Google+

Proekologiczne patrzenie na wszystkie dziedziny gospodarki spowodowało rozwój technologii zarówno w budownictwie powierzchni biurowych, jak w stosowaniu odpowiednich standardów oświetleniowych.

Oświetlenie dla biur

Od 1 stycznia 2009 w krajach Unii Europejskiej obowiązuje dyrektywa dotycząca efektywności energetycznej budynków EPBD (The Energy Performance of Building Directive). W pierwszej kolejności dotyczy ona budynków biurowych. To one pochłaniają ponad 60% produkowanej energii w krajach UE. W dniu 18 maja 2010 dyrektywa została zmieniona (zaostrzona). Zgodnie z jej zapisami do roku 2021 wszystkie nowo wznoszone budynki będą budowane wyłącznie w technologiach o wysokiej efektywności energetycznej.

Obecnie na terenie Polski, wraz z datą przyjęcia dyrektywy EPBD, zaczęło obowiązywać Świadectwo Charakterystyki Energetycznej Budynku dla:
- wszystkich nowobudowanych obiektów oddawanych do użytku,
- obiektów, których charakterystyka została zmieniona w wyniku przebudowy lub remontu,
- obiektów istniejących podlegających zbyciu lub najmowi.

Na świecie jednym z najbardziej cenionych certyfikatów oceny budynków jest LEED (Leadership in Energy and Environmental Design). Do niedawna w Polsce tylko 6 budynków posiadało certyfikat LEED, jednak kolejni deweloperzy starają się o jego uzyskanie.

Rys. 1. Zdjęcie 4 klasy LEED w zależności od ilości przyznanych punktówRys. 1. Zdjęcie 4 klasy LEED w zależności od ilości przyznanych punktów

Aby sprostać tym wszystkim wymaganiom potrzebne są nie tylko odpowiednie materiały, ale również wiedza jak projektować. Co w takim razie trzeba zrobić, żeby zapewnić odpowiednie parametry oświetlenia dla powierzchni biurowej i aby projektować zgodnie z najnowszymi ekologicznymi dyrektywami?

Rys. 2.Rys. 2.

Wymagania Polskiej Normy

Wymagania jakościowe i ilościowe określone są w normie PN-EN-12464-1.

Polska Norma wprowadza określenie „płaszczyzny pracy” oraz „zakresu otoczenia”. Płaszczyzna pracy określana również jako płaszczyzna robocza to wirtualna powierzchnia, na której będzie wykonywana praca. Wysokość takiej płaszczyzny w biurach jest przyjmowana na wysokości biurka, czyli h = 0,85 m. Zakres otoczenia to pole bezpośredniego otoczenia.

Tab. 1. BIURA, Wymagania Polskiej Normy
Rodzaj wnętrza, zadania lub czynności Em [lx] UGRL [-] RA [-] Uwagi
Segregowanie, kopiowanie itd. 300 19 80 -
Pisanie ręczne, obsługiwanie klawiatury, czytanie, przetwarzanie danych 500 19 80 Praca z monitorami ekranowymi
Kreślenie techniczne 750 16 80 -
Stanowiska pracy komputerowego wspomagania projektowania 500 19 80 Praca z monitorami ekranowymi
Pokoje spotkań i konferencji 500 19 80 Zaleca się oświetlenie sterowane
Recepcja 300 300 80 -
Archiwa 200 25 80 -

W przypadku, gdy znamy rozmieszczenia stanowisk i jest ono równomierne w całym pomieszczeniu – płaszczyzna pracy h = 0,85 m – pole zadań wzrokowych jest jednorodne w całym pomieszczeniu, brak pola bezpośredniego otoczenia (rys. 2).

W przypadku, gdy znamy rozmieszczenia stanowisk i jest ono nierównomierne – płaszczyzna pracy h = 0,85 m, pole zadań wzrokowych przypisane do dwóch stanowisk (powierzchnia biurka), pola bezpośredniego otoczenia zaznaczone czerwonym prostokątem (rys. 3).

Rys. 3.Rys. 3.

Dla tych dwóch płaszczyzn dokonujemy projektowania oraz pomiarów średniego natężenia oświetlenia.

Fot. 1. Najefektywniejszy sposób oświetlenia to system światła bezpośredniego. Ma on największą sprawność.Fot. 1. Najefektywniejszy sposób oświetlenia to system światła bezpośredniego. Ma on największą sprawność.

W przypadku, gdy mamy pracę przy komputerze, blat biurka powinien być oświetlony na poziomie 500 lx, z kolei bezpośrednie otoczenie może mieć natężenie jedną klasę niższą czyli 300 lx.

Kolejny element określony w normie to stopień olśnienia określony dopuszczalnym wskaźnikiem olśnienia UGRL. Wyznaczona w projekcie wartość UGR nie może być wyższa niż ta wartość podana w normie.

Zgodnie z normą ważne jest również oddawanie barw, czyli wskaźnik oddawania barw Ra lub z angielskiego CRI (colour rendering index). W myśl tego zapisu we wnętrzach, gdzie przebywają na stałe ludzie, należy stosować źródła światła, których współczynnik Ra≥80.

Metody oświetlenia

Sposób dostarczenia światła do powierzchni mówi nam o metodzie oświetlenia. Sztuczne światło, którym próbujemy sobie zastąpić oświetlenie naturalne może zostać skierowane na powierzchnię pracy na trzy podstawowe sposoby: pośrednio, bezpośrednio lub w sposób mieszany, czyli bezpośrednio- pośredni.

