Unutarnja rasvjeta

PROJEKTIRANJE

UNUTARNJE RASVJETE

Prof.dr.sc. Slavko Krajcar

Aljoša Šribar, dipl.ing. OSRAM d.o.o.

Električna rasvjeta, 2009/2010Električna rasvjeta, 2012/2013

Zahtjevi pri projektiranju rasvjete

• Namjena prostora određuje jakost i tip rasvjete

• Geometrija prostora određuje izvedbu (način ugradnje)

• Specifični zahtjevi

• Nivo rasvijetljenosti (Em) - u skladu s procesom približavanja Europskoj uniji u području normizacije u približavanja Europskoj uniji u području normizacije u Republici Hrvatskoj su 2008. godine prihvaćene dvije europske norme iz područja rasvjete radnih mjesta: HRN EN 12464-1 (radna mjesta u unutarnjim prostorima) HRN EN 12464-2 (radna mjesta u vanjskim prostorima)

• Norme propisuju prosječnu rasvijetljenost, jednolikost,minimalni faktor uzvrata boje, ograničenje bliještanja ili neki specifičan zahtjev


Vizualni komfor• Ispravna rasvjeta omogućuje vizualni komfor (ugodnost) !

– odgovarajući nivo rasvijetljenosti

– ravnomjernost rasvijetljenosti

– jednolika luminancija

– ograničenje luminancije - izaziva umor

– zadovoljavajući kontrast - potrebno je razlikovati objekt i njegovu pozadinu

– ispravno usmjerenje rasvjete - osigurava 3D percepciju

– ugodna sjenovitost - postiže se kombinacijom difuzne i direktne rasvjete

– odgovarajući faktor uzvrata boje

– odgovarajuća temperatura boje svjetlosti

– atmosfera - moguće ju je stvoriti rasvjetom

– efikasnost sustava rasvjete

• smanjenje potrošnje električne energije• smanjeni troškovi održavanja rasvjetnog sustava


Osnovni koncepti: HRN EN 12464-1

� 0,5m

“Task Area”

Jednolikost

g1= Emin /Em

g1 �� 0,7

“Surrounding Area”

g1 �� 0,5

� Task area

� “Održavana rasvijetljenost”


Vertikalna rasvijetljenost

Potrebno za: - prepoznavanje lica, izraza lica i ges ti- sjajnost vertiklanih ploha / sjajnost sobe

NOVO: - rasvijetljenost na visini 1,20m: Em 150 lx uz Uo > 0,10


Kalkulacijske ploheStrop Bočni zid

PolicaPozadinaTask Area Surrounding Area


Room design information

Offices Work description Lux Em UGR

Open plan office purely screen based work 300 19mainly paper but also screen based work 500 19

Deep plan office 500/750 19

Cell office purely screen based work 300 19mainly paper but also screen based work 500 19

HRN EN 12464-1

mainly paper but also screen based work 500 19

Graphics work station 300 19

Dealing rooms 300/500 19

Executive office 300/500 19

Meeting rooms normal meetings 300 19meetings with more intensive reading 500 19

Training rooms presentation and note taking 300 19detailed study and writing 500 19


Room design information

Offices Work description Lux Em UGR

Reprographics room reprographic equipment 300 Ev 22collating, binding, dispatch 300 22

Libraries reading desks and counters 500 19general 300 19bookcase right down to bottom shelf 200 Ev 19

Archives/documents general storage 300 25

HRN EN 12464-1

Archives/documents general storage 300 25shelving 200 Ev 25

Canteen general 200 22serveries 300 22kitchen 500 22

Entrance /reception general 200 22reception desk, seating 300 22

Atrium 50 -500 --

Corridor illumination measured at floor level but high level illuminance needed to light faces 100 25


neudobno

udobno

Kruithof-ova krivulja pokazuje koje vrijednosti rasvijetljenosti su udobne pri određenim temperaturama boja. Općenito, viša temperatura boje traži i višu rasvijetljenost.

Temperaturom svjetla postavljamo atmosferu rasvjetnog sustava. Tako se npr. za intimniju atmosferu preporuča korištenje toplijih temperatura boja, što i bolje odgovara manjim nivoima rasvijetljenosti.

Udobnost svjetla

neudobno

Ovisno o tipu radnog zadatka koji se obavlja, potrebno je odabrati i izvore svjetla s odgovarajućim faktorom uzvrata boje.

Posebna se pažnja posvećuje ergonomiji na radnom mjestu – postizanju udobne rasvjete. Ovdje posebnu ulogu imaju elektroničke predspojne naprave, koje osiguravaju mirno svjetlo bez treperenja i stroboskopskog efekta na 50 Hz, budući da rade na frekvencijama od 20-30 kHz. Također omogućuju i dodatnu udobnost korištenjem regulacije svjetlosnog toka.

