Hodnoty osvětlenosti při návrhu osvětlení

Vzhledem k již zmíněné složitosti popisu světelných podmínek pomocí jasu se v praxi úroveň osvětlení ve vnitřních prostorech popisuje hodnotami osvětlenosti. Tyto hodnoty přímo souvisejí s minimální úrovní osvětlení, tedy s tím, aby mohl být zrakový úkol vykonáván při určitém zrakovém výkonu a s odpovídající zrakovou pohodou. Závislost zrakového výkonu na hladině osvětlenosti je uvedena na obrázku 3.

Obr. 3 Závislost zrakového výkonu p na hladině osvětlenosti E u kancelářské práce pro různě velikosti zrakových úkolů S a různé kontrasty jasů C.

V interiérech se rozlišují tři základní úrovně osvětlení:

• minimální úroveň osvětlení v mimopracovních prostorech;

• minimální úroveň osvětlení v pracovních prostorech;

• upřednostňovaný rozsah osvětlení v pracovních prostorech.

Minimální úrovně osvětlení vycházejí z rozlišitelnosti lidského obličeje, upřednostňovaný rozsah osvětlení v pracovních prostorech vychází ze subjektivního hodnocení optimální úrovně osvětlení zrakového úkolu.

Průměrný pozorovatel je schopen rozlišit rysy lidského obličeje při jasu asi 1cd.m-2, což v běžných podmínkách přibližně odpovídá osvětlenosti vodorovné roviny okolo 20lx. Z tohoto důvodu se 20lx považuje za minimální hladinu osvětlenosti v mimopracovních prostorech. Případ, kdy je rozlišení rysů lidského obličeje právě přijatelné, tzn. obličej lze rozlišit bez zvláštního úsilí, nastává přibližně při jasech v rozsahu 10 až 20cd.m-2, za předpokladu přiměřeného jasu pozadí. V běžných podmínkách osvětlení tomu odpovídá svislá osvětlenost v úrovni obličeje asi 100lx a přibližně dvojnásobná vodorovná osvětlenost. Z tohoto důvodu se 200lx považuje za minimální hodnotu vodorovné osvětlenosti pro prostory, kde se lidé zdržují po delší dobu bez ohledu na požadavky vyplývající z určitého zrakového úkolu.

Obr. 4 Výsledky výzkumů subjektivního hodnocení hladin osvětleností ve vnitřních pracovních prostorech vyjádřených procentuálním počtem spokojených lidí v závislosti na hladině osvětlenosti.

Na obrázku 4 jsou uvedeny výsledky řady výzkumů, prováděné v kancelářských prostorech se soustavami zářivkových svítidel s vyloučením oslnění. Znázorněné průběhy uvádějí procentuální podíl "spokojených" pozorovatelů v závislosti na úrovní osvětlení vyjádřené hladinou osvětlenosti. Silně vyznačený průběh je průměr ze všech uvedených průběhů s maximem okolo 2.000lx. Poznatky z praxe ukazují, že počet stížností na hladinu osvětlení je menší před maximem než za ním. Z tohoto důvodu i s ohledem na nižší pořizovací náklady a menší energetickou náročnost se za uspokojivé osvětlení vnitřních pracovních prostorů považuje rozmezí osvětleností od 1.000 do 2.000lx.

Na základě výsledků řady výzkumů byla pro vnitřní prostory sestavena základní řada doporučených osvětleností. Je odstupňována přibližně po 1,5 násobku předchozí hodnoty, což představuje minimální nárůst osvětlenosti, který si je pozorovatel schopen zřetelně uvědomit. Řada tvoří následující osvětlenosti: 20 – 30 – 50 – 75 – 100 – 150 – 200 – 300 – 500 – 750 – 1.000 – 1.500 – 2.000 – 3.000 – 5.000lx. Z této řady jsou pak voleny normativní hodnoty pro konkrétní zrakové úkoly [1].

