Małgorzata Górczewska Politechnika Poznańska, Zakład Techniki Świetlnej i Elektrotermii Oświetlenie elektryczne 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
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
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
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
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/m 2 ] 0,3 0,5 1,0 1,5 2,0 3,0 LPS 0,25-18% -14% -9% -6% -5% -2% HPS 0,65-8% -6% -4% -3% -2% -1% LRF 1,05 1% 1% 1% 0% 0% 0% MH ww 1,45 9% 7% 5% 3% 3% 1% LEDcw 2,25 24% 19% 12% 9% 7% 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 Poziom natężenia oświetlenia [lx] zależny od S/P Klasa S S/P = nieznane Ra<60 S/P = 1,2 Ra >60 S/P = 2 Ra>60 E śr E min E śr E min E śr E min S1 15,0 3,0 13,4 2,7 12,3 2,5 S2 10,0 2,0 8,0 1,7 7,7 1,5 S3 7,5 1,5 6,3 1,3 5,5 1,1 S4 5,0 1,0 4,0 0,8 3,4 0,7 S5 3,0 0,6 2,2 0,4 1,8 0,4 S6 2,0 0,4 1,4 0,4 1,1 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
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