OŚWIETLENIE dr inż. Zbigniew Nędza

1. ZASADY OŚWIETLANIA Światło na stanowisku pracy i w jego otoczeniu wpływa bezpośrednio na szybkość i pewność widzenia oraz określa, w jaki sposób widziane są formy, sylwetki, barwy i właściwości (np. faktura) powierzchni przedmiotów znajdujących się na stanowisku pracy. Aby praca wzrokowa była optymalna, stanowisko pracy musi być oświetlone w sposób zapewniający wygodę widzenia.

Wygoda widzenia występuje wtedy, gdy są spełnione co najmniej trzy następujące warunki: ♦ zdolność rozróżniania szczegółów jest pełna, ♦ spostrzeganie jest sprawne, pozbawione ryzyka dla człowieka, ♦spostrzeganie nie prowadzi do odczucia pewnej przykrości, niewygody, nadmiernego zmęczenia, a przeciwnie jest połączone z pewną przyjemnością.

Wystąpienie wygody widzenia zależy, oprócz wrażliwości osobniczej, od czynników określających cechy ilościowe i jakościowe oświetlenia. Zasady oświetlania dzielą się na trzy podstawowe grupy: ♦ zasady fizjologiczne, ♦ zasady estetyczne, ♦ zasady ekonomiczne.

Najważniejszymi, z punktu widzenia narządu wzroku, są następujące zasady fizjologiczne: ♦ dostatecznej luminancji (przedmiotu pracy wzrokowej), ♦ dostatecznego kontrastu (przedmiot pracy wzrokowej - tło przedmiotu), ♦ unikania zbyt małych rozmiarów kątowych szczegółów i czasów przeznaczonych na ich spostrzeganie, ♦ równomiernej luminancji otoczenia.

Zbytnie odstępstwa od wszystkich tych zasad prowadzą (przy długotrwałej pracy wzrokowej) do szybkiego zmęczenia oczu i chorób zawodowych oraz do obniżenia wydajności pracy. Z analizy oddziaływania światła na psychikę człowieka można określić wskazania dotyczące oświetlenia, które nazwano zasadami estetycznymi. Zaliczają się do nich zasady: ♦ wzmacniania atrakcyjności obrazu ♦ tworzenia nastroju.

Trzecią grupą są zasady ekonomiczne, które dotyczą ograniczenia nadmiernych kosztów bądź wyboru takiego systemu oświetleniowego, który będzie miał najmniejszy koszt. Wiąże się to zarówno z wyborem między oprawami oświetleniowymi o zbliżonej charakterystyce, lecz znacznie różnych cenach i wyborem energooszczędnego źródła światła oraz układu stabilizująco-zapłonowego.

Istnieje współzależność wszystkich trzech grup zasad i w zależności od charakteru pracy wzrokowej, trudności zadania wzrokowego i przeznaczenia oświetlanego wnętrza inna grupa zasad będzie miała znaczenie pierwszorzędne. Zasady fizjologiczne mają decydujące znaczenie przy projektowaniu oświetlenia roboczego. Szczególnie muszą być respektowane w warunkach wykonywania czynności wymagających trudnej lub długotrwałej pracy wzrokowej. Wtedy z zasad estetycznych należy stosować te, które nie są sprzeczne z fizjologicznymi.

Zasady estetyczne mają decydujące znaczenie wtedy, gdy głównym celem oświetlenia jest wywołanie określonego wrażenia lub nastroju. Występuje to np. przy oświetleniu wystaw sklepowych, oświetleniu scenicznym. Wtedy z zasad fizjologicznych należy stosować tylko te, które nie są sprzeczne z estetycz - nymi. Zasady ekonomiczne mają zasto - sowanie w ocenie i doborze urządzeń oświetleniowych. Z zasad tych wynikają zatem pomocnicze, dodatkowe wska -zówki, lecz nie są to zalecenia podstawowe.

2. Oświetlenie wnętrz światłem elektrycznym 2.1 Definicje Zadanie wzrokowe - elementy wzrokowe wykonywanej pracy UWAGA Podstawowe elementy wzrokowe to: wielkość struktury, jej luminancja, kontrast z tłem i czas trwania.

Pole zadania - część pola w miejscu pracy, gdzie wykonywane jest zadanie wzrokowe. W miejscach, dla których wielkość i/lub położenie pola zadania jest nieznane, jako pole zadania należy uznać pole, gdzie zadanie może być wykonywane. Pole bezpośredniego otoczenia - pas o szerokości co najmniej 0,5 m otaczający pole zadania, występujący w polu widzenia

Eksploatacyjne natężenie oświetlenia (Em) - wartość, od której nie może być mniejsza wartość średniego natężenia oświetlenia, na określonej powierzchni UWAGA Jest to średnie natężenie oświetlenia zalecane do utrzymywania podczas użytkowania oświetlenia. Kąt ochrony - kąt między poziomą płaszczyzną i pierwszą linią wzroku, przy której świecące części lamp w oprawie oświe­tleniowej są bezpośrednio widoczne

Urządzenie z monitorem ekranowym (DSE) - alfanumeryczne lub graficzne monitory ekranowe, niezależnie od zastosowanego sposobu wyświetlania [90/270/EWG] Równomierność oświetlenia - stosunek minimalnego natężenia oświetlenia do średniego natężenia oświetlenia na powierzchni (patrz także IEC 60050-845 / CIE 17.4: 845-09-58 Równomierność oświetlenia).

