Normy przywołane do warunków technicznych dla budynków: wymagania wobec oświetlenia wnętrz

PN-EN 12464-1:2012 nie zaleca konkretnych rozwiązań ani nie ogranicza swobody projektantów w zakresie stosowania nowych technik lub innowacyjnych urządzeń oświetleniowych. Oświetlenie może być wytworzone poprzez światło dzienne, sztuczne lub kombinację obu rodzajów. Norma nie zawiera wymagań dla oświetlenia zewnętrznych miejsc pracy i w podziemnym górnictwie ani do oświetlenia awaryjnego. Zagadnienia te objęte są odrębnymi normami.

W Normie nie określono wymagań oświetleniowych uwzględniających bezpieczeństwo oraz zdrowie pracowników i nie przygotowano jej w zakresie wdrożenia art. 153 traktatu WE, chociaż wymagania oświetleniowe zawarte w PN-EN 12464-1:2012 zazwyczaj spełniają potrzeby bezpieczeństwa.

Na wstępie Normy zawarto informacje dotyczące powstania aktualnej wersji dokumentu oraz wykaz państw członkowskich Europejskiego Komitetu Normalizacyjnego CEN (fr. Comite Europeen de Normalisation). Zgodnie z zamieszczonym na wstępie spisem treści w pkt 2 podano powołania normatywne, a w punkcie 3 terminy i definicje. Obszerny pkt 4 zawiera kryteria projektowania, natomiast tablice z wykazami wymagań oświetleniowych umieszczono w pkt 5. W pkt 6 podano procedury weryfikacyjne. Norma zawiera także dwa informacyjne załączniki oraz bibliografię i indeks ułatwiający wyszukiwanie potrzebnych informacji.

W treści PN-EN 12464-1:2012 zastosowano podstawowe terminy i definicje używane we wszystkich zastosowaniach oświetleniowych zawarte w odpowiedniej Normie [3] oraz definicje zamieszczone w tym punkcie. Ważniejsze z nich zwiera tabela 1.

Tabela 1. Wybrane definicje zamieszczone w punkcie 3 normy [2]

* Do podstawowych elementów wzrokowych norma zalicza: wymiar struktury, jej luminancję oraz kontrast z tłem, a także czas trwania czynności.

Tak jak na wstępie do Normy także w tym punkcie podkreślono, że oprócz wielkości podanych w tablicach zawartych w pkt 5 dla dobrej praktyki oświetlania niezbędne jest stosowanie się do postanowień zawartych w pkt 4 warunkujących zapewnienie dodatkowych potrzeb jakościowych i ilościowych. Wymagania oświetleniowe zawarte w tym punkcie PN-EN 12464-1:2012 wynikają z uwzględniania trzech podstawowych potrzeb człowieka:

– komfortu widzenia wpływającego na dobre samopoczucie, a pośrednio także zwiększającego wydajność i jakość wykonywanych czynności,

– wydolności wzrokowej umożliwiającej wykonywanie pracy nawet w trudnych warunkach i w dłuższym czasie,

– bezpieczeństwa.

Do podstawowych parametrów otoczenia świetlnego uwzględniającego światło sztuczne i dzienne Norma [2] zalicza:

– rozkład luminancji,

– natężenie oświetlenia,

– kierunkowość padania światła,

– zmienność poziomów i barwy światła,

– oddawanie barw i wygląd barwy światła,

– olśnienie,

– migotanie światła.

Właściwie zrównoważona luminancja jest potrzebna do wzmożenia:

– ostrości widzenia,

– czułości kontrastowej umożliwiającej rozpoznanie względnie małych różnic luminancji,

– sprawności funkcji ocznych takich jak akomodacja, ruchy oka itp.

Natomiast komfort widzenia zapewnia odpowiedni rozkład luminancji w polu widzenia. W tym celu należy unikać:

– zbyt wysokich olśniewających luminancji,

– męczących wzrok zbyt wysokich kontrastów luminancji,

– tworzących monotonne środowisko pracy zbyt niskich luminancji oraz zbyt niskich jej kontrastów.

