Projektowanie oświetlenia nowopowstających obiektów przemysłowych lub modernizacja istniejących systemów wiąże się z zapewnieniem odpowiedniego komfortu widzenia, zwiększeniem wydajności pracy oraz zapewnieniem jak najlepszej wydajności energetycznej.

Informacje wstępne

Stworzenie funkcjonalnego systemu oświetlenia hali przemysłowej składa się z kilku elementów. Najważniejszy to element jakościowo-ilościowy. Zapewnia on odpowiedni poziom natężenia oświetlenia do wykonania pracy wzrokowej. Drugi element jest związany z pojęciem ekonomii użytkowania i ekologią. Projekt oświetlenia obiektu przemysłowego musi spełnić pewne wymagania. Są to odpowiednio:
- dobór poziomów natężenia oświetlenia na płaszczyznach pracy i w otoczeniu miejsca pracy
- zapewnienie odpowiedniej równomierności w polu zadania wzrokowego i w polu bezpośredniego otoczenia
- ograniczenie olśnienia
- zapewnienie odpowiedniego rozkładu luminancji
- dobór barwy światła i współczynnika oddawania barw
- wybór efektywnego systemu oświetlenia
- zapewnienie optymalnego, trwałego oraz łatwego w eksploatacji i konserwacji systemu

Spełnienie wymagań normy PN-EN 12464- 1 jest niezwykle istotne z punktu widzenia zapewnienia bezpieczeństwa pracy, ale również optymalnej wydajności.
W dzisiejszych czasach budowania systemów o dużej sprawności, a co za tym idzie ekonomicznych i ekologicznych, jest coraz powszechniejsza. Koszty eksploatacji są tu nie bez znaczenia, zważywszy na wielkie powierzchnie obiektów przemysłowych. Na etapie projektowym należy indywidualnie podejść do każdego z obiektów i dopasować instalację oświetleniową.

Projektowanie i modernizacja oświetlenia obiektów przemysłowych.

Przebieg procesu twórczego, jakim jest projekt oświetlenia wiąże się z doborem systemu do potrzeb przy uwzględnieniu warunków technicznych i wymagań jakościowych. W przypadku istniejących rozwiązań oświetleniowych nowe rozwiązania projektowe pozwalają na zastosowanie dużo wydajniejszych systemów oświetleniowych. Związana z tym energooszczędność sięga nawet 50 % w porównaniu do istniejącej instalacji. Oczywiście z uwagi na brak odpowiedniego oświetlenia w istniejących rozwiązaniach może zdarzyć się, że zapewnienie odpowiedniego poziomu natężenia będzie wiązało się ze zwiększeniem mocy systemu. Wynika to najczęściej ze zmiany charakteru obiektu i rodzaju pracy, a to wiąże się ze zmianą wymagań, co do poziomu oświetlenia. Nie należy się zrażać w podejmowaniu próby modernizacji oświetlenia. W takim wypadku należy poszukać innowacyjnych rozwiązań, które będą np. reagowały na zmianę warunków oświetleniowych.

 

Dobór źródeł światła i opraw

Przystępując do doboru sposobu oświetlenia zapoznanie się z warunkami technicznymi i możliwościami jest niezbędne. Analiza potrzeb pod względem rodzaju pracy warunków eksploatacyjnych oraz warunków panujących na obiekcie umożliwia wybór odpowiedniego rozwiązania oświetleniowego.
Jednym z podstawowych parametrów jest wysokość obiektu i możliwości montażowe. Nowoczesne systemy świetlówkowe umożliwiają wykorzystanie opraw z tym rodzajem źródeł w najszerszym zakresie. (tabela 1).

Tabela 1. Rodzaj systemu świetlówkowego a wysokość montażu

System świetlówkowy	Wysokość montażu
Oprawy o rozsyle całoprzestrzennym	<4 m
Oprawy o rozsyle szerokostrumieniowym	4-8 m
Oprawy o rozsyle wąskim	8-12 m
Oprawy o rozsyle ultra wąskim	>12 m

Profesjonalne świetlówki, które możemy stosować w oświetleniu przemysłowym to przede wszystkim świetlówki liniowe. Rodzina ta jest bardzo duża, o różnych parametrach użytkowych. Pierwszy z parametrów to temperatura barwowa, która może być w zakresie od 2700 K do 6500 K, drugi to wskaźnik oddawania barw może on wynosić nawet 95. Różnica w strumieniu świetlnym zależy od mocy i rodzaju źródła i jest w zakresie 1100 lm – 9300 lm. Świetlówki mają również inne właściwości, jednym z takich jest optymalna temperatura pracy. Z powodu znacznego spadku strumienia wraz ze spadkiem temperatury, stworzone zostały specjalne rodzaje świetlówek przystosowane do pracy w warunkach poniżej 10º C.
Inną cechą charakterystyczną jest trwałość źródeł, w dużej mierze zależąca od rodzaju układu stabilizacyjno-zapłonowego, cyklu pracy i oczywiście rodzaju źródła (tabela 2).
W przypadku cyklu pracy 12 h trwałość użytkowa może wynieść nawet 90 000 h.

