Oświetlenie pomieszczeń szkolnych

Prawidłowe oświetlenie wnętrz powinno zaspokoić „zapotrzebowanie” człowieka na światło. Dostarczenie do pomieszczenia odpowiedniej ilości światła pozwala stworzyć warunki dobrego widzenia, od którego zależy bezpieczeństwo przemieszczania się, łatwość wykonywanej pracy i samopoczucie. Przy długotrwałym przebywaniu w pomieszczeniu, oświetlenie naturalne może być w pewnych okresach niewystarczające, zwłaszcza gdy nieboskłon jest przysłonięty chmurami lub po prostu w późnych porach dnia. W takim przypadku stosuje się oświetlenie światłem sztucznym wykorzystując oświetlenie elektryczne, które powinno charakteryzować się bogatym spektrum promieniowania. To spektrum powinno być zbliżone do światła białego, ponieważ przy takim świetle człowiek widzi najlepiej i tylko takie światło jest bodźcem stymulującym procesy fizjologiczne w organiźmie.

Zasady oświetlania szkół

Jakość oświetlenia jest zależna od wielu czynników, z których najważniejsze wynikają z praw psychofizjologii, estetyki i ekonomii. Zasadom psychofizjologicznym przypisuje się znaczenie szczególnie tam, gdzie urządzenia oświetleniowe mają służyć do czynności wymagających trudnej czy długotrwałej pracy wzrokowej, z długotrwałym wysiłkiem wzrokowym co ściśle związane jest ze specyfiką nauczania w szkole. Zasadom estetycznym należy przypisać znaczenie, kiedy głównym celem oświetlenia jest wywołanie określonego wrażenia lub nastroju. Taki cel również występuje podczas zajęć szkolnych. Zasady ekonomiczne stosowane w technice świetlnej nie różnią się niczym od zasad ekonomicznych stosowanych w innych gałęziach techniki. Dają dodatkowe wskazówki przy ocenie i doborze sprzętu oświetleniowego celem uzyskania optymalnych rozwiązań oświetleniowych przy poniesieniu możliwie racjonalnych kosztów inwestycyjnych, a później eksploatacyjnych.

Prace wzrokowe w pomieszczeniach szkolnych

Głównymi zadaniami wykonywanymi w pomieszczeniach szkolnych jest prezentowanie i przyswajanie informacji. Zadaniami wzrokowymi, tak uczniów jak i nauczycieli, jest pisanie ręczne, czytanie pisma ręcznego i drukowanego, praca z komputerami, obserwacje monitorów ekranowych, projekcyjnych, itp. Charakterystyczne jest wielokrotne, naprzemienne powtarzanie pewnych zadań wzrokowych np. czytanie z dużej odległości – z tablicy lub mapy oraz czytanie lub pisanie z małej odległości – z zeszytu i książki. Prace wykonywane w warsztatach i pracowniach wymagają zwykle dobrych warunków obserwacji ze względu na konieczność zapewnienia bezpieczeństwa pracy i obserwacji efektów pracy. Dla zapewnienia prawidłowego przebiegu wykonywania takich czynności powinno zostać dobrane oświetlenie o odpowiednich cechach. Oświetlenie powinno zapewnić pełną zdolność rozróżniania szczegółów, sprawne spostrzeganie, a także wpływać pozytywnie na samopoczucie i nastrój. Znany jest wpływ oświetlenia na szybkość i dokładność wykonywania czynności, na zmęczenie, w szczególności na narząd wzroku. Nieprawidłowe i niedostateczne oświetlenie dzienne i sztuczne elektryczne może być przyczyną nieprawidłowej pracy wzrokowej, zmniejszonej ostrości wzroku. Nie ulega wątpliwości, że złe oświetlenie może powodować zaburzenia podstawowych funkcji zmysłu wzroku, takich jak: adaptacja, ostrość widzenia, szybkość spostrzegania sygnałów, percepcja barw, akomodacja. Tak więc trudno przecenić rolę dobrego oświetlenia w szkole. Jest to rola kompleksowa, wynikająca z dopasowania oświetlenia do naturalnych potrzeb i sposobów reagowania na światło. Pomieszczenia dydaktyczne są podstawowymi miejscami pracy w szkole. W nich odbywa się bezpośrednio proces przekazywania i przyswajania wiedzy. Z tego powodu jakość oświetlenia jest tu szczególnie ważna. Takimi pomieszczeniami dydaktycznymi są między innymi sale lekcyjne, sale wykładowe, laboratoria, sale zajęć praktycznych, sale komputerowe z monitorami ekranowymi, warsztaty, pracownie itp. Pomieszczenia pomocnicze są niepodzielnie związane z funkcjonowaniem szkoły i także odgrywają w niej ważną rolę. Dobre oświetlenie tych wnętrz jest również bardzo ważne. Takimi pomieszczeniami pomocniczymi są strefy komunikacyjne – korytarze, pomieszczenia socjalne i sanitarne, pomieszczenia typu biurowego, biblioteki, czytelnie, szatnie itp. Ta różnorodność rodzajów pomieszczeń i wykonywanych w nich rodzajów pracy powoduje, że wymagania oświetleniowe też są bardzo zróżnicowane. Konieczne jest profesjonalne podejście do tematu doboru sprzętu dla zapewnienia ilościowego i dobrego jakościowego oświetlenia. Wartości tych cech powinny być ustalane w trakcie projektowania, stosownie do zaleceń i wymagań normy oświetleniowej, przy uwzględnieniu lokalnych warunków w jakich oświetlenie ma być stosowane.