W praktyce warunkiem właściwego rozkładu luminancji jest zachowanie zaleceń dotyczących wartości współczynników odbicia światła od rozpraszających powierzchni w oświetlanym wnętrzu (tabela 2) oraz wartości eksploatacyjnego natężenia oświetlenia na powierzchniach ścian i sufitu (tabela 3). Jest to szczególnie ważne we wnętrzach o mniejszej kubaturze, a wartości zależą od charakteru wnętrza.

Tabela 2. Zalecane wartości współczynników odbicia powierzchni we wnętrzu [2]

Tabela 3. Zalecane wartości eksploatacyjnego natężenia oświetlenia Ē_m oraz jego równomierności U_o na powierzchniach ścian i sufitu [2]

Natężenie oświetlenia i jego rozkład na obszarze zadania i w jego otoczeniu decydują o komforcie widzenia oraz jakości wykonywanej pracy. Jego wartości zawarte w normie [2] są wartościami eksploatacyjnymi, czyli że ich poziom musi być utrzymany przez cały okres użytkowania systemu oświetleniowego. Norma podaje skalę wartości natężenia oświetlenia opartą na zasadzie postrzegalnych różnic pomiędzy sąsiednimi wartościami (tabela 4).

Tabela 4. Skala natężeń oświetlenia w luksach[2]

Wartości eksploatacyjnego natężenia oświetlenia podane w tablicach rozdziału 5 mogą być zmienione o jeden stopień według skali z tabeli 4 wtedy, gdy warunki widzenia odbiegają od normalnych. Przy czym zaleca się przyjęcie wyższej wartości, gdy:

– praca wzrokowa jest krytyczna,

– naprawa błędów jest kosztowna,

– duże znaczenie ma dokładność lub podniesienie koncentracji,

– detale zadania wzrokowego mają niezwykle małe wymiary lub mały kontrast,

– zadanie jest wykonywane w niezwykle długim czasie,

– wzrokowa zdolność pracownika jest poniżej normalnej.

Natomiast wymagane natężenie oświetlenia może być obniżone, gdy:

– szczegóły zadania mają wyjątkowo duże wymiary lub wysoki kontrast.

– zadanie jest wykonywane w niezwykle krótkim czasie.

W przypadku stanowisk pracy, w których wymiar i/lub położenie obszaru zadania są nieznane, cały obszar stanowiska powinien być traktowany jako obszar zadania.

Norma określa minimalne wymiary pasa obszaru bezpośredniego otoczenia oraz minimalne wymiary obszaru tła sąsiadującego bezpośrednio z obszarem bezpośredniego otoczenia (rys. 1).

Rys. 1. Minimalne wymiary obszarów otaczających obszar zadania wzrokowego: 1 – obszar zadania wzrokowego, 2 – pas obszaru bezpośredniego otoczenia, 3 – obszar tła [szkic autora]

Zgodnie z punktem 4.3.4 natężenie świetlenia na obszarze bezpośredniego otoczenia musi być dostosowane do poziomu oświetlenia zadania zgodnie z wartościami podanymi w tabeli 5.

Tabela 5. Dostosowanie wartości natężenia oświetlenia obszaru bezpośredniego otoczenia do oświetlenia obszaru zadania [2]

Zgodnie z punktem 4.3.5 obszar tła powinien być oświetlony z natężeniem oświetlenia eksploatacyjnego o wartości nie mniejszej niż 1/3 wartości natężenia oświetlenia obszaru bezpośredniego otoczenia.