2.3. Kryteria projektowania oświetlenia 2.3.1. Otoczenie świetlne Dla dobrej praktyki oświetlenia istotne jest, aby obok wymaganych poziomów natężenia oświetlenia, spełnione były inne jakościowe i ilościowe potrzeby. Wymagania oświetleniowe wynikają z uwzględnienia trzech podstawowych potrzeb człowieka: - wygody widzenia, przy której pracownicy mają dobre samopoczucie; wpływa to również pośrednio na wzrost wydajności pracy - wydolności wzrokowej, przy której pracownicy są w stanie wykonywać zadania wzrokowe, nawet w trudnych warunkach i w wydłużonym czasie, - bezpieczeństwa.

Podstawowe parametry określające otoczenie świetlne są następujące: rozkład luminancji, natężenie oświetlenia, olśnienie, kierunkowość światła, oddawanie barw i wygląd barwy światła, migotanie, światło dzienne.

2.3.2. Rozkład luminancji Rozkład luminancji w polu widzenia wpływa na poziom adaptacji wzroku i tym samym na widzialność zadania. Właściwie dobrana (zrównoważona) luminancja adaptacji jest niezbędna dla wzrostu: ostrości widzenia, czułości kontrastowej (rozróżnianie małych względnych różnic luminancji), sprawności funkcji ocznych (takich jak akomodacja, konwergencja, zwężanie źrenic, ruchy oczu itp.).

Rozkład luminancji w polu widzenia wpływa również na wygodę widzenia Rozkład luminancji w polu widzenia wpływa również na wygodę widzenia. Aby ją zapewnić, zalecane jest unikanie: - zbyt wysokich luminancji, które mogą powodować wzrost olśnienia, - zbyt wysokich kontrastów luminancji, które mogą powodować zmęczenie ze względu na ciągłą readapta­cję wzroku, - zbyt niskich luminancji i zbyt niskich kontrastów luminancji, przy których tworzy się monotonne i nie sty­mulujące środowisko pracy. Luminancje wszystkich powierzchni są istotne i mogą być określane współczynnikiem odbicia i natężeniem oświetlenia na określonych powierzchniach.

Zakresy użytecznych współczynników odbicia dla podstawowych powierzchni wnętrza są następujące: sufit: od 0,6 do 0,9 ściany: od 0,3 do 0,8 płaszczyzny pracy: od 0,2 do 0,6 podłoga: od 0,1 do 0,5

2.3.3 Natężenie oświetlenia Natężenie oświetlenia i jego rozkład w polu zadania i w jego otoczeniu mają duży wpływ na to, jak szybko, bezpiecznie i komfortowo osoba spostrzega i wykonuje zadanie wzrokowe. Wszystkie wartości natężenia oświetlenia podane w omawianej normie są eksploatacyjnymi wartościami natę­żenia oświetlenia; zapewniają wygodę widzenia i potrzeby wydolności.

2.3.4 Zalecane natężenia oświetlenia w polu zadania Wartości podane w rozdziale 5 normy są eksploatacyjnymi wartościami natężeniami oświetlenia w obrębie pola zadania, na płaszczyźnie odniesienia, która może być pozioma, pionowa lub pochylona. Średnie natężenie oświetlenia dla każdego zadania powinno być nie mniejsze niż wartość podana w rozdziale 5, niezależnie od wieku i stanu instalacji.

Wartości te ustalono dla normalnych warunków widzenia, z uwzględnieniem następujących czynników: psychofizjologicznych aspektów, takich jak wygoda widzenia i dobre samopoczucie, wymagań dotyczących zadań wzrokowych, ergonomii widzenia, doświadczeń praktycznych, bezpieczeństwa, ekonomii.

Ustalona wartość natężenia oświetlenia może być dostosowana, ze zmianą co najmniej o jeden stopień na skali stopniowania natężeń oświetlenia (patrz niżej), jeśli warunki widzenia odbiegają od warunków normal­nych. Około 1,5-krotna zmiana wartości natężenia oświetlenia powoduje odczucie najmniejszej, znaczącej zmiany w oświetleniu. W typowych warunkach oświetlenia około 20 lx jest wartością, przy której ledwo rozpoczyna się rozróżnianie cech ludzkiej twarzy i jest to wartość najmniejsza na skali stopniowania natężeń oświetlenia.

Zalecana skala stopniowania natężenia oświetlenia jest następująca (w lx): 20 - 30 - 50 - 75 - 100 - 150 - 200 - 300 - 500 - 750 - 1000 - 1500 - 2000 - 3000 - 5000 Zaleca się, aby wymagane eksploatacyjne natężenie oświetlenia było zwiększone, gdy: - praca wzrokowa jest krytyczna, - naprawa błędów jest kosztowna, - duże znaczenie ma dokładność lub wysoka wydajność pracy, - zdolność wzrokowa pracownika jest poniżej normy, - szczegóły zadania mają niezwykle małe wymiary lub mały kontrast, - zadanie wykonywane jest w niezwykle długim czasie.

Wymagane eksploatacyjne natężenie oświetlenia może być zmniejszone, gdy: szczegóły zadania mają niezwykle duże wymiary lub duży kontrast, zadanie wykonywane jest w niezwykle krótkim czasie. W miejscach stałego pobytu, eksploatacyjne natężenie oświetlenia nie powinno być mniejsze niż 200 lx.

