Osvetlenie technologických priestorov tunela

V technologických priestoroch tunela a v priestoroch s technologickým vybavením v stavebných objektoch mimo tunela treba okrem splnenia fotometrických požiadaviek zabezpečiť aj zrakovú pohodu, zrakový výkon a bezpečnosť a zdravie personálu pri práci vo vnútorných pracovných priestoroch.

Zraková pohoda nepriamo vplýva na vyššiu úroveň kvality práce a zrakový výkon umožňuje personálu, ktorý zabezpečuje funkčnosť tunela, vykonávať zrakové úlohy a/alebo činnosti nielen v normálnom režime prevádzky tunela, ale aj pri náhradnom osvetlení.

Pri verejnom obstarávaní osvetľovacích zariadení v technologických priestoroch v tuneli a v priestoroch s technologickým vybavením v stavebných objektoch mimo tunela je nevyhnutné používať uniformný softvér (špeciálne vytvorený softvér, ktorý prevedie kompetentnú osobu celým procesom návrhu predmetných osvetľovacích zariadení v súlade s požiadavkami STN EN 12464-1 a STN EN 1838) schválený verejným obstarávateľom.

Svetelné prostredie

Hlavné parametre určujúce svetelné prostredie technologických priestorov v tuneli a v priestoroch s technologickým vybavením v stavebných objektoch mimo tunela sú
– osvetlenosť,
– oslnenie,
– smerované osvetlenie,
– farebný tón svetla a podanie farieb a
– energetická hospodárnosť.

Normálny režim prevádzky tunela

Osvetlenosť

Predmetom osvetlenia sú miesto zrakovej úlohy a/alebo činnosti, bezprostredné okolie a pozadie. Veľkosť a poloha miesta zrakovej úlohy a/alebo činnosti v rámci daného priestoru musia byť stanovené a zdokumentované.

Osvetlenosť a jej rozloženie v mieste zrakovej úlohy a/alebo činnosti a v bezprostrednom okolí významne vplývajú na to, ako rýchlo, bezpečne a pohodlne vníma a vykonáva zrakovú úlohu a/alebo činnosť personál zabezpečujúci funkčnosť tunela. Tam, kde sa na ploche vykonáva viacero druhov úloh a/alebo činností, musí osvetlenie vyhovovať požiadavkám na všetky tieto úlohy a/alebo činnosti.

Zmeny aktuálnych potrieb personálu sa odporúča dosiahnuť reguláciou, t. j. stmievaním alebo riadením osvetlenia. Stmievanie zvyšuje alebo znižuje svetelný tok LED svietidiel. Riadenie osvetlenia zahŕňa ovládanie LED svietidiel predmetnej osvetľovacej sústavy, napríklad nastavením rôznych svetelných scén v príslušných pásmach.

Hodnoty osvetlenosti, ktoré zabezpečujú minimálne požiadavky a sú uvedené v tab. 1, predstavujú udržiavanú osvetlenosť Ēm v mieste zrakovej úlohy a/alebo činnosti na porovnávacej rovine, ktorá môže byť horizontálna, vertikálna alebo naklonená

Počiatočnú osvetlenosť Ēi možno z Ēm vypočítať ako

kde fm je udržiavací činiteľ, ktorý má veľký vplyv na energetickú hospodárnosť.

Podľa STN P ISO/CIE TS 22012 musí projektant pre osvetľovacie zariadenia v danom prostredí stanoviť
– udržiavací činiteľ fm a uviesť všetky predpoklady použité na určenie jeho hodnoty a
– plán údržby pre dané miesto zrakovej úlohy a/alebo činnosti, v ktorom musia byť uvedené intervaly výmeny LED modulov, čistenia svietidiel, miestností atď.

Vysoké hodnoty činiteľa odrazu povrchov prispievajú k úsporám energie a vytvárajú lepšiu zrakovú pohodu.