Pkt 4.4 zawiera zalecenia dotyczące rozmieszczenia punktów, w których obliczane są wartości natężenia oświetlenia. Wskazane jest, aby w nich także były dokonywane pomiary sprawdzające rozkład natężenia oświetlenia. W celu prawidłowego rozmieszczania tych punktów pomieszczenie dzieli się na pola zwane w Normie „siatką natężenia oświetlenia”. Pola powinny mieć kształt zbliżony do kwadratu. Siatka powinna pokrywać całą powierzchnię pomieszczenia z pominięciem pasów o szerokości 0,5 m przyległych do ścian. Punkty obliczeniowe/pomiarowe, zwane punktami siatki, rozmieszcza się w geometrycznych środkach tych pól. W Normie podano wzór, zgodnie z którym można obliczyć liczbę punktów w zależności od kształtu i wymiarów pomieszczenia. Liczba punktów jest określona przez najbliższą liczbę całkowitą wynikającą ze stosunku d/p.

p = 0,2 × 5^log₁₀^(d)

gdzie:

p – maksymalny wymiar oczka siatki [m] ≤ 10 m

d – dłuższy wymiar rozpatrywanego obszaru [m]

Ponadto w informacyjnym załączniku A podano typowe wartości rozmieszczenia punktów siatki oparte na tym wzorze (tabela 6).

Tabela 6. Zalecana liczba punktów siatki

Norma zaleca, aby rozmieszczenie punktów siatki nie pokrywało się z rozmieszczeniem opraw. W takim przypadku należy odpowiednio zagęścić liczbę punktów.

Punkt 4.5 jest poświęcony w olśnieniu. W Normie sprecyzowano, że olśnienie jest doznaniem wywołanym przez jaskrawe obszary znajdujące się w obszarze pola widzenia. Źródłem olśnienia mogą być oświetlone powierzchnie, części opraw oświetleniowych i źródła światła oraz okna boczne i okna dachowe. Norma rozróżnia olśnienie przykre i olśnienie przeszkadzające. W omawianym dokumencie zawarto zasady oceny olśnienia przykrego, którego miarą jest wskaźnik ujednoliconej oceny olśnienia UGR (ang. Unified Glare Ratig). Graniczne wartości tego wskaźnika związane z występującymi w urządzeniach oświetleniowych oprawami są limitowane i tworzą następujący ciąg liczb:

10, 13, 16, 19, 22, 25, 28.

W punkcie 4.5.3 są zamieszczone zalecenia dotyczące środków chroniących przed olśnieniem. Zalicza się do nich m.in. stosowanie osłon w bocznych i dachowych oknach. Natomiast w przypadku opraw oświetleniowych znajdujących się w polu widzenia Norma określa minimalne wartości kąta ochrony (rys. 2).

Rys. 2. Kąt ochrony oprawy oświetleniowej [2]

Wartość tego kąta zależy od luminancji lamp. Zestawiono je w tabeli 4. Wartości z tabeli 8 nie stosuje się do opraw oświetlenia pośredniego oraz do opraw oświetlenia ze składową bezpośrednią, jeżeli są one lokowane poniżej normalnego poziomu oczu.

Tabela 8. Minimalne kąty ochrony opraw w zależności od luminancji lamp [2]

W punkcie 4.5.4 podano następujące sposoby ograniczenia odbić dekoncentrujących i olśnień odbiciowych:

– odpowiednia aranżacja stanowisk pracy z uwzględnieniem położenia opraw oświetleniowych oraz okien bocznych i okien dachowych,

– stosowanie matowych powierzchni,

– ograniczenie luminancji opraw oświetleniowych oraz okien bocznych i okien dachowych,

– malowanie na jasne kolory ścian i sufitów.

Punkt 4.6 PN-EN 12464-1:2012 zawiera wymagania dotyczące oświetlenia przestrzeni wnętrza. Norma zaleca, aby oprócz oświetlenia pola zadania wzrokowego i jego otoczenia oświetlać odpowiednio całą przestrzeń pomieszczenia. Ma to na celu ukazanie obiektów i ich faktury oraz poprawiać wygląd osób przebywających w danej przestrzeni. Odpowiednie warunki zapewniają średnie cylindryczne natężenie oświetlenia, modelowanie i oświetlenie kierunkowe.