Kruithof-ova krivulja


Direktno blještanje Indirektno blještanje

Blještanje i sjenovitost

Pri izboru i pozicioniranju svjetiljaka treba voditi računa o blještanju. Neodgovarajuća pozicija može proizvesti direktno ili indirektno blještanje, što ometa gledanje. Zbog toga se izabiru mat radne površine, a luminancija unutar sobe ne bi smjela biti veća od 200 cd/m2.

SjenovitostKontrast i sjenovitost omogućuju naglašavanje objekta.


Ograničenje blještanja za rad s računalom


Razlikujemo psihološko blještanje (utječe na vizualne performanse) i neugodno blještanje (može uzrokovati umor).

Direktno blještanje je moguće kontrolirati izborom odgovarajućih svjetiljaka. Pri tome se smatra da je kontrola uspješna ako sjajnost (luminancija) za kutove gledanja između 45° i 85° stupnjeva ne prelazi vrijednosti u krivuljama ograničenja blještanja (tzv. Söllner krivulje).

Krivulje blještanja dostupne su kod proizvođača svjetiljaka, pri čemu ograničenje blještanja ovisi o nivou rasvijetljenosti i položaju svjetiljke i promatrača (omjer a/d).

Standardi propisuju određene klase

Kontrola blještanja

Standardi propisuju određene klase kontrole blještanja ovisno o aktivnosti i prostoru.

Blještanje je kontrolirano ako se krivulja za svjetiljke (promatraju se samo krivulje za C0/180 i C90/270) nalazi lijevo od graničnih krivulja blještanja.

Ova metoda se napušta, budući da uzima u obzir samo blještanje pojedine svjetiljke, a ne cijelog sustava. Zbog toga je razvijena metoda UGR (Unified Glare Rating) koja uzima u obzir utjecaj svih svjetiljaka i sjajnost pozadine. UGR će biti ugrađen u nove CIE preporuke.


UGR faktor - kontrast između svetiljke i pozadine

Veličina prostora

Prosječna sjajnostsvjetiljaka

Sjajnost pozadine

UGR – “Unified Glare Rating”

Pojednostavljena metoda ocjene blještanja

Pozicija i smjer gledanja

promatrača

Sjajnost pozadine


a

UGR se računa prema sljedećoj formuli:

= ∑ 2

2

b pL

L25,0

log8UGRωωωω

Lb = sjajnost pozadineL = sjajnost svjetiljke u smjeru

promatračaω = prostorni kut promatračap = Guth indeks

Najviša vrijednost dobivena za sve moguće kombinacije

Jednolikost rasvijetljenosti

Jednolikost rasvijetljenosti je omjer minimalne i prosječne vrijednosti rasvijetljenosti (Emin/Em).

Potrebno je osigurati što jednolikiju rasvijetljenost radne plohe, pri čemu za radnu plohu ovaj omjer ne bi smio biti manji od 0,7, a za okoliš ne manji od 0,5.

sve moguće kombinacije promatrača i svjetiljke uzima se kao UGR indeks prostorije (obično između 10 – bez blještanja i 30 – naglašeno psihološko blještanje).


U projektiranju unutarnje rasvjete najvažniji je proračun nivoa rasvijetljenosti. Vodeći računa o svim preduvjetima za dizajn rasvjetnog sustava, pred projektanta se postavlja pitanje koliko svjetiljaka i s kojim izvorima svjetlosti je potrebno koristiti da se postigne određeni nivo rasvijetljenosti. Osim toga, često se provodi i proračun blještanja.

Postoji više metoda za proračun rasvijetljenosti:

Metoda iskoristivosti (lumen metoda)

Proračun rasvijetljenosti u točki (metoda točke)

Metoda izoluks krivulja

Svjetlotehnički proračun

Metoda iskoristivosti

Metoda iskoristivosti je jednostavna i dovoljno precizna metoda za proračun jednostavnijih unutarnjih prostora. Do šire uporabe računala u procesu projektiranja, ovo je bila najšire korištena metoda za proračun unutarnje rasvjete.

Ovom metodom proračunava se prosječna rasvijetljenost nekog prostora, odnosno moguće je za željeni nivo rasvijetljenosti proračunati potreban broj svjetiljaka. Metoda kreće od osnovne pretpostavke da je prosječna rasvijetljenost radne plohe:

Em=(ukupan svj. tok na radnoj plohi)/(površina radne plohe)

Pri tome se koristi faktor iskoristivosti prostora ηR , koji pokazuje odnos između svjetlosnog toka svjetiljke i svjetlosnog toka koji pada na radnu plohu. Faktor iskoristivosti prostora definiran je u tabelama u priručnicima, a ovisi o dimenzijama prostora i faktorima refleksije ploha.

