Nr 179 33 małgorzata GórcZewSKa Politechnika Poznańska

Oświetlenie elektryczne
Małgorzata Górczewska
Politechnika Poznańska, Zakład Techniki Świetlnej i Elektrotermii
Oświetlenie awaryjne i inne nowe normy i zalecenia
Streszczenie: Normy oświetleniowe, obowiązujące w Polsce, zgodnie z procedurą przyjętą przez CEN, są aktualizowane po kilku latach ich obowiązywania. Obecnie do normalizacji
została wprowadzona nowa wersja normy dotyczącej oświetlenia awaryjnego. Nad pozostałymi
normami, dotyczącymi oświetlenia drogowego oraz pomiaru i oceny parametrów lamp i opraw
LED trwają końcowe prace.
W ostatnim okresie ukazało się szereg publikacji ważnych dla projektowania oświetlenia
drogowego. Dotyczą one zagadnień związanych z doborem zmiennych w czasie wymagań oświetleniowych oraz uwzględnienia wpływu światła białego na warunki widzenia.
1. Wprowadzenie
Zgodnie z zasadami, przyjętymi w Europejskiej Komisji Normalizacyjnej, co
kilka lat przewidziana jest weryfikacja i aktualizacja obowiązujących norm, w tym
również istotnych norm oświetleniowych.
W roku 2013 została opublikowana i wprowadzona do normalizacji, w języku
oryginału, nowa wersja normy PN-EN 1838 – Zastosowania oświetlenia – Oświetlenie awaryjne [2], zastępująca wersję tej samej normy z 1999 roku [3]. W Polsce ta
norma została wprowadzona do normalizacji w roku 2005.
Z informacji przedstawionych na stronie internetowej CEN wynika [7], że w fazie zatwierdzania są obecnie następujące wybrane 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: Wskaźniki efektywności energetycznej.
Zakończenie prac nad tymi normami przewidziane jest na wrzesień 2014 roku.
Na uwagę zasługuje fakt, że wprowadzona będzie kolejna, piąta część normy 13201,
dotycząca aspektów oceny efektywności energetycznej oświetlenia drogowego.
Część pierwsza normy w dalszym ciągu pozostanie Raportem jedynie uzupełniającym jej wymagania. Wiadomo, że w tej części zostaną uwzględnione procedury doboru zmiennych w czasie klas oświetleniowych, zawarte w Publikacji CIE 115:2010
[4], przedstawione już na Konferencji SEP w 2013 roku [l J.
Należy się spodziewać, że w nowej wersji normy – raportu CEN/TR 13201-1 nie
będzie jeszcze informacji dotyczących możliwości uwzględnienia cech światła białego w doborze wymagań dla oświetlenia drogowego. Temu zagadnieniu poświęcony
Nr 179
33
Oświetlenie elektryczne
jest Raport Techniczny 191:2010 „System zalecany dla fotometrii mezopowej oparty na wydolności wzrokowej” [5], opublikowany przez Międzynarodową Komisję
Oświetleniową. Zawiera on propozycje dotyczące możliwości uwzględnienia wpływu barwy światła w oświetleniu drogowym na dobór parametrów normatywnych,
szczególnie na drogach o niskich wymaganiach oświetleniowych. Zagadnienie to jest
tematem licznych publikacji. Zostało również uwzględnione w najnowszej normie
brytyjskiej BS 5489-1:2013, dotyczącej oświetlenia dróg i miejsc publicznych.
2. Nowa norma PN-EN 1838 Oświetlenie awaryjne
Zgodnie z przedmową, nowa norma powinna uzyskać status normy narodowej
do końca stycznia 2014 roku. W tym terminie powinny również być wyeliminowane
ewentualne niezgodności z narodowymi przepisami.
W nowej normie odmiany oświetlenia awaryjnego zostały uzupełnione o znaki
bezpieczeństwa – według schematu przedstawionego na rysunku 1.
Rys. 1. Specyficzne odmiany oświetlenia awaryjnego
Ogólne zmiany i uzupełnienia normy dotyczą:
• lepszego oświetlenia miejsc wyróżnionych, poprawiającego widoczność przycisków alarmowych i miejsc pierwszej pomocy,
• wprowadzenia wyraźnych wymagań, dotyczących oświetlenia dla osób niepełnosprawnych,
• włączenia znaków bezpieczeństwa w zakres wymagań normy. Znaki te powinny
zapewnić właściwe warunki widzenia, umożliwiając czytelne określenie kierunku ewakuacji. Wymagania odnośnie znaków są zawarte w odpowiednich, podanych normach ISO,
• aktualizacji powołań normatywnych, odpowiednio do aktualizacji dotychczasowych i powstania nowych norm,
• wprowadzenia definicji strefy bezpieczeństwa jako miejsca, w którym ewakuowani ludzie mogą się bezpiecznie gromadzić.