Podpunkt 4.6.2 zawiera odpowiednie wartości dla oświetlenia cylindrycznego (tabela 9).

Tabela 9. Wymagane średnie wartości cylindrycznego natężenia oświetlenia E_z przy równomierności U_o ≥ 0,10 [2]

Powiązane z oświetleniem cylindrycznym modelowanie światłem oraz odpowiednie dobieranie oświetlenia kierunkowego opisano w podpunktach 4.6.3 i 4.6.4. Norma zaleca, aby oświetlenie nie było zbyt kierunkowe, ponieważ wtedy powstają nadmiernie ostre cienie, ani zanadto rozproszone, powodujące utratę efektu modelowania i powstanie monotonnego otoczenia świetlnego. Zgodnie z zapisem modelowanie powinno stanowi stan równowagi pomiędzy oświetleniem rozproszonym a kierunkowym. W obrębie zadania wzrokowego dobrze dobrane oświetlenie z określonego kierunku może pomagać w ukazaniu detali, ułatwiając wykonywanie pracy. Zaleca się przy tym unikać niezamierzonych odbić dekoncentrujących i olśnienia odbiciowego.

Punkt 4.7 poświęcony jest aspektom barwy. Jakość barwy światła lampy (zbliżonego do białego) lub światła dziennego charakteryzują dwie rozważane oddzielnie cechy:

– wygląd barwy światła,

– zdolność do oddawania barw (wpływająca na wygląd obiektów i osób).

Postanowienia dotyczące wyglądu barwy zawarto w podpunkcie 4.7.2. Wygląd barwy światła lampy odnosi się do chromatyczności emitowanego przez nią światła, a kwalifikowany jest przez jej temperaturę barwową najbliższą T_CP. O ile wygląd barwy światła lamp jest wartością stałą, to wygląd barwy światła dziennego zmienia się w ciągu dnia. Charakterystyki barwy światła lamp zestawiono w tabeli 10.

Tabela 10. Grupy wyglądu barwy lamp [2]

Wybór wyglądu barwy zależy od poziomu natężenia oświetlenia, charakteru wnętrza i jego klimatu barwy ścian i np. mebli. W ciepłym klimacie zaleca się stosowanie barw chłodniejszych, a w klimacie chłodnym barw cieplejszych. Norma dla poszczególnych zastosowań podaje zalecane temperatury barwowe w rozdziale 5 (będzie on omówiony w następnej części prezentacji Normy).

Podpunkt 4.7.3 zawiera zalecenia dotyczące oddawania barw. Wydolność wzrokowa, odczuwanie komfortu świetlnego i dobre samopoczucie wymagają, aby barwy przedmiotów były oddawane naturalnie, a ludzka skóra miała atrakcyjny i zdrowy wygląd. Obiektywnym wskaźnikiem oddawania barw przez źródła światła jest wielkość niemianowana oznaczana R_a.

Zgodnie z treścią punktu 4.8, projektując systemy oświetleniowe, należy wyeliminować możliwość powstawania migotania i efektów stroboskopowych. Migotanie przeszkadza i może powodować m.in. bóle głowy. Natomiast efekty stroboskopowe mogą powodować zagrożenie poprzez zmianę percepcji ruchu obrotowego lub postępowo-zwrotnego.

Punkt 4.9 zawiera postanowienia dotyczące oświetlenia stanowisk z monitorami ekranowymi DSE (ang. Display Screen Equipment), więc w praktyce bardzo dużej liczby miejsc pracy nie tylko w biurach. Zgodnie z zapisem na stanowisku z DSE należy zapewnić odpowiednie oświetlenie dla czytania z ekranu, czytania drukowanego lub pisanego ręcznie tekstu, pisania odręcznego na ekranie lub na papierze oraz obsługi klawiatury i urządzeń peryferyjnych, np. skanera lub drukarki. Oprawy oświetleniowe muszą być tak dobrane i rozmieszczone, aby nie powodowały powstawania odbić przeszkadzających na ekranie lub/i na klawiaturze. Z tego względu w Normie określono granice luminacji opraw oświetleniowych na takich stanowiskach pracy, gdzie monitory ekranowe używane są w pozycji pionowej lub odchylonej do 15 ^o (tabela 11).

