Fot. ADOBESTOCKOświetlenie w miejscu pracy musi być tak zorganizowane przez pracodawcę, aby światło było zgodne z przepisami. Co to oznacza? – w dużym skrócie to, że natężenie światła powinno być odpowiednio wysokie, że światło powinno pozytywnie wpływać na samopoczucie pracowników i nie powodować dyskomfortu (np. efekt olśnienia wskutek ciągłego oślepiania) bądź pogłębiania ewentualnych wad wzroku. W gruncie rzeczy światło biurowe powinno jak najbardziej udanie naśladować światło dzienne. Z punktu widzenia polskiego prawa, gdy przychodzi do rozmowy o oświetleniu dla biur, należy wskazać na przepisy zawarte w Rozporządzeniu Ministra Pracy i Polityki Społecznej w sprawie ogólnych przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy oraz na dwie polskie normy (zgodne z europejskimi): PN-EN 12665:2008, o nazwie „Światło i oświetlenie – Podstawowe terminy oraz kryteria określania wymagań dotyczących oświetlenia” i PN-EN 12464- 1:2012, o nazwie „Światło i oświetlenie – Oświetlenie miejsc pracy. Część 1: Miejsca pracy we wnętrzach”. Z dokumentów tych wynika obowiązek zapewnienia pracownikom wymaganego natężenia światła na płaszczyźnie pracy wzrokowej, przy czym nie może dochodzić do zbyt dużych różnic luminacji w bliższym i dalszym otoczeniu powierzchni pracy. Oczywiście wymóg ten nie może stać w sprzeczności z aspektami energetycznymi, co oznacza, że działania zmierzające do zmniejszenia zużycia energii przez oświetlenie nie mogą powodować pogorszenia aspektów związanych z postrzeganiem. Rozporządzenie zaznacza ponadto, że wskazane jest wykorzystanie światła dziennego – i to w sposób maksymalny, gdyż jest ono najzdrowsze dla naszego zmysłu wzroku.
Sterowanie oświetleniem i zautomatyzowanie jego zachowania to droga do oszczędności i wygody, oparta o całe zaplecze osprzętu towarzyszącego oprawom LED, bez którego sterowanie oświetleniem nie jest możliwe. I nie chodzi tu o piloty czy manipulatory montowane w ścianach – które są oczywiście niezbędne – lecz w głównej mierze o czujniki o różnych możliwościach i zróżnicowanym przeznaczeniu.
Na ich czele stoją czujniki ruchu i czujniki obecności. Różnicę między nimi można najkrócej opisać w następujący sposób: czujniki obecności wykrywają nie tylko aktywne przemieszczanie się ludzi, ale przede wszystkim bardzo nikłe ruchy, niewielkie zmiany w pozycji osób przebywających niemal nieruchomo w polu wykrywania (pracownik przed komputerem), zaś czujniki ruchu to „specjaliści” od detekcji ruchu polegającego na aktywnym przemieszczaniu się osób w biurze (pracownik przechodzący od biurka do kserokopiarki). Ich działanie oparte jest najczęściej na technologii PIR (Passive Infra Red), czyli na detekcji promieniowania cieplnego wykrywanych obiektów.
Ze względu na bardzo wysoką skuteczność w biurach z reguły stosuje się czujniki obecności oparte na falach ultradźwiękowych oraz na falach wysokiej częstotliwości. W tych pierwszych fale wysyłane są aktywnie przez czujnik i obejmują całe pomieszczenie. Ich odbicie analizowane jest zgodnie z zasadą Dopplera. Czujniki ultradźwiękowe reagują niezawodnie nawet na najmniejsze ruchy lub przemieszczenia obiektów w przestrzeni wykrywania. Wykrywają ruch nawet wtedy, gdy od poruszającej się osoby dzieli je np. typowa ścianka działowa. Ich wadą jest to, że nie odróżniają obiektów żywych od przedmiotów martwych, dlatego często łączy się je z czujnikami PIR.