34
Oświetlenie elektryczne
W zakresie postanowień ogólnych (pkt 4.1) zmiany i uzupełnienia normy:
• obliczenia oświetlenia awaryjnego w dwufunkcyjnych systemach oświetlenia pośredniego – należy uwzględnić tylko pierwsze odbicie, traktowane jako bezpośrednie oświetlenie. Kolejne odbicia powinny być pominięte,
• dla zapewnienia właściwej widoczności znaki bezpieczeństwa powinno się
umieszczać na wysokości min. 2 m nad podłogą. Tam, gdzie jest to praktyczne,
znaki bezpieczeństwa powinny być montowane nie wyżej niż 20° powyżej poziomu wzroku, odpowiednio do maksymalnej odległości widoczności znaku,
• zewnętrznie oświetlone ewakuacyjne znaki bezpieczeństwa, znaki kierunkowe
i inne znaki bezpieczeństwa muszą być oświetlone w warunkach funkcjonowania
oświetlenia awaryjnego.
Oświetlenie awaryjne powinno być umieszczane:
• w pobliżu każdych wyjść końcowych oraz na zewnątrz budynku do strefy bezpieczeństwa,
• w pobliżu każdego punktu pierwszej pomocy w taki sposób, aby wytworzyć na
apteczce poziom pionowego natężenia oświetlenia 5 lx,
• w pobliżu każdego urządzenia przeciwpożarowego i przycisku alarmowego,
w taki sposób, aby wytworzyć na nich poziom pionowego natężenia oświetlenia
5 lx,
• w pobliżu wyposażenia ewakuacyjnego przewidzianego dla niepełnosprawnych,
• w pobliżu miejsca przebywania niepełnosprawnych oraz w pobliżu przycisków
przywoławczych, uwzględniając dwutorowy system komunikacji osób niepełnosprawnych – przycisk alarmowy w toaletach.
Tak jak w poprzedniej wersji normy, określenie „w pobliżu” oznacza w obrębie
2 m mierzonych w poziomie.
W odniesieniu do oświetlenia drogi ewakuacyjnej (pkt 4.2) zasadnicze wymagania nie uległy zmianie.
W odniesieniu do oświetlenia strefy otwartej (pkt 4.3) zmiany i uzupełnienia
dotyczą:
• wymagania zapewnienia oświetlenia strefy otwartej w toaletach dla niepełnosprawnych,
• wymagania zapewnienia oświetlenia ewakuacyjnego na drodze łączącej pomieszczenie z wymaganym oświetleniem ewakuacyjnym, a które zlokalizowane jest
poza wytyczoną drogą ewakuacyjną, z drogą ewakuacyjną.
W odniesieniu do oświetlenia strefy wysokiego ryzyka (pkt 4.4) zasadnicze
wymagania nie uległy zmianie.
3. Światło białe w oświetleniu drogowym
Problem stosowania światła białego w oświetleniu zewnętrznym jest od kilkunastu lat przedmiotem badań w wielu ośrodkach naukowych na całym świecie. Wskazuje się, że strumień świetlny lamp jest wyznaczany dla widzenia fotopowego, a więc
adaptacji oczu do warunków widzenia dziennego, natomiast poziomy stosowane
Nr 179
35
Oświetlenie elektryczne
w oświetleniu zewnętrznym leżą w przedziale, w którym strumień świetlny lamp,
obliczony dla widzenia fotopowego, nie zawsze odpowiada rzeczywistej percepcji
wzrokowej.
Wrażenie wzrokowe zależy od skuteczności świetlnej widmowej, która zmienia
się wraz ze zmianą poziomu adaptacji wzroku, co przedstawiono na rysunku 2.
Rys. 2. Wpływ warunków adaptacyjnych na widmową skuteczność promieniowania Zakresy
poziomów luminancji dla widzenia mezopowego – na podstawie raportu CIE [5]
W oświetleniu drogowym stosowane normatywne poziomy luminancji [6] zawierają się w przedziale od ok. 0,1 cd/m 2 do 3 cd/m 2 , co odpowiada warunkom widzenia mezopowego, a więc pośredniego pomiędzy widzeniem dziennym i nocnym.
Przy takim poziomie adaptacji, maksimum czułości widmowej oczu obserwatorów
jest przesunięte w kierunku krótszych długości fali w porównaniu do widzenia fotopowego. Ponadto, bezwzględna czułość widmowa wzroku ulega także zwiększeniu.
Zastosowanie w oświetleniu zewnętrznym źródeł światła białego, z dużym udziałem promieniowania z zakresu krótkofalowego, powoduje zwiększenie bodźca działającego na oko ludzkie [5].
Wzrost czułości oka przy niskich poziomach luminancji adaptacji i przesunięcie maksimum w kierunku fal krótszych powoduje przewartościowanie strumienia świetlnego na korzyść tych źródeł światła, które emitują strumień energetyczny w krótkofalowej części widma. Ten właśnie przypadek występuje w oświetleniu
lampami metalohalogenkowymi oraz, szczególnie wyraźnie, przy stosowaniu diod
elektroluminescencyjnych.