Tabela 2. Trwałość użytkowa świetlówek w 3h cyklu pracy

Rodzaj źródła	Rodzaj statecznika	Trwałość użytkowa (10% uszkodzeń)
Świetlówka typu Master TL-D	Elektromagnetyczny	12 000 h
	Elektroniczny (ciepły start)	17 000 h
Świetlówka typu Master TL-5	Elektroniczny (ciepły start)	19 000 h
Świetlówka typu Master TL-D EXTRA	Elektromagnetyczny	24 000 h
	Elektroniczny (ciepły start)	47 000 h
Świetlówka typu Master TL-D EXTREME	Elektromagnetyczny	40 000 h
	Elektroniczny (ciepły start)	66 000 h

Oprawy świetlówkowe stosowane w przemyśle mają kilka podstawowych typów. Dobór typu oprawy zależy od parametrów pomieszczenia. Najprostszą oprawą jest belka oświetleniowa otwarta o rozsyle całoprzestrzennym. Dalej są oprawy wyposażone w odbłyśnik oraz raster przeciwolśnieniowy. Tego typu oprawy mogą być zarówno otwarte jak i zamknięte – szczelne. W przypadku odbłyśników ukierunkowujących światło oprawy te mogą mieć rozsył szeroki, wąski lub ultrawąski. Dzięki tym możliwościom można uzyskać odpowiedni efekt oświetleniowy w zależności od warunków technicznych.
W pomieszczeniach wysokich zasadne byłoby wykorzystanie źródeł wyładowczych wysokoprężnych. W dzisiejszych systemach oświetleniowych odchodzi się od stosowania opraw wyposażonych w źródła rtęciowe z uwagi na słabą sprawność i niskie oddawanie barw. Źródła te są przestarzałe technologicznie i nieefektywne. (tabela 3).
Lampy sodowe mają aktualnie najlepszą sprawność ze wszystkich źródeł światła, jednak z powodu słabego oddawania barw (Ra 20-60) i żółtego koloru nie mogą być wszędzie wykorzystywane.
Źródła metalohalogenkowe rozwijają się najszybciej spośród źródeł wysokoprężnych. Choć mają mniejszą sprawność niż źródła sodowe (72-118 lm/W), posiadają dobre parametry barwne (Ra = 65-85) i coraz szerszy zakres temperatur barwowych.

Tabela 3. Rodzaj systemu lamp wyładowczych a wysokość montażu

System świetlówkowy	Wysokość montażu
Lamy wyładowcze niewykorzystywane	<4 m
Oprawy na lampy wyładowcze o rozsyle szerokostrumieniowym	4-8 m
Oprawy na lampy wyładowcze o rozsyle wąskostrumieniowym	8-12 m
Oprawy na lampy wyładowcze o rozsyle wąskostrumieniowym	>12 m

Sposoby oświetlenia

Stosując oprawy świetlówkowe najczęściej wybierany jest sposób równomiernego rozmieszczenia opraw nad całą powierzchnią roboczą. W zależności od wytyczenia różnych płaszczyzn pracy rozmieszczenie można różnicować tak, by nad określonym miejscem pracy uzyskać odpowiednie oświetlenie. Źródła świetlówkowe dają się w sposób łatwy sterować, dzięki czemu oświetlenie może reagować na zmiany natężenia oświetlenia światła dziennego. Sposób sterowania oświetleniem należy przewidzieć na etapie projektowym.
Oprawy wykorzystujące źródła wyładowcze oprócz oświetlenia bezpośredniego górnego mogą być również montowane bocznie. Dzięki wykorzystaniu opraw o rozsyle asymetrycznym zmniejszamy obciążanie konstrukcji sufitu.

Tabela 4. Lista powierzchni obliczeniowych

Nr.	Etykieta	Typ	Siatka	Em[lx]	Emin[lx]	Emax[lx]	Emin/Em	Emin/Emax
1	Powierzchnia pracy 1	pionowa	64x64	538	257	631	0,478	0,408
2	Powierzchnia pracy 2	pionowa	128x64	555	267	629	0,481	0,425

Tabela 4. Lista powierzchni obliczeniowych

Nr.	Etykieta	Typ	Siatka	Em[lx]	Emin[lx]	Emax[lx]	Emin/Em	Emin/Emax
1	Powierzchnia pracy 1	pionowa	64x64	514	246	611	0,479	0,403
2	Powierzchnia pracy 2	pionowa	128x128	319	175	449	0,550	0,390

Tabela 4. Lista powierzchni obliczeniowych

Nr.	Etykieta	Typ	Siatka	Em[lx]	Emin[lx]	Emax[lx]	Emin/Em	Emin/Emax
1	Powierzchnia pracy 1	pionowa	128x128	503	279	658	0,554	0,429
2	Powierzchnia pracy 2	pionowa	128x128	324	177	491	0,546	0,360

Podsumowanie

Rozwój techniki świetlej pozwala na wypieranie starych nieekonomicznych źródeł światła, oraz na racjonalizację systemów oświetleniowych. Ekonomia rozwiązań musi uwzględniać zarówno eksploatację jak i sposób konserwacji. Dlatego bardzo ważne jest dobranie odpowiednich parametrów dotyczących utrzymania systemu oświetleniowego. Ogromnym błędem byłoby zakładanie jednakowych parametrów dla wszystkich źródeł światła ponieważ ich trwałość może się znacząco różnić. Pamiętajmy, że za wyznaczenie planu konserwacji odpowiada projektant.

J.G.

---