2.3.5 Natężenie oświetlenia w polu bezpo - średniego otoczenia Natężenie oświetlenia w polu bezpośredniego otoczenia powinno być uzależnione od natężenia oświetlenia w polu zadania i zaleca się, aby zapewniało wystąpienie zrówno -ważonego rozkładu luminancji w polu widzenia. Duże przestrzenne zmiany natężenia oświetlenia wokół pola zadania mogą prowadzić do stresu i niewygody widzenia. Natężenie oświetlenia w polu bezpośredniego otoczenia może być niższe niż natężenie oświetlenia w polu zadania, jednakże nie może być niższe niż wartości podane w tablicy 1.

Dodatkowo do natężenia oświetlenia w polu zadania, oświetlenie powinno zapewniać właściwą luminancję adaptacji zgodnie z rozdziałem 4.2 normy. 2.3.6 Równomierność Pole zadania powinno być oświetlone możliwie najrównomierniej. Równomierność oświetlenia w polu zadania i w polu bezpośredniego otoczenia powinny być nie mniejsze niż wartości podane w tablicy 1.

2.3.7 Olśnienie Olśnienie jest doznaniem wywołanym jaskrawymi powierzchniami występują -cymi w polu widzenia i może być dozna- wane jako olśnienie przykre lub prze - szkadzające. Olśnienie spowodowane odbiciami od lustrzanych powierzchni, zazwyczaj określane jest jako olśnienie dekontrastujące lub odbiciowe. Ważne jest ograniczanie olśnienia, w celu unikania błędów, zmęczenia i wypadków.

We wnętrzach, w miejscach pracy, olśnienie przykre może powstać bezpośrednio od jaskrawych opraw oświe­tleniowych lub okien. Jeżeli olśnienie przykre jest odpowiednio ograniczone, to olśnienie przeszkadzające zazwyczaj nie stanowi istotnego problemu. UWAGA Jeżeli kierunek widzenia jest powyżej linii horyzontu, to uniknięcie olśnienia wymaga specjalnych zabiegów.

Olśnienie przykre Ocena olśnienia przykrego, pochodzącego bezpośrednio od opraw instalacji oświetleniowej we wnętrzu po­winna być określona z użyciem tabelarycznej metody CIE ujednoliconej oceny olśnienia (UGR) opartej na następującym wzorze:

gdzie: Lb luminancja tła w cd · m-2, obliczona jako Eind ·π-1, gdzie Eind jest pionowym pośrednim natężeniem oświetlenia przy oku obserwatora, L luminancja świecących części każdej oprawy w kierunku oka obserwatora w cd · nr2, ω kąt bryłowy (w steradianach), świecących części każdej oprawy przy oku obserwatora, p wskaźnik położenia Gutha dla każdej indywidualnej oprawy, który odnosi się do położenia oprawy wzglę­dem linii wzroku.

Wszystkie założenia przyjęte przy określaniu UGR powinny być podane w dokumentacji projektu. Wartość UGR dla danej instalacji oświetleniowej nie powinna przekraczać wartości podanej w rozdziale 5 normy. UWAGA 1 Zmiany UGR w obrębie pomieszczenia mogą być określane z użyciem wzoru (lub stosownej tablicy) dla różnych pozycji obserwatora. Granice uwzględniające te zmiany są rozważane. UWAGA 2 Jeżeli maksymalna wartość UGR w pomieszczeniu jest większa niż graniczna wartość UGR podana w rozdziale 5 normy, może być potrzebna informacja o właściwym rozmieszczeniu stanowisk pracy w obrębie pomieszczenia. UWAGA 3 Olśnienie przykre od okien jest wciąż przedmiotem badań. Obecnie nie jest dostępna właściwa metoda oceny olśnienia.

Przesłanianie chroniące przed olśnieniem Jaskrawe źródła światła mogą wywoływać olśnienie i pogarszać widzenie obiektów. Należy tego unikać np. przez odpowiednie przesłanianie lamp lub okien. W tablicy 2 podano minimalne kąty ochrony, jakie należy stosować w zależności od luminancji lamp. UWAGA Wartości podanych w tablicy 2 nie stosuje się do opraw świecących w górną półprzestrzeń lub opraw monto­wanych poniżej normalnego poziomu oczu.

Olśnienie dekontrastujące i odbiciowe Jaskrawe odbicia światła w polu zadania mogą zmieniać widzialność zadania, zazwyczaj niekorzystnie. Olśnie­nia dekontrastujące i odbiciowe mogą być eliminowane lub zmniejszane: - rozmieszczeniem opraw i miejsc pracy, - rodzajem pokrycia powierzchni (powierzchnie matowe), - ograniczeniem luminancji opraw, powiększeniem powierzchni świecących oprawy, - stosowaniem jasnego sufitu i jasnych ścian.

2.3.8 Oświetlenie kierunkowe Oświetlenie kierunkowe może być użyte w celu intensywnego oświetlenia obiektów, podkreślenia faktury i poprawienia wyglądu osób w obrębie przestrzeni. Takie oświetlanie określa się terminem „modelowanie". Oświetlenie kierunkowe zadania wzrokowego może także wpływać na jego widzialność.

Modelowanie Modelowanie jest uzyskiwaniem równowagi między światłem rozproszonym i kierunko - wym. Równowaga ta jest obowiązującym kryterium jakości oświetlenia niemal we wszystkich rodzajach wnętrz. Ogólny wygląd wnętrza ulega poprawie, gdy jego struktu - ralne cechy oraz znajdujące się w nim osoby i obiekty są oświetlone w taki sposób, że formy i faktury są widoczne wyraziście z odczuciem przyjemności. Dzieje się to wtedy, gdy światło pada głównie z jednego kie - runku; wówczas cienie, istotne dla dobrego modelowania, są tworzone bez powodo -wania dezorientacji.