Czujniki wysokich częstotliwości, zwane czujnikami HF (High Frequency) oparte są na emisji fal wysokiej częstotliwości (5,8 GHz), które mogą przechodzić przez szklane ściany lub ścianki z lekkich materiałów oraz przez drewno. Ich powracające do czujnika echo przechodzi analizę przez moduł elektroniczny i jeżeli wewnątrz obszaru wykrywania, ruch obiektu zmieni obraz echa, wówczas czujnik wyśle impuls do centralki systemu lub samej oprawy (wszystko zależy od konfiguracji systemu). Podstawą w systemach sterowania oświetleniem są też czujniki zmierzchowe, czyli takie, które badają ile światła dziennego jest w danym pomieszczeniu. Przy ustawionym przez użytkownika progu, po którego przekroczeniu dziennego światła jest już zbyt mało w pomieszczeniu, czujniki wysyłają sygnał o potrzebie uruchomienia oświetlenia które kompensuje brak dziennego światła. Oczywiście gdy powraca światło dzienne i jego natężenie notowane jest powyżej ustawionego progu, czujniki decydują o wyłączeniu oświetlenia.
W świecie automatycznego oświetlenia biurowego pojawiło się ostatnio kilka nowych trendów – i nie chodzi tu o tendencję do przestawiania się na energooszczędne źródła światła, na diody LED, bądź starania o maksymalnie wierne odwzorowywanie barw otoczenia dzięki zastosowaniu optymalnego światła, gdyż są to już działania mainstream’owe. Chodzi o kilka nowatorskich idei i rozwiązań dopiero zaznaczających swoją obecność na rynku, z których dwa najciekawsze zostały opisane poniżej.
Wiadomo, że światło wpływa na naszą psychikę, nastroje, nasze samopoczucie. Wiadomo też, że światło naturalne – słoneczne – zmienia się w ciągu całego dnia. Południowe silne światło jest dla nas naturalne i oczywiste o swojej właściwej porze, jednak późnym wieczorem spowoduje dyskomfort. Podobnie ze światłem wieczorowym – nie jest oczekiwane w porze wczesnego przedpołudnia – a gdyby wówczas się pojawiło, powodowałoby uczucie rozdrażnienia, wywołałoby poczucie, że „coś jest nie tak”. W biurach często spędzamy czas od godzin porannych do wieczornych, podczas których naturalne światło zmienia się stopniowo – pozornie w sposób niezauważalny, ale jednak podświadomie przez nas odczuwany. Producenci oświetlenia od pewnego czasu podejmują próby naśladowania zmian naturalnego światła, by zapewnić nam większy komfort i robią to poprzez rozwiązania regulujące natężenie, temperaturę barwową czy stopień rozproszenia światła, udanie naśladując naturę. Takie produkty pozwalają też na zakłócanie cyklu, gdy jest to uzasadnione. Jeśli wieczorem pracowników czeka wytężony wysiłek umysłowy, to wówczas ich zmęczenie można w dużej mierze pokonać poprzez ustawienie światła typowego dla godzin przedpołudniowych, kiedy to z reguły pracują najintensywniej przy białym świetle. Narzucone w ten sposób ostre światło zmobilizuje mózgi pracowników do bardziej wytężonej pracy, niejako trochę je oszukując.
Inteligentne systemy oświetleniowe mogą się uczyć zwyczajów dotyczących korzystania z oświetlenia w określonych pomieszczeniach lub całych kompleksach pomieszczeń. Producenci takich rozwiązań dostarczają moduły, które zapamiętują w ciągu tygodnia lub kilku tygodni wszystkie powtarzające się praktyki, tworząc z nich swoistą mapę, czy też raczej program, na którym system zaczyna się coraz intensywniej opierać. Pozwala to często zwolnić użytkowników z nieco mozolnej chwilami pracy, jaką jest programowanie ustawień na dni robocze i na dni, gdy biura pozostają puste. System robi to za nich – sam się uczy i stopniowo wdraża dopracowany grafi k oparty na autentycznej obserwacji tego, co się dzieje w określonych pomieszczeniach. Dzięki temu uruchomienie oświetlenia w kluczowych miejscach tuż przed rozpoczęciem prac w biurach oraz wygaszenie go po określonym czasie może odbywać się automatycznie bez potrzeby programowania tej funkcji przez człowieka. Oczywiście jeśli któryś pracownik zostaje dłużej po godzinach, czujniki pilnują, by jego stanowisko pracy było właściwie oświetlone.