Wskazania

Realizacja oświetlenia polega na doborze: rodzaju i typu źródeł światła, typu i liczby opraw oświetleniowych oraz ich rozmieszczenia w pomieszczeniu. Mogą być przewidziane zmiany w oświetleniu w wyniku okresowego używania wyselekcjonowanych opraw lub zmniejszania strumienia świetlnego opraw w wyniku sterowania czy regulacji mocy. Dobór sprzętu oświetleniowego winien być dokonany z uwzględnieniem warunków eksploatacji pomieszczenia i związanych z nimi sposobów konserwacji dla utrzymania oświetlenia na wymaganym poziomie, z upływem czasu. Sposób konserwacji polegający na wyznaczeniu i stosowaniu okresów wymiany źródeł światła, czyszczenia opraw oświetleniowych, a także okresowego odnawiania pomieszczeń, jest ścisłe związany z wyborem tego sprzętu. Wybór sprzętu i określenie systemu konserwacji winien być dokonywany w wyniku profesjonalnego projektowania. Źródłami światła preferowanymi dziś jeszcze w oświetleniu ogólnym są lampy fluorescencyjne w elektronicznych układach stabilizacyjno-zapłonowych. W warunkach stałego rozmieszczenia stolików lub ławek, w strefach komunikacyjnych i innych, stosowane są z reguły lampy fluorescencyjne – świetlówki liniowe. Bryły fotometryczne tych opraw powinny być umiarkowanie ukierunkowane, o odpowiednio ograniczonej luminancji w tzw. strefie chronionej dla ograniczenia olśnienia bezpośredniego lub pośredniego. Stosowany sprzęt oświetleniowy powinien być sprzętem tzw. nowej generacji o dobrych cechach oświetleniowych i energetycznych. Użycie takiego sprzętu jest podstawowym, ale nie jedynym warunkiem uzyskania oświetlenia wydajnego energetycznie, o możliwie małym zużyciu energii elektrycznej, jednak bez uszczerbku dla wymaganych cech oświetleniowych.

Diody elektroluminescencyjne LED w oświetleniu wnętrz

Obecnie jesteśmy świadkami szybkiego rozwoju nowej generacji źródeł światła, można rzecz konkurencyjnych do popularnych źródeł wyładowczych, między innymi lamp fluorescencyjnych. Są to diody luminescencyjne LED należące do czwartej generacji źródeł światła sztucznego, po źródłach wykorzystujących proces spalania, lampach żarowych i lampach wyładowczych niskiego oraz wysokiego ciśnienia. Oświetlenie oparte o diody LED jest obecnie najbardziej dynamicznie rozwijającym się działem techniki świetlnej. Diody LED są coraz powszechniej stosowane w oświetleniu, także wnętrzowym. Powstały oprawy z diodami LED, których parametry świetlne, elektryczne i eksploatacyjne są wyższe od tych, jakie mają tradycyjne oprawy oświetleniowe do wyładowczych źródeł światła, także do świetlówek liniowych. Już obecnie diody LED są wysokowydajnymi energetycznie źródłami światła. Właśnie ze względu na możliwości osiągnięcia dużych oszczędności energii elektrycznej technologia białych diod LED jest jedną z najszybciej rozwijających się. Pod względem technicznym diody LED posiadają szereg istotnych cech. Najważniejsze z tych zalet to:

- bardzo duża trwałość obejmująca zakres od 50 000 do 100 000 godzin. Trwałość LED jest już znacznie wyższa niż najlepszych wyładowczych źródeł światła. Należy jednak zaznaczyć, że o trwałości oprawy z diodami LED decydują nie tylko same elementy świecące, ale również elementy układu zasilania, systemu odprowadzenia ciepła, układy optyczne. Ze względu na dużą trwałość potrzeba wymiany źródła światła w oprawie jest niezwykle rzadka – można przyjąć, że czas życia źródła światła jest taki sam co samej oprawy oświetleniowej;

- skuteczność świetlna diod emitujących białe światło jest aktualnie na poziomie 100 – 140 lm/W. Przewyższa ona wartości skuteczności świetlnej wszystkich innych źródeł światła stosowanych w oświetlaniu wnętrz;

- istotnym parametrem jest utrzymanie strumienia świetlnego z upływem czasu eksploatacji. Obecnie diody LED charakteryzują się już dobrą stabilnością utrzymania strumienia świetlnego;

- długi, bezobsługowy okres eksploatacji jest oparty na przewidywanej trwałości diod LED wyznaczanej w warunkach laboratoryjnych;

- chromatyczność, rozkład widmowy promieniowania oraz oddawanie barw. Diody LED to przede wszystkim źródła monochromatyczne o bardzo wąskim zakresie widma (użyteczna szerokość widma wynosi ok. 20nm). Wcześniejsza oferta barwnych diod została uzupełniona diodami emitującymi światło białe. W zależności od sposobu mieszania składowych podstawowych barw RGB jak i dobranego luminoforu uzyskuje się dość niskie (Ra 60). Obecnie stosowane luminofory pozwalają na uzyskanie współczynnika oddawania barw na poziomie 80 – 85;

- odporność na wstrząsy, uderzenia i wibracje ze względu na zwartą konstrukcję diody półprzewodnikowej i jej małą masę;

- natychmiastowe, bezwłoczne zadziałanie. Po chwilowym zaniku napięcia zasilania zadziałanie diod w oprawie jest natychmiastowe. Ma to szczególnie duże znaczenie dla pracy przy zastosowaniu czujników ruchu. Tej zalety nie posiadają wszystkie lampy wyładowcze;

- brak szkodliwej dla środowiska naturalnego rtęci. Jest to drugie po lampach żarowych źródło światła nie zawierające tego pierwiastka;

- ograniczony zakres czynności obsługowych, które związane są z utrzymaniem prawidłowego stanu technicznego i użytkowego instalacji oświetleniowych związanych z ich dużą trwałością;

- koszt jednostkowy opraw jest jeszcze stosunkowo wysoki. Jest on kompensowany niskimi kosztami eksploatacji. Przewiduje się, że dzięki swoim specyficznym cechom konstrukcyjnym i mimo występowania nadal wielu problemów do rozwiązania, diody elektroluminescencyjne LED pozwolą na osiągnięcie zupełnie nowych standardów w oświetleniu. Podsumowując można śmiało stwierdzić, że stosowanie technologii LED w technice oświetlania jest przesądzone.