36
Oświetlenie elektryczne
W Raporcie CIE 191:2010 [5] opisano uproszczoną metodę wyznaczania „efektywnej” luminancji, odpowiadającej aktualnemu poziomowi adaptacji wzroku. Wykorzystuje się parametr S/P – tj. stosunek strumieni świetlnych źródła przeliczonych
dla oka zaadaptowanego do ciemności (S – scotopic) i do jasności (P – photopic). Dla
danego rozkładu widmowego lampy, opisanego parametrem S/P, oraz dla danego poziomu luminancji adaptacji, wyznaczonego dla widzenia fotopowego, podano różnice
pomiędzy luminancją mezopową i odniesieniową luminancją fotopową – Tabela 1.
Tabela 1. Procentowe różnice pomiędzy luminancją mezopową i fotopową, dla różnych wartości S/P i różnych poziomów luminancji fotopowej
Lampa
S/P
Poziom luminancji fotopowej [cd/m2]
0,5
1,0
1,5
2,0
-14%
-9%
-6%
-5%
-6%
-4%
-3%
-2%
1%
1%
0%
0%
7%
5%
3%
3%
19%
12%
9%
7%
0,3
3,0
LPS
0,25
-18%
-2%
HPS
0,65
-8%
-1%
LRF
1,05
1%
0%
MH ww
1,45
9%
1%
LEDcw
2,25
24%
4%
Oznaczenia:
LPS – niskoprężna lampa sodowa, HPS – wysokoprężna lampa sodowa, LRF – wysokoprężna lampa
rtęciowa z luminoforem, MH ww – lampa metalohalogenkowa ciepło-biała, LED cw – dioda elektroluminescencyjna chłodno-biała
Jak zaznaczono w Raporcie, dla praktycznego wykorzystania danych z tabeli 1 dla
dróg z ruchem motorowym o wyższej prędkości, konieczne są dalsze prace nad ustaleniem kryteriów bezpiecznego doboru obniżonych parametrów oświetleniowych.
W najnowszej normie brytyjskiej BS 5489-1:2013, stanowiącej przewodnik
i wsparcie dla projektantów w stosowaniu normy 13201, dla dróg i stref ruchu
z wymaganiami odpowiadającymi klasom S, zamieszczono tabelę, umożliwiającą
uwzględnienie jakościowych parametrów lamp w doborze wymagań oświetleniowych (Tab. 2).
Tabela 2. Zmienne poziomy oświetlenia zależne od współczynnika S/P źródeł światła
Klasa S
S1
S2
S3
S4
S5
S6
Poziom natężenia oświetlenia [lx] zależny od S/P
S/P = nieznane
S/P = 1,2
S/P = 2
Ra<60
Ra >60
Ra>60
Emin
Eśr
Emin
Eśr
Eśr
15,0
3,0
13,4
2,7
12,3
10,0
2,0
8,0
1,7
7,7
7,5
1,5
6,3
1,3
5,5
5,0
1,0
4,0
0,8
3,4
3,0
0,6
2,2
0,4
1,8
2,0
0,4
1,4
0,4
1,1
Emin
2,5
1,5
1,1
0,7
0,4
0,4
Dla klas odpowiadających najniższym wymaganym poziomom oświetlenia wartości minimalne nie zostały obniżone, co ma wpływ na widoczność obiektów w miejscu najgorzej oświetlonym.
Nr 179
37
Oświetlenie elektryczne
Na uwagę zasługuje fakt wprowadzenia zaleceń odnośnie odpowiedniego poziomu oddawania barw. Wynika to z potrzeby odpowiedniego eksponowania otoczenia.
4. Podsumowanie
Zmiany i uzupełnienia obowiązujących norm są niezbędne z uwagi na potrzebę
uwzględniania i wykorzystywania wyników najnowszych badań. Pojawiają się również nowe możliwości techniczne, których praktyczne zastosowanie prowadzi do racjonalizacji przyjmowanych rozwiązań oświetleniowych.
5. Literatura
1. Górczewska M., Redukcja poziomu oświetlenia drogowego – możliwości
i ograniczenia. Spektrum, Nr (5-6) 2013.
2. PN-EN 1838:2013 Zastosowania oświetlenia – Oświetlenie awaryjne.
3. PN-EN 1838:2005 Zastosowania oświetlenia – Oświetlenie awaryjne.
4. CIE 115:2010 Lighting of roads for motor and pedestrian traffic.
5. CIE 191:2010 Recommended system for mesopic photometry based on visual
performance.
6. PN-EN 13201:2007 Oświetlenie dróg.
7.http://www.cen.eu/cen/Sectors/TechnicalCommitteesWorkshops/CENTechnicalCommittees/Pages/
Artykuł był publikowany w formie referatu
na V Konferencji Naukowo-Technicznej
z cyklu „Energooszczędność w oświetleniu”,
która odbyła się 13 maja 2014 r. w Poznaniu.
38