Tabela 11. Średnie granice luminancji opraw oświetleniowych, które mogą się odbijać w płaskich ekranach monitorów ekranowych [2].

* Polarność pozytywowa - ciemne znaki na jasnym tle.** Polarność negatywowa - jasne znaki na ciemnym tle.

Punkt 4.10 zawiera postanowienia dotyczące współczynnika zapasu. Norma zaleca, aby projekt systemu oświetleniowego był wykonany z uwzględnieniem współczynnika utrzymania (ang. Maintenance Factor – MF). Jest on odwrotnością współczynnika zapasu określającego wielkość, o którą należy powiększyć sumaryczny strumień świetlny instalowanych urządzeń oświetleniowych tak, by zapewnić utrzymanie na normatywnym poziomie wartość natężenia oświetlenia przez cały okres eksploatacji obiektu.Do zadań projektanta w tym zakresie Norma zalicza:

– ustalenie wartość współczynnika utrzymania wraz z listą jego wartości składowych,

– odpowiednie dobranie opraw oświetleniowych do środowiska, w którym mają być zainstalowane,

– opracowanie planu konserwacji określającego m.in. metodę i częstotliwość zabiegów konserwacyjnych oraz częstotliwość wymiany źródeł światła (lub w miarę potrzeby całych opraw z lampami).

W obliczeniach oświetlenia dziennego Norma zaleca uwzględnianie wpływu osadzania się kurzu na powierzchniach szyb okiennych.

Punkt 4.11 zawiera wymagania dotyczące efektywności energetycznej oświetlenia elektrycznego. Norma zakazuje uzyskiwanie efektów oszczędnościowych kosztem jakości poziomu oświetlenia, podkreślając, że wartości ilościowe podane w tabelach Normy są wartościami minimalnymi i muszą być zachowane przez cały okres użytkowania systemu oświetleniowego.

Jednocześnie w Normie podkreślono, że można uzyskać efekty oszczędnościowe poprzez wykorzystanie oświetlenia dziennego. W tym celu Norma zaleca stosowanie odpowiedniego sterowania oświetleniem elektrycznym.

W punkcie 4.12 wymieniono dodatkowe korzyści z oświetlenia dziennego. W zależności od pory roku, pory dnia oraz położenia geograficznego obiektu światło dzienne może być wykorzystywane jako podstawowy lub jako wspomagający system oświetlenia. W punkcie tym podkreślono jednocześnie dodatnią rolę bocznych okien zapewniających kontakt ze środowiskiem zewnętrznym. Zapisano ponadto, że należy jednak zadbać, aby okna nie powodowały wzrokowego lub termicznego dyskomfortu ani też utraty prywatności.

W punkcie 4.13 podkreślono, że światło jest ważne dla ludzkiego zdrowia i samopoczucia. Wpływa ono na nastrój, emocje i umysłowe pobudzenie. Może podtrzymywać i regulować rytmy dobowe. Zjawiska te mogą być wykorzystywane w projektowaniu oświetlenia elektrycznego oraz jego współpracy z oświetleniem dziennym.

Rozdział 5 PN-EN 12464-1:2012 zawiera szczegółowe wymagania dotyczące oświetlenia określonych wnętrz, zadań lub działalności.