Fot. ADOBESTOCKBazą dla systemów sterowania oświetleniem w biurach jest z reguły standard interfejsu dla elektronicznych układów zasilających, z możliwością regulacji strumienia świetlnego typu open-source, o nazwie DALI. Za jego pomocą można kontrolować indywidualnie do 64 elektronicznych układów zasilających przy pomocy dwużyłowej linii sterującej, która jest niezależna od linii zasilającej. Możliwości DALI są bardzo duże, gdyż jest on uniwersalnym interfejsem dla wszystkich składników: sterowników oświetleniowych, czujników ruchu i obecności, cyfrowych ściemniaczy, układów zasilających i samych opraw. W tym systemie grupy opraw oświetleniowych nie muszą być przypisywane na etapie projektowania – można je później ustawić przy pomocy sterownika, (pojedyncze oprawy jak i grupy opraw nie są ze sobą połączone na stałe lecz przypisywane przez sterownik, przy czym składy grup można w każdej chwili modyfikować). Do włączania oświetlenia nie używa się przekaźników – odbywa się to wyłącznie poprzez linię sterującą. Ważną cechą systemu DALI jest zgłaszanie przez uszkodzone oprawy swego aktualnego statusu do sterownika, który następnie prezentuje stosowny raport – jest to bardzo przydatne w przypadku dużych projektów.
Producenci oświetlenia dla biur oferują często rodzime systemy oparte na DALI, sygnowane swoimi własnymi nazwami i pozwalające na kontrolę oświetlenia w pojedynczych pomieszczeniach biurowych jak też na całych piętrach. Praktycznie wszystkie zapewniają sterowanie z poziomu kontrolera naściennego, tabletu i smartfona, czy też komputera podłączonego do lokalnej sieci WiFi. Instalacje oparte na DALI dają niespotykaną elastyczność, pozwalają oprzeć się na czujnikach, które załączają światło przy zbyt małej luminacji w biurze i zawsze wtedy, gdy zostaną tam wykryte osoby, ale też dają możliwość zdalnego sterowania światłem bez oglądania się na czujniki. Co więcej – pozwalają ustawiać cykliczne i powtarzalne harmonogramy zachowania oświetlenia w danym pomieszczeniu lub w grupie pomieszczeń. Systemy oparte na protokole DALI łatwo też integrują się z istniejącymi systemami automatyki budynków i pomieszczeń i dotyczy to również współpracy z systemami KNX. Taką współpracę umożliwiają konwertery DALI-KNX, które pozwalają na wymianę informacji między obydwoma sieciami i są łatwe w konfiguracji.
W kontekście systemów inteligentnego sterowania oświetleniem w biurach opartych na DALI i sprzężonych z KNX, protokół ten pozwala na ogromne oszczędności dzięki powiązaniu tych systemów z systemami kontroli okien, rolet czy systemami wentylacyjnymi. Przykładem niech będzie jedno z rozwiązań możliwych do realizacji w średniej wielkości sali biurowej, w której znajduje się kilka poszczególnych boksów dla pracowników:
Gdy zepniemy taki system kontroli oświetlenia z pozostałymi systemami wchodzącymi w skład lokalnego KNX, osiągamy następujące przykładowe współzależności: czujniki i wprogramowane w nie wartości progowe powodują wysunięcie rolet przy zbyt mocnym nasłonecznieniu pomieszczenia biurowego, ale jeśli wywołuje to zbyt duże wychłodzenie, czujniki wymuszają domknięcie rozszczelnionych dotychczas okien i jednoczesne uruchomienie ogrzewania (system wentylacyjny).
Jak wynika z powyższego, system KNX to sposób na sterowanie pomieszczeniami (biurami) lub budynkiem w sposób całościowy – jest to system, w którym oświetlenie to jeden z elementów całej układanki – jednakże bardzo ważny – na którą składają się również wentylacja, klimatyzacja, instalacja alarmowa, ogrzewanie, sterowanie roletami i oknami itp. Warto zauważyć, że liczba producentów oferujących wyroby gotowe do włączenia ich w strukturę KNX rośnie na świecie w tempie zawrotnym. Wśród nich są oczywiście producenci czujników i opraw – ci najlepsi już od dawna oferują swoje produkty w wersjach zwykłych i w wersjach przygotowanych zarówno dla systemu DALI, jak i KNX.
Łukasz Lewczuk
Na podstawie materiałów publikowanych m.in. przez: Lange Łukaszuk Sp. j. sp. k.,
Steinel Vertrieb GmbH, Es-System S.A.,
Osram Lighting Sp. z o.o.,
Philips Lighting Poland,
Lena Lighting S.A.
i Trilux Polska Sp. z o.o.