ηR=f(k, ρ), gdje je k faktor prostora, i iznosi , gdje je h= H-0,85 (udaljenost radne plohe od stropa))ba(h

bak

+×=


ba

fηηΦnnE RLis

m ××××××=

ns = broj svjetiljakani = broj izvora svjetlosti u svjetiljciηL = pogonska iskoristivost svjetiljkeηR = faktor iskoristivosti prostoraf = faktor održavanjaa,b =dimenzije prostora

Faktor održavanja uzima u obzir smanjenje svjetlosnog toka svjetiljke tokom pogona, i to zbog smanjenja svjetlosnog toka izvora i zbog prljanja same svjetiljke. Iznosi 0,7 - 0,9, ovisno o prostoru i rasvjetnom sustavu. Često se definira i faktor planiranja (1/f), koji nam govori koliko višu rasvijetljenost trebamo planirati zbog smanjenja u pogonu.


pogonu.

Primjer proračuna

Potrebno je izračunati potreban broj svjetiljaka za rasvjetu konferencijske dvorane sljedećih dimenzija:a= 15 mb= 8 mH= 3,4 mh = 2,55 m

Prema preporukama potrebno je postići prosječnu rasvijetljenost od 300 lx, uz uzvrat boje kategorije 2A.S obzirom na prostor odabire se nadgradna svjetiljka s dvije fluokompaktne žarulje OSRAM DULUX L 24W/830, temperature boje 3100 K, i kategorije uzvrata boje 1B, sa svjetlosnim tokom od 1800 lm.

Iz kataloga proizvođača svjetiljaka očita se podatak o iskoristivosti svjetiljke ηL = 0,58, uz prikazanu fotometrijsku karakteristiku.


Nadgradne svjetiljkeFaktor refleksije

Strop 0.8 0.8 0.8 0.5 0.5 0.8 0.8 0.5 0.5 0.3

Zidovi 0.8 0.5 0.3 0.5 0.3 0.8 0.3 0.5 0.3 0.3

Radna ploha

0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1

Faktor prostorak

Faktor iskoristivosti prostora %

Projektiranje rasvjete

Unutarnja rasvjeta

Poznata je i refleksija ploha u prostoru:Strop =0,8Zidovi = 0,5Radna ploha = 0,3

Budući vrijedi da je:

05,2)815(55,2

815)ba(h

bak =

+×=

+×=


0.6 73 46 37 44 36 66 36 42 35 35

0.8 82 57 47 54 46 74 45 51 44 44

1.0 91 66 56 62 54 80 53 59 52 51

1.25 98 75 65 70 62 85 61 66 60 59

1.5 103 82 73 76 69 89 67 72 66 65

2.0 109 91 82 84 78 94 75 78 73 72

2.5 114 98 90 90 84 97 81 83 79 77

3.0 117 103 96 95 90 99 86 87 83 82

4.0 120 109 103 100 95 101 91 91 88 86

5.0 122 113 107 103 98 103 93 93 91 8

Iz tabele slijedi da je ηR = 0,91

Potreban broj svjetiljaka je:

7,238,091,058,018002

300815fηηΦn

Eban

RLi

ms

=××××

××

=××××

××=

Koriste se 24 svjetiljke.

Zbog dimenzija prostorije, kako bi se postigla što veća jednolikost, svjetiljke se raspoređuju 3×8.


Ova metoda daje puno preciznije rezultate rasvijetljenosti, i može se koristiti za proračun rasvijetljenosti u proizvoljnoj točki. Pogotovo je pogodna kod proračuna računalom, budući da se prostor može podijeliti u proizvoljno veliki broj točaka, u kojim se proračuna rasvijetljenost u točki, a zatim se prosječna rasvijetljenost računa kao aritmetička sredina svih rasvijetljenosti.

Rasvijetljenost u svakoj plohi ima vertikalnu i horizontalnu komponentu (koja se češće koristi).

U proračunu unutarnje rasvjete računa se direktna i indirektna komponenta rasvjete (uz ograničen broj iteracija), kao i utjecaj namještaja na refleksiju svjetla.

Ako je omjer udaljenosti točke P i najveće dimenzije svjetiljke veći od 5, svjetiljka se aproksimira točkastim izvorom svjetla.

γcosI

E 3γ=γγγγγγγγ sin cos

h

IE 2γ

V=

Metoda točke

γcosh

IE 3

p

γ

H= h

p

V

Horizontalna rasvijetljenost u točki Vertikalna rasvijetljenost u točki

∑=

=n

1ii

EE Zbraja se doprinos svih izvora u prostoru, kao i refleksija.


Kada se svjetiljka ne može aproksimirati točkastim izvorom svjetla (npr. fluorescentne svjetiljke), rasvijetljenost u točki dobiva se integracijom. Pri tome je vrijednost Iγ uvijek dostupna iz fotometrijske karakteristike svjetiljke.

Rasvijetljenost u točki

Horizontalna rasvijetljenost u točki za linijski izvor

Vertikalna rasvijetljenost u točki za linijski izvor

Documents

Unutarnja rasvjeta