Pri výbere materiálov sa odporúčajú tieto rozsahy činiteľa odrazu:
– strop: 0,7 až 0,9
– steny: 0,5 až 0,8
– podlaha: 0,2 až 0,6

Činiteľ odrazu predmetov v priestore (technologické vybavenie, nábytok atď.) sa nachádza v rozsahu od 0,2 do 0,7.

Rovnomernosť osvetlenosti Uo miesta zrakovej úlohy a/alebo činnosti nesmie byť menšia ako hodnoty minimálnej rovnomernosti uvedené v tab. 1. Minimálne požiadavky na udržiavanú osvetlenosť stien Ēm,steny a stropu Ēm,strop podľa miesta zrakovej úlohy a/alebo činnosti sú uvedené takisto
v tab. 1.

Osvetlenosť bezprostredného okolia súvisí s osvetlenosťou miesta zrakovej úlohy a/alebo činnosti. Bezprostredné okolie predstavuje pás so šírkou najmenej 0,5 m okolo miesta zrakovej úlohy a/alebo činnosti v zrakovom poli.

Osvetlenosť bezprostredného okolia sa pripúšťa nižšia ako osvetlenosť miesta zrakovej úlohy a/alebo činnosti, ale nesmie byť menšia, ako sú hodnoty uvedené v STN EN 12464-1. Požadovaná rovnomernosť osvetlenosti bezprostredného okolia je Uo ≥ 0,40.

Pozadie vytvára rovina na úrovni podlahy. Nadväzuje na bezprostredné okolie a siaha až po hranice priestoru. Odporúča sa, aby udržiavaná osvetlenosť pozadia predstavovala aspoň 1/3 osvetlenosti bezprostredného okolia. Rovnomernosť osvetlenosti na pozadí, stenách a strope musí byť Uo ≥ 0,10.

Na výpočet a meranie osvetlenosti v miestach zrakovej úlohy a/alebo činnosti, v bezprostrednom okolí a na pozadí je určená sieť kontrolných bodov (obr. 1) s približne štvorcovými bunkami. Pomer dĺžky a šírky bunky siete musí byť v rozmedzí 0,5 až 2. Maximálna veľkosť bunky kontrolnej siete je

kde
p ≤ 10 m,
d – dlhší rozmer výpočtovej plochy (m; ak je však pomer dlhšej strany ku kratšej 2 alebo viac, hodnotou d sa stáva kratší rozmer plochy),
p – maximálna veľkosť bunky siete (m).
Počet bodov v uvažovanom smere je najbližšie celé číslo pomeru d/p.

Výsledný rozstup bodov kontrolnej siete sa použije na určenie najbližšieho celočíselného počtu bodov siete v druhom smere. Tak bude pomer dĺžky a šírky bunky siete blízky číslu 1.

Poznámka: Uvedený vzťah bol odvodený za predpokladu, že p je úmerné log (d), kde:
p = 0,2 m pri d = 1 m
p = 1 m pri d = 10 m
p = 5 m pri d = 100 m

Hodnoty osvetlenosti sa počítajú a merajú v stredových bodoch obdĺžnikov kontrolnej siete (obr. 1).

Oslnenie

Oslnenie sa požaduje obmedziť, aby sa predišlo chybám, únave a nehodám. Môže sa pociťovať ako nepohoda, alebo ako znížená vizuálna funkcia.

Oslnenie spôsobené odrazmi na zrkadlových povrchoch je známe ako závojový odraz alebo oslnenie odrazom.

Oslnenie možno obmedziť:
– clonením svetelnočinných častí svietidiel s veľkým jasom,
– vhodnou orientáciou pracovísk.

Svietidlá na osvetlenie daného priestoru sa musia vyberať na základe posúdenia oslnenia spôsobeného svietidlami osvetľovacej sústavy s použitím tabuľkovej metódy jednotného systému hodnotenia oslnenia CIE (UGR).

Poznámka: Tabuľková metóda UGR je podrobne uvedená v dokumentoch CIE 117 a CIE 190.