Wnętrzowe oprawy oświetleniowe ze źródłami światła LED

Dziś to ciągle początki rozwoju opraw oświetleniowych wykorzystujących diody LED jako źródła światła. Deklaracje, zapowiedzi i praktyczne wdrożenia realizowane przez producentów sprzętu oświetleniowego tworzą coraz bogatszą ofertę rynkową. Należy oczekiwać, że udział opraw LED w oświetlaniu pomieszczeń będzie szybko rósł. Ciekawym przykładem opraw z diodami LED są wnętrzowe oprawy oświetleniowe z serii RASTRA LED produkowane przez polską firmę ELGO Lighting Industries. Są to oprawy z rastrowym układem optycznym, z odbłyśnikami parabolicznymi, oferowane w komplecie ze źródłami światła ELGO LEDline T8. Należy zaznaczyć, że od wielu lat oprawy rastrowe ze standardowymi źródłami światła jakimi są świetlówki, są jednym z najpopularniejszych rodzajów opraw oświetlenia ogólnego wnętrz. Oprawy RASTRA LED wykorzystujące tzw. technikę diodową są najnowszą generacją opraw rastrowych. Wersje wykonawcze rodziny RASTRA LED to rozwiązania, albo do wbudowania w sufit podwieszany, albo do zamocowania na stropie. Moduł gabarytowy 600 x 600 mm, tak do wbudowania jak i nastropowy, przystosowany jest do pracy ze źródłami światła liniowymi LEDline T8 o długości 588 mm i o mocy 4 x 8W lub 4 x 10W. Moduł gabarytowy 1200 x 300 mm, wersja nastropowa, przystosowany jest do pracy ze źródłami światła liniowymi LEDline T8 o długości 1197 mm i o mocy 2 x 16W. Warto też wspomnieć osobno o ledowych źródłach światła LEDline T8 stosowanych w tych oprawach. Wersje wykonawcze przewidują możliwość wyboru jednej z trzech barw światła białego: ciepłej, neutralnej lub dziennej. Pod względem wymiarów źródła światła LEDline T8 są bezpośrednim zamiennikiem świetlówek T8 o mocach odpowiednio 18W lub 36 W. Konstrukcyjną część tego źródła stanowi profil aluminiowy, do którego zamontowano płytkę, o dobrych właściwościach odprowadzania ciepła, a na niej 126 diod (łączna moc 8W), 162 diody (łączna moc 10W) i 252 diody (łączna moc 16W). Całość jest zamknięta przezroczystą, satynowaną lub mleczną osłoną z tworzywa sztucznego. Uzyskane parametry techniczne i różnorodność wersji wykonawczych zapewniają uniwersalność serii opraw RASTRA LED, umożliwiając optymalne zaprojektowanie oświetlenia pod względem energetycznym i użytkowym.

Przyszłe standardy oświetlenia pomieszczeń szkolnych

Prawidłowe oświetlenie wnętrza jest sztuką, bo powinno być tak zrealizowane aby zaspokoić „zapotrzebowanie” na światło. Najważniejszą sprawą jest wprowadzenie do danego pomieszczenia odpowiedniej ilości i odpowiedniej jakości światła stwarzającego warunki dobrego widzenia. W przypadku, kiedy w pomieszczeniu występuje mniej światła niż potrzeba dla sprawnego wykonania pracy wzrokowej mamy do czynienia z niedoświetleniem wnętrza. Przyjmuje się, że niedoświetlenie występuje, gdy panujący w nim poziom oświetlenia jest mniejszy od wymagań normy przedmiotowej odnoszących się do wykonywanych zadań wzrokowych. O niedoświetleniu danego pomieszczenia będą świadczyć trudności w przyswajaniu wiedzy, poprawnej obserwacji czy ograniczonej koncentracji jako pracy wzrokowej, przy czym sam użytkownik, uczeń, nauczyciel, może sobie zdawać z tego sprawę lub nie. Nowoczesne rozwiązania oświetleniowe dla szkół muszą być stosowane w sposób profesjonalny uniemożliwiając występowanie niedoświetlenia. Ocena potrzeb oświetleniowych i przewidywanego do użycia sprzętu oświetleniowego, wymaga wiedzy i praktyki z zakresu techniki świetlnej. Możliwość wyboru opraw oświetleniowych i elementów kształtujących strumień świetlny pozwalają na wykonanie projektu, a następnie realizacji racjonalnego, energooszczędnego oświetlenia. W rozważaniach wyboru nie należy zapomnieć o rozwijającej się szybko technologii LED. Perspektywy oświetlenia LED jako przełomowej technologii doprowadziły do ogromnych oczekiwań ze strony wszystkich zainteresowanych: producentów diod, sprzętu oświetleniowego, organizacji technicznych i gospodarczych, rządów państwowych no i samych bezpośrednich inwestorów. Panuje uzasadnione przekonanie, że oświetlenie LED stanie się czynnikiem znacznego ograniczenia zużycia energii elektrycznej na cele oświetleniowe. Technologia LED rozwija się bardzo szybko, ale jest jeszcze na bardzo wczesnym etapie w porównaniu z innymi technologiami oświetleniowymi bazującymi na lampach fluorescencyjnych czy wysokociśnieniowych lampach wyładowczych, które rozwijały się przez dziesięciolecia. Przewiduje się, że technologia LED będzie wprowadzana z pełnym sukcesem także w dziedzinie oświetlenia publicznego, a w szczególności w oświetleniu placówek dydaktycznych.

Stanisław Pieniążek
Oświetlenie Info
www.brilum.pl

Zobacz rury LEDline >>

Zobacz oprawy LED >>