Požadovaná úroveň osvětlení se v normách uvádí pomocí tzv. udržované osvětlenosti Em (lx), což je hodnota průměrné osvětlenosti na srovnávací rovině, pod kterou nesmí reálná hodnota osvětlenosti v průběhu provozu osvětlovací soustavy poklesnout. Udržovaná osvětlenost se určí ze vztahu:

Em = E0 . z            (lx)    (1)

kde      E0 je počáteční hodnota osvětlenosti (lx)
           z je udržovací činitel ( - )

Udržovací činitel zohledňuje vliv stárnutí osvětlovací soustavy a stanoví se ze vztahu:
 

   ( - )    (2)

kde    zs je činitel respektující stárnutí svítidel ( - )
         zz je činitel respektující stárnutí světelných zdrojů ( - )
         zp je činitel respektující zašpinění povrchů ( - )
         zfs je činitel funkční spolehlivosti ( - )

Bližší postup pro stanovení udržovacího činitele je uveden v příslušných normách [2], [6]. Udržovaná osvětlenost se posuzuje na srovnávací rovině (vodorovná, svislá nebo nakloněná). Například u běžných kancelářských pracovišť je doporučená výška srovnávací roviny 0,75m nad podlahou. V normě pro osvětlení vnitřních pracovních prostorů [1] se rozlišují tři úrovně osvětleností:

• průměrná osvětlenost v místě zrakového úkolu;

• průměrná osvětlenost bezprostředního okolí úkolu;

• průměrná osvětlenost prostoru.

V případech, kdy není poloha místa zrakového úkolu známa, se osvětlenost hodnotí na srovnávací rovině v celém prostoru nebo v části prostoru, kde se mohou místa zrakového úkolu nacházet. V takových případech se osvětlenost bezprostředního okolí neposuzuje. Pokud jsou však polohy zrakových úkolů známy, hodnotí se vedle osvětlenosti v místě pracovního úkolu i osvětlenost jeho bezprostředního okolí.

Vytvoření určité hladiny osvětlení v bezprostředním okolí zrakového úkolu má zajistit vyvážené rozložení jasů v zorném poli, čímž se má zamezit zvýšenému namáhání zraku a vzniku zrakové nepohody. Předepsané hodnoty osvětlenosti bezprostředního okolí (tab. 2) již nejsou svázány s konkrétní zrakovou činností, ale vycházejí z hodnot osvětlenosti v místě zrakového úkolu. Bezprostřední okolí úkolu je definováno jako pás o šířce minimálně 0,5m okolo místa zrakového úkolu uvnitř zorného pole.

Tab. 2 Osvětlenost bezprostředního okolí Em,ú místa zrakového úkolu

Průměrná osvětlenost prostoru je předepsána pouze pro místnosti s trvalým pobytem osob a její hodnota nesmí být menší než 200lx. Schematické prostorové znázornění místa zrakového úkolu, bezprostřední okolí a pozadí je uvedeno na obrázku 5.

Obr. 5 Vymezení prostorových oblastí v rámci zorného pole pozorovatele

Hodnota osvětlenosti pro daný zrakový úkol se v případech, kdy je zraková činnost při práci rozhodující, zrakové schopnosti pracovníků jsou snížené (věk, vady zraku), zrakové úkoly jsou malé nebo málo kontrastní, má zvětšit minimálně o jeden stupeň z uvedené řady osvětleností. Naopak v situacích, kdy jsou kritické detaily velké nebo mají velký kontrast, je možné hodnotu osvětlenosti snížit.

Vedle průměrné osvětlenosti se hodnotí i rovnoměrnost osvětlenosti r, definovaná jako poměr minimální a průměrné hodnoty osvětlenosti na srovnávací rovině. V místě zrakového úkolu musí být rovnoměrnost r ≥ 0,7 a v jeho bezprostředním okolí r ≥ 0,5. Národní příloha [2], zavádí pojem "prostor" (např. chodba), ve kterém doporučuje, aby rovnoměrnost osvětlení byla r ≥ 0,3. V řadě případů nejsou při návrhu osvětlení známy polohy míst zrakového úkolu a udržovaná osvětlenost se hodnotí na srovnávací rovině v celém prostoru. V těchto situacích postačuje pro dosažení požadovaných rovnoměrností v místě pracovního úkolu a jeho bezprostředního okolí dodržet rovnoměrnost osvětlenosti v celém prostoru r ≥ 0,6 [11].

Žák P., ČVUT – FEL, Praha

Toto je ukázka sborníku přednášek č. 41.