Zaleca się, aby oświetlenie nie było ani nadmiernie kierunkowe, gdyż wtedy powstają zbyt ostre cienie, ani nadmiernie rozproszone, ponieważ efekt modelowania zanika i w rezulta - cie powstaje bardzo monotonne oto -czenie świetlne.

Oświetlenie kierunkowe zadań wzrokowych Oświetlenie z określonego kierunku może podkreślać szczegóły w obrębie zadania wzrokowego, zwiększając ich widzialność, i może ułatwiać wykony -wanie zadania. Zaleca się unikanie olśnień dekontrastujących i odbi­ ciowych,

2.3.9. Aspekty barwy Jakości barwy „blisko białego" światła lampy określane są dwiema cechami: wyglądem barwy samej lampy, zdolnością do oddawania barw, wpływającą na wygląd barw obiektów i osób oświetlonych przez lampę. Te dwie cechy należy rozważać oddzielnie.

Wygląd barwy „Wygląd barwy" lampy odnosi się do widocznej barwy (chromatyczności) światła emitowanego. Jest on określany liczbowo przez temperaturę barwową najbliższą (TCP). Wygląd barwy może być także opisany w sposób podany w tablicy 3.

Wybór wyglądu barwy jest kwestią psychologii, estetyki i tego, co może być rozważane jako naturalność. Wybór ten będzie zależał od poziomu natęże – nia oświetlenia, barw pomieszczenia i mebli, klimatu i zastosowań oświetle - nia. W ciepłych klimatach preferowany jest zimniejszy wygląd barwy światła, natomiast w chłodnych klimatach - cieplejszy.

Oddawanie barw Dla wydolności wzrokowej, odczuć wygody i dobrego samopoczucia ważne jest, aby barwy w otoczeniu, barwy obiektów i ludzkiej skóry były oddawane naturalnie, właściwie i w taki sposób, który powoduje, że ludzie wyglądają atrakcyjnie i zdrowo.

W celu obiektywnego określenia właściwości oddawania barw źródła światła wprowadzono ogólny wskaźnik oddawania barw Ra. Maksymalna wartość Ra wynosi 100. Liczba ta maleje wraz ze spadkiem jakości oddawania barw.

Nie zaleca się stosowania lamp ze wskaźnikiem oddawania barw mniejszym niż 80 we wnętrzach, gdzie ludzie pracują lub przebywają przez dłuższy czas. Wyjątki mogą dotyczyć pewnych miejsc i/lub pewnych czynności (np. w oświetleniu stref wysokich), jednakże należy podjąć działania zapewniające lepsze odda -wanie barw w ustalonych i stałych miejscach pracy i w miejscach, gdzie barwy bezpieczeństwa powinny być rozpoznawalne.

Minimalne wartości wskaźnika oddawania barw w różnych rodzajach wnętrz (stref), zadań i czynności podano w rozdziale 5 normy. 2.3.10 Migotanie i efekty stroboskopowe Migotanie powoduje dekoncentrację i może wywo -ływać fizjologiczne skutki takie jak ból głowy. Efekty stroboskopowe mogą wywoływać niebez -pieczne sytuacje w wyniku zmian w postrzeganiu maszynowych ruchów obrotowych i postępowo-zwrotnych. Zaleca się takie projektowanie oświetlenia, aby nie było migotania i efektów stroboskopowych. UWAGA Zazwyczaj można to osiągnąć np. zasilając żarówki prądem stałym lub stosując wysokie częstotliwości (około 30 kHz) przy zasilaniu żarówek lub lamp wyładowczych.

2.3.11 Współczynnik utrzymania Zaleca się, aby projekt oświetlenia był opracowany z uwzględnieniem ogólnego współczynnika utrzymania o wartości obliczonej dla wybranego sprzętu oświetleniowego, warunków środowiska i przyjętego planu kon­serwacji oświetlenia. Zalecane natężenia oświetlenia dla każdego zadania są eksploatacyjnymi natężeniami oświetlenia. Wartość współczynnika utrzymania zależy od charakterystyk eksploatacyjnych lamp i urządzeń zasilających, opraw oświetleniowych, środowiska, a także od systemu konserwacji oświetlenia.

Projektant powinien: ustalić wartość współczynnika utrzymania i podać wszystkie zało -żenia uzasadniające jego wartość, określić sprzęt oświetleniowy odpowiedni dla warunków środo -wiska, przygotować wyczerpujący plan konserwacji oświetlenia, zawierający częstotliwość wymiany lamp, czyszczenia opraw i pomieszczenia oraz metodę czyszczenia.

2.3.12 Względy energetyczne Zaleca się, aby instalacja oświetleniowa spełniała wymagania oświetleniowe dla danej przestrzeni bez marnotrawienia energii. Jednakże istotne jest, aby zu - życia energii elektrycznej nie ogra - niczać kosztem obniżania wyma -ganych cech oświetlenia. Wynika stąd konieczność odpowie -dniego zastosowania systemu oświe -tlenia, sprzętu, sterowania oraz wyko­ rzystania dostępnego światła dzien - nego.

2.3.13 Światło dzienne Światło dzienne może być w pełni lub częściowo wykorzystane do oświe -tlenia zadań wzrokowych. W ciągu dnia światło to wykazuje zmiany inten- sywności i składu widmowego, dla - tego jest czynnikiem zmienności we wnętrzu. Światło dzienne może kreo -wać specyficzne modelowanie i rozkład luminancji, wywołane niemal poziomym kierunkiem wchodzenia światła przez okna.

