w otoczeniu miejsca pracy 

Rys. 1. Szkic pola zadania wzrokowego,  bezpośredniego otoczenia i tła

Poziom i rozkład natężenia oświetlenia w polu pracy wzrokowej oraz w bliższym i dalszym otoczeniu wpływa na wydolność wzrokową i komfort widzenia. 

W poprzednio obowiązującej normie wymagane poziomy i równomierności natężenia oświetlenia były przypisane do pola zadania wzrokowego i jego bezpośredniego otoczenia. W nowej normie wprowadzono dodatkową powierzchnię – tło, o szerokości minimum 3 m, przylegające do pola bezpośredniego otoczenia. Poglądowy szkic powierzchni uwzględnianych w obliczeniach oświetleniowych przedstawiono na rysunku 1.

Wymagania dotyczące poziomu i równomierności natężenia oświetlenia pola zadania wzrokowego, zróżnicowane zależnie od rodzaju wnętrza i zadania wzrokowego, podane są w tablicach stanowiących załącznik do normy. Przykładowy fragment takich wymagań dla obiektów edukacyjnych zawiera tabela 1.

Tabela 1. Wykaz wymagań oświetleniowych dla pomieszczeń edukacyjnych (przykładowe wartości – PN-EN 12464 Tab. 5.36)

Wymagania dotyczące zależności pomiędzy poziomami natężenia oświetlenia pola zadania wzrokowego a jego bezpośredniego otoczenia wg wymagań poprzedniej normy zestawiono w tabeli 2a, natomiast wymagania wg nowej normy – w tabeli 2b.

Tabela 2a. Związki pomiędzy natężeniem oświetlenia w polu zadania wzrokowego i w polu bezpośredniego otoczenia [1]

Tabela 2b. Związki pomiędzy natężeniem oświetlenia w polu zadania wzrokowego i w polu bezpośredniego otoczenia [2]

Natężenie oświetlenia na polu tła powinno wynosić 1/3 poziomu natężenia oświetlenia na polu bezpośredniego otoczenia pola zadania wzrokowego.

Równomierności natężenia oświetlenia rozpatrywanych powierzchni powinny spełniać następujące wymagania:

• dla pola bezpośredniego otoczenia pola zadania: U ≥ 0,40
• dla pola tła: U ≥ 0,10

W przypadkach, gdy wielkość i/lub lokalizacja miejsc pracy jest nieznana należy:

• całą powierzchnię potraktować jak pole zadania i oświetlić zgodnie z przyjętymi przez projektanta założeniami,
• równomierność oświetlenia dostosować do wymagania U ≥ 0,40
• po ustaleniu lokalizacji przeprojektować oświetlenie.

Siatka punktów obliczenia natężenia oświetlenia 

Projekt normy wprowadza zalecenia dotyczące przyjmowania siatki punktów do obliczeń i weryfikacji natężenia oświetlenia.

Oczka siatki powinny być kształtem zbliżone do kwadratu, w którym stosunek długości do szerokości zawiera się w przedziale 0,5 i 2, a maksymalny wymiar nie przekracza wartości:

p = 0,2 x 5 log10 (d)

gdzie:

p ≤ 10 m,

p – maksymalny wymiar oczka siatki,

d – dłuższy wymiar pola, gdy stosunek długości boku dłuższego do krótszego jest mniejszy od 2; gdy tak nie jest – d jest krótszym wymiarem powierzchni.

Liczba punktów dla boku większej długości jest najbliższą całkowitą liczbą z podzielenia d/p.

Pas przy ścianach o szerokości 0,5 m jest wyłączony z obliczeń, z wyjątkiem sytuacji, gdy miejsce pracy znajduje się w obrębie tego pasa.

Przykładowe siatki punktów obliczeniowych (pomiarowych) zestawiono w tabeli 3.

Tabela 3. Siatka punktów obliczeniowych dla natężenia oświetlenia w polu zadania wzrokowego, w polu bezpośredniego otoczenia i w tle

Analogiczny sposób wyznaczania punktów dotyczy ścian i sufitu.

Oświetlenie przestrzeni wnętrza 

Dopełnieniem oświetlenia pola zadania wzrokowego powinno być oświetlenie przestrzeni, w której przebywają ludzie. Jest to niezbędne dla ekspozycji kształtu obiektów, ich faktury oraz poprawienia wyglądu osób przebywających we wnętrzu.