W rozdziale 5 Normy zamieszczono 53 tablice. Każda zawiera 7 kolumn, w których podano:

– w kolumnie 1 numer referencyjny,

– w kolumnie 2 obszar wnętrza, obszar zadania lub rodzaj wykonywanych czynności,

– w kolumnie 3 minimalną średnią wartość eksploatacyjnego natężenia oświetlenia Ē_m,

– w kolumnie 4 maksymalną dopuszczalną wartość ujednoliconej oceny olśnienia UGR_L,

– w kolumnie 5 minimalną dopuszczalną wartość równomierności oświetlenia U_o,

– w kolumnie 6 minimalną dopuszczalną wartość wskaźnika oddawania barw R_a,

– w kolumnie 7 specyficzne wymagania dla niektórych czynności.

Na wstępie w Normie zamieszczono następujące uwagi:

– jeżeli brak w tabelach konkretnego wnętrza lub czynności, należy przyjąć wartości dla innych porównywalnych wnętrz lub czynności,

– w uzasadnionych przypadkach może istnieć potrzeba przyjęcia wyższych wartości natężenia oświetlenia, niż została podana w tablicy,

– dla niektórych sytuacji, w których występuje różnorodność wykonywanych zadań wzrokowych, może istnieć potrzeba stosowania regulacji poziomu natężenia oświetlenia.

Tabela 12. Przykładowe wybrane fragmenty tablic [1]

Treść wymagań specyficznych umieszczono pod tabelą

Wymagania specyficzne:

1) natężenie oświetlenia na poziomie posadzki,

2) wartości UGR_L i R_a zbliżone do sąsiednich obszarów,

3) jeżeli na drodze poruszają się pojazdy Ē_m = 150 lx,

4) oświetlenie rejonów wyjść i wejść powinno tworzyć strefę przejściową aby uniknąć nagłych zmian wartości natężenia oświetlenia pomiędzy wnętrzem a obszarem na zewnątrz zarówno w dzień, jak i w nocy,

5) należy dołożyć starań, aby uniknąć możliwości olśnienia kierowców i pieszych,

6) przed windą co najmniej Ē_m = 200 lx,

7) 4000 K≤ T_CP ≤ 6500 K,

8) kierunkowość, patrz 4.6.4,

9) praca – DSE, patrz 4.9,

10) zalecane sterownie oświetlenia (regulacja poziomu natężenia oświetlenia, sceny świetlne),

11) w porze nocnej może być obniżony poziom natężenia oświetlenia,

12) oświetlenie przy lustrach bez olśnień przeszkadzających,

13) Ē_m od 10 000 do 100 000 lx,

14) powinna być zapewniona rozpoznawalność twarzy,

15) szczególnie ważne oświetlenie krawędzi peronu,

16) należy unikać możliwości olśnienia prowadzącego pojazd,

17) natężenie oświetlenia na poziomie peronu.

Rozdział 6 zawiera bardzo lakoniczne sformułowania, pomimo że dotyczy bardzo ważnego zagadnienia, jakim jest sprawdzanie stanu systemów oświetleniowych zarówno bezpośrednio po zakończeniu robót przed przekazaniem ich do eksploatacji jak i w trakcie użytkowania obiektu.

Norma podaje określone procedury weryfikacyjne (tabela 13).

Tabela 13. Procedury weryfikacyjne parametrów systemów oświetleniowych [1]

W rozdziale tym zawarto nakaz dostarczania (wraz z dokumentacją projektową) planu konserwacji zgodnego z wytycznymi zawartymi w punkcie 4.10.

W części końcowej Normy zamieszczono dwa załączniki. Informacyjny załącznik A zawiera zalecaną liczbę punktów siatki pomiarowej. Była o nim mowa w Niezbędniku zamieszonym w aktualizacji 157. Natomiast informacyjny załącznik B zawiera odchylenia od Normy stosowane w Danii.

Norma zawiera ponadto wykaz bibliografii oraz indeks.

 Przygotowaliśmy również dodatkowe opracowania, które mogą Cię zainteresować w kwestii oświetlenia: Cechy i zastosowania systemów sterowanie oświetleniem oraz Zasady montażu opraw oświetleniowych