Okna mogą zapewniać kontakt wzrokowy ze światem zewnętrznym, preferowany przez większość osób. We wnętrzach z bocznymi oknami dostępność światła dziennego gwałtownie spada wraz ze zwiększeniem odległości od okien. W związku z tym pojawia się konieczność zastosowania oświetlenia dodatkowego w celu uzyskania wymaganego natężenia oświetlenia na miejscu pracy i względnie wyrównanego rozkładu luminancji w pomieszczeniu. W celu uzyskania właściwej integracji między światłem elektrycznym i dziennym może być stosowane automatyczne lub manualne przełączanie i/lub ściemnianie.

2.3.14 Oświetlenie stanowisk pracy z urządzeniami wyposażonymi w monitory ekranowe (DSE), w tym zVDU Oświetlenie miejsc pracy z DSE powinno być właściwe dla wszystkich rodzajów zadań wykonywanych na stanowisku pracy, np. do czytania z ekranu i drukowanego tekstu, pisania na papierze, pracy z klawiaturą. W celu oświetlenia takich miejsc, kryteria i system oświetlenia należy przyjąć stosownie do strefy aktywności, typu zadania i rodzaju wnętrza, według wykazu podanego w rozdziale 5 normy; niektóre kraje mają wymagania dodatkowe.

Urządzenie wyposażone w monitor ekranowy i - w pewnych okolicznościach - klawiatura mogą być miejsca­mi, gdzie powstają odbicia światła wywołujące olśnienia przeszka -dzające i przykre. Wynika stąd potrzeba właściwego wyboru i rozmieszczenia opraw oświetleniowych, w celu uniknięcia wystą -pienia odbić światła o dużej jaskrawości. Projektant powinien określić obszar zakaza -nego montażu opraw oświetleniowych oraz tak wybrać sprzęt i sposób jego rozmiesz - czenia, aby uniknąć przeszkadzających odbić światła.

Granice luminancji oprawy oświetle -niowej świecącej w dolną półprzestrzeń Poniżej podano granice luminancji opraw oświetleniowych, które mogą odbijać się na ekra­nach DSE, przy normalnych kierunkach obserwacji. W tablicy 4 podano granice średnich luminancji oprawy oświetleniowej przy kątach elewacji 65° i większych, mierzo -nych od pionowej w dół, radialnie wokół opraw, w miejscach pracy gdzie stoso -wane są ekrany monitorów ustawionych pionowo lub odchylonych o kąt do 15°.

UWAGA W pewnych specjalnych miejscach, w których stosowane są np UWAGA W pewnych specjalnych miejscach, w których stosowane są np. ekrany czułe lub ze zmiennym pochyleniem, zaleca się, aby podane wyżej granice luminancji były stosowane przy mniejszych kątach elewacji oprawy oświetleniowej (np.55°).

Opis kolumn w tablicach W kolumnie 1 podano numery referencyjne wnętrz (stref), zadań lub czynności. W kolumnie 2 podano rodzaje wnętrz (stref), zadań lub czynności, dla których wyszczególniono wymagania oświetleniowe. Jeśli wnętrze (strefa), zadanie lub czynność nie są w niej ujęte, zaleca się przyjęcie wyma­gań podanych dla podobnej, porówny - walnej sytuacji.

W kolumnie 3 podano wymagane eksploatacyjne natężenie oświetlenia Em na odniesieniowej powierzch­ni, dla rodzaju wnętrza (strefy), zadania lub czynności ujętej w kolumnie 2. UWAGA W celu dostosowania oświe -tlenia do wykonywania różnych zadań, może być wymagane sterowanie oświetleniem. W kolumnie 4 podano granice UGR (granica ujednoliconej oceny olśnienia UGRL), jeśli mają one zastosowanie do sytuacji podanych w kolumnie 2.

W kolumnie 5 podano minimalne wartości wskaźnika oddawania barw (Ra) dla pozycji wyka­zanych w kolumnie 2. W kolumnie 6 podano wskazania i uwagi dotyczące wyjątków i spec -jalnych zastosowań odnoszących się do sytuacji podanych w kolumnie 2.

Warunki wykonywania badań oświetlenia sztucznego Pomiary parametrów oświetlenia elektry -cznego wnętrz wykonuje się w warunkach eksploatacyjnych po zapad- nięciu zmroku (bez udziału światła dziennego) i w miarę możliwości, przy napięciu znamionowym. Urządzenie oświetleniowe z lampami wyła - dowczymi należy włączać co najmniej na 30 min przed rozpoczęciem badań. Urządzenia wyposażone w żarówki zwykłe lub haloge - nowe można badać bezpośrednio po włą -czeniu.

Jeżeli w urządzeniu oświetleniowym zainstalowano lampy nowe (dotych -czas nie świecone), przed przystą -pieniem do badań należy poddać je wyświeceniu w normalnych warun -kach eksploatacyjnych, łącznie przez co najmniej 100 h, (lampy wyłado -wcze) i co najmniej 1 h (żarówki).

Średnie natężenie oświetlenia Eśr wylicza na podstawie wzoru: gdzie: Ei, E2,....En - wartości natężenia oświetlenia zmierzone w poszczególnych punktach pomiarowych n - liczba punktów pomiarowych.

Równomierność oświetlenia oblicza się następująco: gdzie: Emin – najmniejsza zmierzona war – tość natężenia oświetlenia, Eśr - średnia obliczona wartość natę- żenia oświetlenia.