Pojęcia: średnie cylindryczne natężenie oświetlenia, modelowanie i ioświetlenie kierunkowe opisują te warunki. 

Dobra wzrokowa komunikacja i identyfikacja obiektów we wnętrzu wymaga odpowiedniego oświetlenia przestrzeni, w której przebywają ludzie. Stan taki można osiągnąć, zapewniając odpowiedni poziom średniego cylindrycznego natężenia oświetlenia (średniego pionowego natężenia oświetlenia – rys. 2.), tj. poziom:

• Ez ≥ 50 lx przy równomierności Uo > 0,10.

Dla siedzących osób wysokość obliczeniowa (pomiarowa) powinna wynosić 1,2 m, natomiast dla stojących – 1,6 m. W strefach, gdzie istotna jest dobra komunikacja wzrokowa, szczególnie w biurach, miejscach spotkań i nauki, powinno się zapewnić poziom:

• Ez ≥ 150 lx przy równomierności Uo > 0,10.

Rys. 2. Ilustracja sposobu wyznaczania cylindrycznego  natężenia oświetlenia

Ogólny wygląd wnętrza jest korzystny, gdy przestrzenne struktury, osoby i obiekty są oświetlone w sposób eksponujący formę i fakturę, tworzący wyrazisty i przyjemny obraz. Oświetlenie nie powinno być ani zbyt kierunkowe, tworzące ostre cienie, ani zbyt rozproszone, tracące efekt modelowania, tworzące monotonne otoczenie.

Modelowanie jest ważnym kryterium dotyczącym jakości oświetlenia, związanym z uzyskaniem równowagi pomiędzy rozproszonym i kierunkowym światłem.

Proporcja pomiędzy cylindrycznym i poziomym natężeniem oświetlenia w punkcie może stanowić wskaźnik modelowania, którego wartość pomiędzy 0,30 i 0,60 wskazuje na dobre modelowanie:

0,30 ≥ Ez/Eh ≥ 0,60

Kierunkowe oświetlenia zadań wzrokowych może podkreślać szczegóły zadania, poprawiając ich widoczność i ułatwiając wykonywanie pracy.

Oświetlenie stanowisk z DSE – ograniczenie luminancji opraw 

Projekt nowej normy zawiera istotne zmiany dopuszczalnych średnich luminancji opraw, których odbicie może powstać w ekranach monitorów dla normalnych kierunków obserwacji. Uwzględniono wpływ jakości i trybu pracy monitorów na potencjalne pogorszenie warunków pracy wzrokowej, wynikające z odbić obniżających kontrast obrazu.

W przypadku gdy ekran charakteryzujący się „wysoką luminancją” pracuje przy luminancjach poniżej 200 cd/m², wtedy należy go traktować jak ekran o średniej luminancji. 

Tak jak w obowiązującej dotychczas normie, granice średnich luminancji oprawy dotyczą kątów elewacji 65° i większych, mierzonych od pionu, radialnie wokół opraw, dla ekranów ustawionych pionowo lub odchylonych o kąt nie większy niż 15°.

Tabela 4. Graniczne wartości średnich luminancji opraw oświetleniowych, które mogą odbijać się w płaskich ekranach

Podsumowanie

Nowe normy, często stanowiące rewizję dotychczas obowiązujących, bazują na wynikach aktualnych badań. Uwzględniają także wnioski i doświadczenia płynące z praktycznego stosowania już obowiązujących standardów.

Artykuł został przygotowany na podstawie referatu wygłoszonego na III Konferencji naukowo-technicznej z cyklu „Energooszczędność w oświetleniu”, zatytułowanej „Efektywność energetyczna w oświetleniu. Nowe wymagania i możliwości”. Poznań, 8 maja 2012 r.

Literatura:

[1] PN-EN 12464-1:2004 Światło i oświetlenie. Oświetlenie miejsc pracy. Część 1: Miejsca pracy we wnętrzach 

[2] PN-EN 12464-1:2011 Światło i oświetlenie. Oświetlenie miejsc pracy. Część 1: Miejsca pracy we wnętrzach (oryg.) 

[3] www.cen.eu/cen/Sectors/TechnicalCommitteesWorkshops/CENT1echnicalCommittees/Pages/WP.aspx?param=6150&title=Light%20and%20lighting, dostęp 26.04.2012