Metoda pośrednia – oświetlenie tą metodą wykorzystuje duże powierzchnie, np. sufit, do skierowania światła na oświetlaną płaszczyznę. Niestety ta metoda w dobie szukania rozwiązań o najlepszej efektywności energetycznej wypada słabo. Wiąże się to z faktem, iż światło ulega wielokrotnym odbiciom zanim trafi na powierzchnię. Metoda bezpośrednio-pośrednia wykorzystuje oprawy lub połączenie opraw o rozsyle bezpośrednim i pośrednim. Oświetlenie takie kieruje część światła w dolną półprzestrzeń bezpośrednio na płaszczyznę pracy oraz część światła w górną półprzestrzeń. Proporcje takiego oświetlenia mogą być różne w zależności od rodzaju opraw. Prawidłowo zaprojektowany system oświetlenia wykorzystujący oświetlenie mieszane może stworzyć bardzo funkcjonalne otoczenie. Pomieszczenia tak oświetlone mają łagodne cienie dzięki wykorzystaniu odbicia oraz wydają się być wyższe i przestronniejsze. Niestety wydajność tego sposobu może być również zbyt mała.

Rys. 4. Oświetlenie metodą pośredniąRys. 4. Oświetlenie metodą pośrednią

Metoda bezpośrednia wykorzystuje całą „moc” do bezpośredniego oświetlenia powierzchni. Taki system ma dużą wydajność zależącą wyłącznie od sprawności opraw. System taki wymaga odpowiednio dobranego rozmieszczenia opraw, które spełni wymagania co do równomierności oświetlenia. Współczesne biura bardzo często powstają na otwartym planie (open space). Daje to bardzo dużą elastyczność i ergonomiczność takich rozwiązań. Niestety oświetlenie w tym przypadku musi być zaplanowane tak, by sprostać wymaganiom normy. Na rys. 7 przykład, gdzie światło ogólne dla powierzchni biura zapewnione jest poprzez oprawy montowane w suficie dając odpowiednie oświetlenie bezpośredniego otoczenia na poziomie 300 lx. Wymagany poziom 500 lx na powierzchni biurka zapewniony jest przez specjalistyczne oprawy stojące bezpośrednio nad płaszczyzną pracy. Dodatkowo każdy z użytkowników może samodzielnie sterować ilością światła.

Rys. 5. Oświetlenie metodą bezpośrednio-pośredniąRys. 5. Oświetlenie metodą bezpośrednio-pośrednią

Światło dzienne w projekcie i systemy sterowania w efektywnym oświetleniu powierzchni biurowych

Światło dzienne – naturalne jest najlepszym rozwiązaniem i najefektywniej byłoby wykorzystać je do zapewnienia komfortowych warunków pracy. Przy dużej ilości przeszkleń można powiązać system sterowania za pomocą odpowiednich czujników z rodzajem oświetlenia tak, by przez cały czas na powierzchni pracy był zapewniony odpowiedni poziom oświetlenia. Stosując z kolei multiczujniki, które dodatkowo oprócz ilości światła wykrywają obecność zwiększamy elastyczność systemu oświetlenia. Zastosowanie tego rodzaju rozwiązań umożliwia zmniejszenie poboru energii nawet o 60%.

Rys. 6. Oświetlenie metodą bezpośredniąRys. 6. Oświetlenie metodą bezpośrednią

Inny rodzaj sterowania może być używany w tzw. boksach biurowych, które są wydzielane z większych powierzchni i często nie posiadają bezpośredniego dostępu do światła dziennego. Brak światła naturalnego może negatywnie wpływać na samopoczucie oraz wydajność pracy. Dlatego rozwiązania pozwalające na sterowanie barwą światła stymulują do pracy i zastępują światło naturalne. System ten opiera się o badania, które wykazały powiązanie ilości i barwy światła na naszą aktywność. Białe chłodne światło powoduje, iż w naszych organizmach wydziela się hormon „stresu” kortyzol, który pobudza nasz organizm, z kolei światło ciepłe sprzyja relaksowi.

Rys. 7. Rys. 7.

Rodzaje źródeł i opraw dla pomieszczeń biurowych

Stawiając na najefektywniejszy sposób oświetlenia należałoby zdecydować się na system światła bezpośredniego, gdyż ma największą sprawność. Dzięki temu moc oświetlenia będzie stosunkowo mała. Decydując się na takie oświetlenie musimy sprawdzić czy oprawa ma odpowiedni kąt ochrony, czyli ograniczenie luminancji. W danych fotometrycznych oprawy powinniśmy znaleźć tabelę UGR oraz wykres luminancji (UGR < 19, luminancja oprawy w kącie 65° < 1000 cd/m2). W przypadku opraw biurowych warunki te muszą być spełnione, aby można było je zastosować w takim pomieszczeniu. By oprawa mogła być wykorzystana musi posiadać specjalnie skonstruowany raster paraboliczny lub inną optykę o odpowiednich kątach ochrony.

Rys. 8. Rys. 8.

Obecnie nie powinno się stosować innych rozwiązań niż systemy oświetlenia z elektronicznymi układami zapłonowymi. W Europie systemy TL-5 stanowią obecnie najniższy standard. Dodatkowo uzupełnienie o system sterowania pozwala na pełną kontrolę i świadome korzystanie z energii. Niestety tylko ponad 1% powierzchni biurowych jest w takie systemy wyposażony i tutaj jest dla projektantów bardzo duże pole do działania.

Rys. 9. Rys. 9.

Rozwój technologii LED daje nowe możliwości. Nie należy jednak zapominać o świadomym projektowaniu. Nie wystarczy bowiem zapewnienie producenta o jakości i ilości światła. Produkty tego typu muszą również spełnić wymagania co do barwy światła, ograniczonego kąta olśnienia oraz mieć możliwość zweryfikowania ich w programach obliczeniowych, tak by wyniki były jednoznaczne i porównywalne do tradycyjnych rozwiązań.

Rys. 10. Rys. 10. Rys. 110. Rys. 11.