Tabuľkovou metódou možno stanoviť dve hodnoty UGR v miestnostiach s obdĺžnikovým tvarom a s rovnomerným rozmiestnením svietidiel s rovnakou závesnou výškou a rovnakou orientáciou v priestore, a to pri polohe pozorovateľa uprostred príslušnej steny a pohľade vodorovným smerom. Podmienkou je, že v osvetľovacej sústave je použitý len jeden typ svietidla.

Predpokladá sa, že priemerná výška oka sediaceho pozorovateľa je 1,2 m a stojacieho pozorovateľa 1,5 m. Hodnoty určené tabuľkovou metódou UGR nesmú presiahnuť hraničnú hodnotu RUGL uvedenú v tab. 1. Hraničné hodnoty RUGL sú vybrané z radu 16, 19, 22, 25, 28, pričom 16 je najnižšia požadovaná hodnota (napríklad pre priestory s monitormi) a hodnota 28 je určená pre priestory s najmenej zrakovo náročnými činnosťami. Jedna jednotka UGR je pritom najmenší zrakom zistiteľný krok.

V projektovej dokumentácii je nevyhnutné uviesť všetky predpoklady stanovenia hodnoty RUGL. Týka sa to navrhnutých svietidiel, rozmerov miestnosti, odrazivosti povrchov stien, stropu a predmetov v priestore, ako aj pomeru rozstupu svietidiel k ich závesnej výške.

Odrazy s vysokým jasom môžu takisto nepriaznivo zmeniť viditeľnosť v mieste zrakovej úlohy a/alebo činnosti. Závojovému odrazu a oslneniu odrazom sa možno vyhnúť, alebo znížiť ich dosah:
– vhodným usporiadaním miest zrakovej úlohy a/alebo činnosti pri danej orientácii svietidiel
– úpravou povrchov stien a stropu (matné povrchy)
– svetlými stenami a svetlým stropom
– obmedzením jasu svietidiel

Smerované osvetlenie

Osvetlenie nemá byť príliš smerované, aby nevznikli ostré tiene, ale ani priveľmi rozptylné, lebo by to mohlo viesť k veľmi jednotvárnemu svetelnému prostrediu.

Ostrým tieňom, ktoré narúšajú vykonávanie zrakovej úlohy a/alebo činnosti, sa treba vyhnúť. Niektoré tiene však možno použiť na zvýraznenie predmetov alebo ovplyvnenie viditeľnosti miesta zrakovej úlohy a/alebo činnosti.

Farebný tón svetla a podanie farieb

Kvalita farby približne bieleho svetla svetelných zdrojov je charakterizovaná dvomi parametrami, a to
– farebným tónom a
– schopnosťou podať farby.

Farebný tón svetelných zdrojov sa vzťahuje na zdanlivú farbu (chromatickosť) vyžarovaného svetla. Charakterizuje ho náhradná teplota chromatickosti (Tcp).

Pre dobrý zrakový výkon a pocit zrakovej pohody musí byť farba prostredia, predmetov a ľudskej pokožky podaná dostatočne presne. Na objektívne označenie vlastností svetelných zdrojov z hľadiska podania farieb sa používa všeobecný index podania farieb Ra.

Maximálna hodnota Ra je 100. Táto hodnota sa zmenšuje so zhoršujúcou sa kvalitou podania farieb.

Poznámka: Na podanie farieb majú vplyv odrazné vlastnosti všetkých povrchov v danom priestore. Vlastnosti svetla vyžiareného svietidlom môžu byť z hľadiska podania farieb skreslené optikou, zasklením a farebnými povrchmi.

S ohľadom na energetickú hospodárnosť treba použiť svietidlá s LED modulmi s náhradnou teplotou chromatickosti Tcp cca 4 000 K a všeobecným indexom podania farieb Ra ≥ 70.

Požiadavky na energetickú hospodárnosť

Osvetľovacie sústavy je nevyhnutné navrhnúť tak, aby spĺňali požiadavky na osvetlenie miesta zrakovej úlohy a/alebo činnosti v rámci daného priestoru energeticky hospodárnym spôsobom. Je však dôležité, aby sa spotreba energie neznižovala na úkor vizuálneho hľadiska osvetlenia. Požadované hodnoty udržiavanej osvetlenosti uvedené v tab. 1 sú minimálne hodnoty a treba ich udržiavať.