W celu wyznaczenia współczynnika odbicia należy wykonać dwukrotny pomiar natężenia oświetlenia : - na badanej powierzchni Epad (pomiar w miejscu w miarę równomiernie oświetlonym); - w odległości około 30 cm od badanej powierzchni - Eodb (na -przeciwko punktu pomia -rowego - ogniwo skierowane w stronę badanej płaszczyzny).

Współczynnik odbicia p oblicza się na podstawie wzoru:

3. Oświetlenie wnętrz światłem dziennym 3.1. Źródła światła naturalnego Światło dzienne (naturalne) docierające do wnętrza może pochodzić od: ♦ tarczy słonecznej, ♦ nieboskłonu (kopuły niebieskiej pro -mieniującej światłem rozproszonym), ♦ odbić od przylegającego terenu i sąsiednich budynków.

Przenikanie do wnętrza bezpośrednich promieni słonecznych jest sporadyczne i nie jest brane pod uwagę z punktu wi- dzenia oświetlenia wnętrza (zarówno z powodu krótkotrwałości zjawiska, jak i jego ujemnego wpływu na warunki oświetleniowe miejsca pracy we wnętrzu). Oświetlenie bezpośrednimi promieniami słonecznymi (insolacja) powoduje ostre cienie, nadmiernie silne oświetlenie pól oraz jaskrawe odbicia od powierzchni połyskliwych, a zarazem powoduje przegrzewanie się pomieszczeń.

Przy oświetleniu wnętrz światłem dziennym decydujące znaczenie ma przenikające do wnętrza bezpośrednie promieniowanie nieboskłonu. Jego ilość zależy od rozmiarów kątowych wycinków nieboskłonu, które widać z wnętrza przez otwory świetlne, oraz od luminancji tych wycinków. Dlatego też można powiedzieć, że o oświetleniu wnętrza światłem naturalnym decy -duje wielkość luminancji nieboskłonu oraz jej rozkład.

O wartości luminancji nieboskłonu decydują następujące czynniki: ♦ położenie elementu nieboskłonu względem horyzontu i tarczy słonecz -nej, ♦ stan atmosfery (stopień i rodzaj zachmurzenia, stopień zanieczyszcz -enia atmosfery).

Tak więc, nieboskłon daje światło rozpro -szone, które zmienia się w bardzo szerokich przedziałach w zależności od pory roku, pory dnia, położenia geograficznego, stanu pogo -dy i lokalnego zanieczyszczenia powietrza. W przypadku słonecznej i bezchmurnej pogody część nieboskłonu w pobliżu tarczy słonecznej ma największą luminancję, pod -czas gdy część najbardziej od niej oddalona — najmniejszą luminancję. Natomiast kiedy nieboskłon jest pokryty chmurami (pochmur- ny dzień), to różnice luminancji różnych części nieboskłonu są znacznie mniejsze.

Niemniej, nawet wtedy górne części nieboskłonu mają około 3-krotnie wię -kszą luminancję niż części w pobliżu horyzontu. Przy oświetleniu wnętrz światłem dzien-nym należy również brać pod uwagę promieniowanie pochodzące od odbić od przyległego terenu i sąsiednich bu dynków. W zależności od warunków po godowych i współczynników odbicia powierzchni przyległych do budynku, odbite światło, docierające do płasz - czyzn okien, wynosi od 10 + 50%.

3.2. Odniesieniowy poziom natężenia oświetlenia Z uwagi na bardzo szeroki przedział zmien -ności ilości światła dziennego dociera -jącego do wnętrza, obliczanie poziomu natężenia oświetlenia światłem dziennym potrzebnego lub występującego w danym wnętrzu jest trudne. W celu umożliwienia przeprowadzenia takich obliczeń, przy pro -jektowaniu oświetlenia naturalnego (spro- wadza się ono w dużej mierze do zaproje -ktowania odpowiedniej wielkości, liczby i także geometrii otworów okiennych), przyj- muje się zasadę liczenia na warunki znośne.

Przyjmuje się, że warunki znośne chara-kteryzują się stosunkowo niskim pozio- mem natężenia oświetlenia w terenie otwartym, gdy cały nieboskłon wpływa na jego wytwarzanie, występującym w pobliżu wschodu i schyłku dnia. Przy określaniu tego poziomu natężenia oświetlenia bierze się pod uwagę wyłą- cznie promieniowanie nieboskłonu, a poziom taki nazywany jest poziomem odniesieniowym. Wysokość poziomu odniesieniowego decyduje o minimal-nych wielkościach otworów świetlnych w budynkach.

W Polsce za poziom odniesieniowy przyjęto wartość 5 OOO lx, stosownie do zaleceń Międzynarodowej Komisji Oświetleniowej (CIE). Zmienne warunki oświetleniowe w ciągu dnia można scharakteryzować jako warunki znoś- ne lub lepsze od znośnych albo gorsze od znośnych. Aby stwierdzić, w ciągu jakiej liczby godzin dziennych w roku wystąpią warunki gorsze od znośnych, należy znać przebieg poziomów natężenia oświetlenia na zewnątrz w ciągu roku dla danej szerokości geograficznej. Przykładowe średnie przebiegi natężenia oświetlenia na zewnątrz wykonane w Warszawie-Międzylesiu przedstawiono na rys. 12-14.

Występowanie odpowiednich godzin „jasnych" w okresie dziennych godzin pracy jest pożądane, a podstawą rozeznania podczas jakiej części (wyrażonej w procentach) czasu pracy w ciągu roku wartości żądanego natę - żenia oświetlenia są osiągane (dla da - nej szerokości geograficznej) mogą być wyznaczone wykresy przedstawione na rys. 12-15. Krzywe te określają - dostępne na płaszczyźnie poziomej przy pokrytym nieboskłonie - minimalne wartości natężenia oświetlenia występujące na zewnątrz, w cza- sie określonego procentu dziennych godzin pracy w ciągu roku.