Úspory energie sa dajú dosiahnuť riadením osvetlenia podľa obsadenosti daného priestoru, správnou údržbou osvetľovacej sústavy a využitím všetkých možností regulácie osvetlenia.

Postup odhadu energetickej náročnosti osvetľovacej sústavy je v STN EN 15193-1. Táto norma uvádza metodiku na výpočet číselného ukazovateľa energie na osvetlenie (angl. Lighting Energy Numerical Indicator – LENI), ktorý reprezentuje energetickú hospodárnosť osvetlenia budov.

Osvetlenie pracovných miest so zobrazovacími zariadeniami (DSE)

Osvetlenie pracovných miest so zobrazovacími zariadeniami musí vyhovovať pre všetky úlohy a/alebo činnosti, ktoré sa na pracovnom mieste vyskytujú, napríklad čítanie z obrazovky, čítanie tlačeného textu, písanie na papier, práca s klávesnicou.

Pre tieto pracovné miesta treba navrhnúť osvetľovaciu sústavu podľa druhu priestoru, úlohy a/alebo činnosti.
Odrazy na obrazovke a niekedy aj na klávesnici môžu spôsobiť nepohodu alebo zníženú vizuálnu funkciu.

Preto je potrebné svietidlá vybrať, umiestniť a usporiadať tak, aby nedochádzalo k odrazom vysokého jasu.

Svetlo môže znížiť kontrast obrazu na DSE
– závojovými odrazmi spôsobenými osvetlením povrchu obrazovky, alebo
– jasom svietidiel a jasných povrchov, ktoré sa odzrkadľujú na obrazovke.

Požiadavky na vizuálnu kvalitu obrazoviek týkajúce sa nežiaducich odrazov stanovuje STN EN ISO 9241-307/C.

V tab. 3 sú uvedené hraničné hodnoty priemerného jasu svietidiel pre uhly ≥ 65° od nadol smerujúcej vertikálnej osi radiálne okolo svietidiel a pre pracovné miesta s vertikálnymi alebo naklonenými obrazovkami až do uhla 15°.

Ak pri návrhu osvetlenia nie je známy typ obrazovky, projektant musí oboznámiť užívateľa s jasovými kritériami použitými pri výbere svietidiel na osvetlenie daného priestoru.

Niektoré zrakové úlohy, činnosti alebo výrobné technológie obrazoviek si vyžadujú odlišný spôsob osvetlenia (napr. nižšie hranice jasu, špeciálne clonenie, individuálne stmievanie atď.).

V niektorých priestoroch sú obrazovky chránené prídavným čelným zasklením. Nežiaduce odrazy na týchto ochranných zaskleniach sa musia obmedziť vhodnými opatreniami (napr. antireflexnou úpravou, sklonom ochranného skla alebo clonami).

Náhradné osvetlenie

V technologických priestoroch tunela a v priestoroch s technologickým vybavením v stavebných objektoch mimo tunela, kde prerušenie osvetlenia miest zrakovej úlohy a/alebo vykonávaných činností môže pri poruche napájania normálneho osvetlenia ohroziť bezpečnosť premávky, technologického zariadenia alebo obsluhy, sa navrhuje náhradné osvetlenie, ktoré musí spĺňať požiadavky STN EN 1838.

V týchto miestnostiach sa musí zabezpečiť náhradné osvetlenie s úrovňou osvetlenosti min. 30 lx a s rovnomernosťou osvetlenosti U0 ≥ 0,1.

Overovacie postupy

Osvetľovacie sústavy a vlastnosti prostredia technologických priestorov v tuneli a priestorov s technologickým vybavením v stavebných objektoch mimo tunela sa musia vzhľadom na návrhové predpoklady skontrolovať.

Pri overovaní súladu s požiadavkami na osvetlenosť sa body kontrolnej siete na meranie musia zhodovať s bodmi kontrolnej siete použitými pri výpočte. Overenie sa musí vzhľadom na kritériá vykonať pre relevantné povrchy.

Pri opakovaných meraniach sa musí použiť vždy rovnaká sieť kontrolných bodov.
Overenie osvetlenosti, ktorá súvisí s určitými zrakovými úlohami, sa musí vykonať meraním v rovine konkrétnej zrakovej úlohy.

Pri overovaní osvetleností s ich skutočnými hodnotami je potrebné mať overenie, resp. kalibráciu použitých meradiel, uvádzané fotometrické údaje svietidiel, návrhové hodnoty odrazivostí povrchov atď.
Z nameraných hodnôt sa musia vypočítať priemerná osvetlenosť a rovnomernosť osvetlenosti. Ich hodnoty pri zohľadnení udržiavacieho činiteľa nesmú byť menšie ako stanovené hodnoty.

Overené hodnoty UGR získané tabuľkovou metódou musí poskytnúť výrobca svietidiel použitých v osvetľovacích sústavách. Pre poskytované UGR tabuľky sa musí uviesť rozstup svietidiel.

Overené údaje náhradnej teploty chromatickosti Tcp a indexu podania farieb Ra pre použité LED moduly v osvetľovacích sústavách musí poskytnúť výrobca svietidiel. Skutočné údaje LED modulov treba skontrolovať meraním ručným spektrorádiometrom.

Pre každý tunel sa musí vypracovať individuálny servisný a prevádzkový manuál.

TEXT: prof. Ing. Pavol Horňák, DrSc.

Pavol Horňák je spracovateľ STN 36 0420, člen TK 7 Pozemné komunikácie a TK 108 Svetlo a osvetlenie ÚNMS SR a expert TK CEN/TC169/WG6 Osvetlenie
tunelov a expert SNAS.

Literatúra
1. STN EN 12665 Svetlo a osvetlenie. Základné termíny a kritériá na stanovenie požiadaviek na osvetlenie.
2. STN EN 1838 Svetlo a osvetlenie. Núdzové osvetlenie.
3. STN EN 12464-1 Svetlo a osvetlenie. Osvetlenie pracovísk. Časť 1: Vnútorné pracoviská.
4. STN CEN/TS 17165 Svetlo a osvetlenie. Postup pri návrhu osvetľovacej sústavy.
5. STN EN IEC 60598-1 Svietidlá. Časť 1: Všeobecné požiadavky a skúšky.
6. STN EN 62722-2-1 Prevádzkové vlastnosti svietidiel. Časť 2-1: Osobitné požiadavky na svietidlá LED.
7. STN EN 62717 Moduly LED na všeobecné osvetlenie. Prevádzkové požiadavky.
8. STN EN ISO/IEC 17025 Všeobecné požiadavky na kompetentnosť skúšobných a kalibračných laboratórií.
9. STN EN 13032-1 Svetlo a osvetlenie. Meranie a vyhodnotenie fotometrických údajov svetelných zdrojov a svietidiel. Časť 1: Meranie a formulár súborov.
10. STN EN 13032-2 Svetlo a osvetlenie. Meranie a vyhodnotenie fotometrických údajov svetelných zdrojov a svietidiel. Časť 2: Prezentácia údajov pre vnútorné a vonkajšie pracovné miesta.
11. STN EN 13032-3 Svetlo a osvetlenie. Meranie a vyhodnotenie fotometrických údajov svetelných zdrojov a svietidiel. Časť 3: Vyhodnotenie údajov pre núdzové osvetlenie pracovných miest.
12. STN EN 13032-4 Svetlo a osvetlenie. Meranie a vyhodnotenie fotometrických údajov svetelných zdrojov a svietidiel. Časť 4: LED zdroje, moduly a svietidlá.
13. STN P ISO/TS 21274 Svetlo a osvetlenie. Uvádzanie osvetľovacích systémov v budovách do prevádzky.