Przykład: Przez jaką część (w procentach) wszystkich godzin pracy w roku (dla godzin pracy z przedziału 9 + 17) będzie w Warszawie osiągany co najmniej poziom odniesieniowy. Rozwiązanie: Biorąc pod uwagę, że Warszawa ma szero- kość geograficzną północną 52°, a przyjęty w Polsce poziom odniesieniowy wynosi 5 000 lx, na rys. 12-15. widać, że w Warsz- awie przez około 85% wszystkich godzin pracy w roku występuje poziom natężenia oświetlenia na zewnątrz, wynoszący co najmniej 5 000 lx.

3.3. Poziomy natężenia oświetlenia we wnętrzach Dla dowolnych warunków oświetleniowych panujących na zewnątrz, średnie natężenie oświetlenia we wnętrzu przy świetle naturalnym (Ew) jest wprost proporcjonalne do wartości natężenia oświetlenia na zewnątrz (Ez). Wzrost poziomu natężenia oświetlenia na zewnątrz powoduje równoczesny wzrost poziomu natężenia oświetlenia we wnętrzu. Współczynnik proporcjonalności, wyrażony w procentach, pomiędzy tymi dwoma pozio -mami natężenia oświetlenia nazywa się współ- czynnikiem oświetlenia dziennego, (e).

Współczynnik oświetlenia dziennego zależy od następujących czynników: ♦ stanu nieba (rozkład luminancji nieboskłonu), ♦ wielkości i rozmieszczenia otworów świetlnych, ♦ rodzaju ram i oszklenia otworów świetlnych, ♦ położenia w stosunku do otworów świetlnych punktu, w którym rozpatruje się współczynnik oświetlenia dziennego, e, ♦ stopnia przesłonięcia nieba przez zewnętrzne przeszkody (inne budynki, drzewa), ♦ światła odbitego od powierzchni wnętrza, ♦ światła odbitego od otoczenia zewnętrznego (teren przyległy).

Przykład: Jaka wartość współczynnika oświetlenia dziennego powinna być zapewniona na płaszczyźnie pracy w budynku położonym przy 51° szerokości geograficznej północnej, aby przez 80% wszystkich dziennych godzin pracy w roku, zapewnione było natężenie oświetlenia co najmniej 200 lx. Zakłada się, że praca jest wykonywana w godzinach: 9 + 17. Rozwiązanie: Z treści zadania wynika, że Ew = 200 lx, natomiast z rysunku 12-15 można określić dla szerokości geograficznej 51° i krzywej 80% dziennych godzin pracy przewidywaną minimalną wartość natężenia oświetlenia na zewnątrz Ez = 7 500 lx. Następnie, zgodnie z podanym powyżej wzorem, określa się współczynnik e:

4. Wydajność pracy a oświetlenie Rola oświetlenia jest bardzo ważna w kształtowaniu takich warunków pracy, aby wydolność wzrokowa a zarazem wydajność pracy wzrokowej była jak największa przy jednoczesnym ograniczeniu zmęczenia narządu wzroku. Już w 1926 r. zbadano zależność między natężeniem oświetlenia a wydajnością pracy i liczbą popełnionych błędów, występującą przy ręcznym składaniu druku (rys. 12-16). Na podstawie wyników tych badań stwierdzono istotny wpływ wzrostu natężenia oświetlenia na wzrost wydajności pracy i zmniejszenie liczby popełnianych błędów.

Natomiast z wyników innych badań wynika, że kontrast szczegółu ma jeszcze większy wpływ na szybkość rozróżniania szczegółów niż poziom natężenia oświetlenia i Że wzrostem tego kontrastu powoduje wzrost szyb - kości rozpoznawania szczegółów. Z punktu widzenia fizjologii oka wynika potrzeba stosowania odpowiednio wysokich poziomów natężenia oświe - tlenia w warunkach równomiernego rozkładu luminancji w otoczeniu. Wrażliwość siatkówki oka jest najwięk- sza, gdy luminancja pola pracy i oto -czenia są zbliżone.

Ponadto z wiekiem zmniejsza się wydolność wzrokowa ze względu na zmniejszającą się przezroczystość ośrodków załamujących oka i osła -bienie akomodacji, która uwydatnia się przy niższych poziomach natężenia oświetlenia. Dlatego też w pomiesz- czeniach, gdzie pracują osoby starsze (przyjmuje się, że już od 40. roku życia wydolność wzrokowa jest obniżona), należy stosować wyższe poziomy natężenia oświetlenia.

SPOSÓB POMIARU PODSTAWOWYCH PARAMETRÓW OŚWIETLENIA DZIENNEGO Wprowadzenie Ocena oświetlenia wnętrz światłem dziennym sprowadza się do wyznaczenia współczyn- nika oświetlenia dziennego, którego wartość odzwierciedla wystarczające lub niewystar -czające oświetlenie danego wnętrza światłem dziennym. Wartość współczynnika oświet -lenia dziennego (e) w danym punkcie płasz -czyzny wyraża się ilorazem natężenia oświet- lenia w tym punkcie wnętrza (Ew) do równo- cześnie występującego natężenia oświetlenia (Ez) w otwartej przestrzeni na płaszczyźnie poziomej, pochodzącego od całkowitego, niezasłoniętego nieboskłonu o założonym lub znanym rozkładzie luminancji.

Wyznaczanie punktów pomiarowych Wartości współczynnika oświetlenia dzien -nego wyznacza się w punktach pomiaro -wych, które znajdują się na przecięciu dwóch płaszczyzn: pionowej płaszczyzny charakte -rystycznego przekroju pionowego pomiesz -czenia (np. pośrodku pomieszczenia, w osi otworów świetlnych lub pomiędzy nimi) i umownej poziomej płaszczyzny pracy. Za umowną płaszczyznę pracy przyjmuje się - płaszczyznę poziomą na wysokości 0,85 m nad podłogą, gdy prace są wykonywane na stołach, obrabiarkach itp. urządzeniach - płaszczyznę na poziomie podłogi, gdy nie przewiduje się stanowisk do wykonywania stałych czynności (np. w magazynach) oraz w salach wypoczynkowych, korytarzach itp.

Na otrzymanej w ten sposób linii po -miarowej wyznacza się co najmniej pięć punktów pomiarowych. Przy oświetle - niu bocznym (okna) pierwszy punkt pomiarowy wykonuje się w odległości nie mniejszej niż 0,7 m od okna (licząc od wewnętrznej powierzchni ścian zew- nętrznych budynku). Przy oświetleniu dziennym górnym (świetliki) lub mie -szanym (okna i świetliki) wymienione ograniczenie nie obowiązuje. Sposób wyznaczania punktów pomiaro- wych przedstawiono na rys. 12-20.

W przypadkach uzasadnionych dopuszcza się dodatkowe wyznaczanie współczynnika oświetlenia dziennego na przecięciu rzeczy -wistej (lub umownej) płaszczyzny pracy z innymi płaszczyznami pionowymi równo -ległymi do płaszczyzny charakterystycznego przekroju. W pomieszczeniach z wyraźnie określonymi płaszczyznami pracy wartości współczyn -nika oświetlenia dziennego należy wyzna -czać dodatkowo na tych płaszczyznach. Wówczas trzeba wykonać pomiar współ -czynnika oświetlenia dziennego (w co najmniej 5 punktach) w linii charakterys -tycznego przekroju pomieszczenia oraz dodatkowo na stanowiskach pracy.

Sposób wykonywania pomiarów Pomiary natężenia oświetlenia na zew- nątrz oraz wewnątrz wykonuje się (dla danego punktu pomiarowego w po -mieszczeniu) w tym samym czasie, wykorzystując dwa luksomierze. Zakres luksomierza, którym są wykonywane pomiary na zewnątrz, powinien wynosić około 50 000 lx. Jednoczesny odczyt natężenia oświetlenia na zewnątrz i we wnętrzu można uzyskać, wykorzystując np. łączność radiotelefoniczną.

Tak więc, pomiary te wykonują dwie osoby: jedna mierzy natężenie oświe- tlenia od półkuli nieboskłonu na dachu, druga - w badanym pomieszczeniu.

Wyznaczanie wartości współczynnika oświetlenia dziennego W zależności od rodzaju oświetlenia dziennego określa się najmniejszy współczynnik oświetlenia dziennego (emin) lub średni współczynnik oświe - tlenia dziennego (Eśr)- Dla oświetlenia bocznego (okna) wyznacza się naj -mniejszy współczynnik oświetlenia dziennego (emin), natomiast dla oświetlenia górnego (świetliki) lub mieszanego (świetliki i okna) wyznacza się średni współczynnik oświetlenia dziennego (eśr).

gdzie: e1, e2,....ek - wartości współczynnika oświetlenia dziennego w poszcze -gólnych punktach leżących na prostych równoległych, z których skrajne należy przyjmować na liniach granicznych strefy roboczej pomieszczenia, k - liczba punktów pomiarowych.

Wartości obu współczynników ustala się wg takiego samego wzoru, lecz uzys -kane wartości interpretuje się oddzielnie. W zależności od kategorii czynności wzrokowej, która jest uzależniona od charakterystyki czynności wzrokowych wykonywanych w pomieszczeniu, ustalono minimalne wartości obu ww. współczynników (tabela 12-7).

Jeżeli wyznaczony z pomiarów współ -czynnik oświetlenia dziennego jest mniejszy od wymaganego, wówczas mówi się o niedoświetleniu wnętrza (lub stanowiska) światłem dziennym (potrzeba stałego sztucznego doświe -tlenia). Natomiast gdy wyznaczona wartość współczynnika oświetlenia dziennego jest większa lub równa od wartości wymaganej, wówczas uznaje się za odpowiedni (w rozumieniu wymagań PN-71/B 02380) poziom oświetlenia wnętrza (lub stanowiska) światłem dziennym.

Sprawdzenie równomierności oświetlenia dziennego Równomierność oświetlenia dziennego jest to iloraz wartości najmniejszej współczynnika oświetlenia dziennego do wartości największej współczynnika oświetlenia dziennego, występu- jących w strefie roboczej pomieszczenia. Równomierność oświetlenia dziennego określa się w strefach roboczych pomieszczeń posia -dających oświetlenie górne lub mieszane (nie wyznacza się równomierności przy oświetleniu bocznym - wyłącznie okna), w których wykony- wana jest praca o kategorii czynności wzrokowej z przedziału I + IV.

W przypadku I i II kategorii czynności wzrokowej wymagań równomierność oświetlenia nie powinna być mniejsza niż 0,5, natomiast dla II i IV kategorii – nie mniejsza niż 0,3. W przypadku kate- gorii V i VI nie określa się równomier -ności oświetlenia.