W poszukiwaniu najbardziej korzystnych rozwiązań w zakresie instalacji oświetleniowych wiele zakładów decyduje się na wymianę całej technologii oświetlenia, zamiast ciągłej naprawy poszczególnych elementów systemu. Warto się przed tą inwestycją zastanowić, jakie docelowo efekty mają być uzyskane dzięki tej zmianie, jakie wymogi i ograniczenia związane są z typem obiektu i prowadzonej w nim działalności, a także jakimi środkami zakład dysponuje i jak daleko może pójść inwestycja. Możliwości jest bowiem bardzo wiele.
Każda produkcja ma inne wymagania co do jakości i typu opraw oświetleniowych, dostosowane do specyfiki działalności zakładu. Mimo wielu różnic w zakresie zapotrzebowania na światło w różnych gałęziach przemysłu można wymienić kilka najważniejszych cech takich instalacji:
- trwałość i bezawaryjność, pozwalające ograniczyć czynności konserwacyjne i uniknąć przestojów w produkcji;
- bezpieczeństwo, by zmniejszyć ryzyko wypadków przy pracy;
- jakość zwiększająca efektywność pracy i komfort pracowników;
- energooszczędność pozwalająca obniżyć koszty ponoszone na energię, a jednocześnie zwiększyć przyjazność środowisku.
Lampy wyładowcze i oprawy LED
Przez długi czas najbardziej popularnym źródłem światła w przemyśle były lampy fluorescencyjne (świetlówki liniowe) oraz wysokoprężne lampy metalohalogenkowe, należące do lamp wyładowczych. O zastosowaniu każdej z tych technologii decyduje w dużym stopniu wysokość pomieszczenia.
W niższych obiektach często stosuje się oświetlenie fluorescencyjne (świetlówki T5 czy T8). Skuteczność tego rozwiązania zależy m.in. od temperatury otoczenia, a o jego trwałości decyduje zwykle dzienna liczba przełączeń i typ statecznika.
Wysokie hale wymagają generowania większej ilości światła. W technologii wyładowczej światło powstaje dzięki wyładowaniu między elektrodami umieszczonymi w szczelnie zamkniętym jarzniku. Zaletą wielu rozwiązań dostępnych na rynku jest wysoka trwałość, wysoki strumień światła oraz duża skuteczność świetlna. Wada to brak możliwości płynnej regulacji strumienia świetlnego w szerokim zakresie oraz stosunkowo słabe oddawanie barw. Dlatego obecnie rozwiązania te wypierane są przez technologię LED.
Zalety oświetlenia LED to przede wszystkim duża trwałość, przekraczająca nawet 50 tys. godzin, odporność na wstrząsy i uderzenia, duża efektywność oraz łatwość sterowania.
Parametry oświetleniowe
Aby dobrze wybrać oświetlenie, należy wziąć pod uwagę wiele parametrów. Norma PN-EN 12464-1:2012 „Światło i oświetlenie. Oświetlenie miejsc pracy. Część 1: Miejsca pracy we wnętrzach” podaje szczegółowe zalecenia m.in. co do odpowiedniego natężenia oświetlenia w zależności od gałęzi przemysłu
oraz wykonywanego zadania. Poziom natężenia oświetlenia [lx] potrzebny do wykonywania określonej pracy wzrokowej dobiera się m.in. w zależności od stopnia trudności pracy wzrokowej i wielkości pozornej szczegółu pracy wzrokowej, długości czy pory pracy. Przykładowo kontrola jakości i kontrola barwy wymagają 1000 lx.
Kolejnym kryterium jest oddawanie barw. W niektórych zakładach przemysłowych parametr ten ma bardzo duże znaczenie np. w drukarniach, gdzie konieczne jest prawidłowe rozpoznanie kolorów i sprawdzenie jakości produktu końcowego, ale także innych pracach, wymagających kontroli barw. Im wyższa wartość wskaźnika oddawania barw, tym kolory wydają się bardziej naturalne.
Z kolei barwa lampy odnosi się do wyglądu barwy (chromatyczności) światła emitowanego i zależy od temperatury barwowej [K]. Źródła o niskiej wartości zapewniają ciepłe, żółte i bardziej przytulne (ale też senne) światło, natomiast źródła o wysokiej temperaturze barwowej dają jasnoniebieskie, bardziej pobudzające światło. W związku z tym wyróżnia się ciepły (poniżej 3300 K), neutralny (33005300 K) i chłodny (powyżej 5300 K) wygląd barwy. Jasnoniebieskie, chłodne, pobudzające światło sprawdza się zwłaszcza podczas pracy na nocnych zmianach, ponieważ przesuwa wydzielanie melatoniny o kilka godzin, w dłuższym czasie jest jednak męczące. W czystym świetle niebieskim nie da się rozróżnić wszystkich kolorów, dlatego najczęściej wybierane jest światło białe.
W zakładach przemysłowych zwraca się szczególną uwagę na skuteczność oświetlenia [lm/W] i jego żywotność [h], ponieważ to te parametry w znaczącej mierze decydują o częstotliwości wymian i napraw oświetlenia (czyli ewentualnych przestojach produkcji), a także o zużyciu energii. Inne istotne kryteria w kategorii oświetlenia przemysłowego to unikanie olśnienia i migotania (wpływające na bezpieczeństwo pracy) oraz czas rozruchu czy możliwość ściemniania.
Oprawy do zadań specjalnych
Podczas wyboru typu oświetlenia nie należy zapominać o znaczeniu konstrukcji oprawy, ponieważ również od budowy urządzenia zależy bezpieczeństwo, jednorodność oraz skuteczność oświetlenia. Oprawy powinny być trwałe i łatwe w konserwacji, a także spełniać wymagania m.in. odnośnie ekstremalnych temperatur i wilgotności. O ich wyborze decyduje często rodzaj działalności zakładu. W wielu miejscach potrzebne są np. specjalne zabezpieczone oprawy.
Oprawy zabezpieczone chronią przed przedostawaniem się pyłu, wilgoci lub wody. Wyróżnia się kilka klas szczelności IP (ang. International Protection). Pierwsza cyfra znajdująca się po „IP” mówi o stopniu ochrony przed wnikaniem obcych ciał stałych, a druga przed wnikaniem wody i jej skutkami (tabela).
Do przemysłu wydobywczego i chemicznego wymagane są oprawy przeciwwybuchowe, zgodnie z klasyfikacją obszarów Ex oraz wymogami stawianymi instalacjom iskrobezpiecznym (dyrektywa ATEX 94/9/EC). Również inne gałęzie przemysłu mają specjalne wymagania co do opraw, np. przy obróbce i produkcji żywności potrzebne jest oświetlenie bez rtęci i elementów szklanych: w obudowie z poliwęglanu czy z poliestru wzmocnionego włóknem szklanym. Oprawy oświetleniowe powinny być opatrzone certyfikatem HACCP (zarządzanie higieną) i łatwe do czyszczenia. Na rynku dostępne są także oprawy do pomieszczeń typu cleanroom.
Sterowanie zwiększające efektywność
W systemach sterowania oświetleniem potrzebne są źródła światła o dużej elastyczności i dynamice. Największe oszczędności energii daje połączenie energooszczędnych opraw oświetleniowych LED z czujnikami ruchu i czujnikami jasności (intensywności światła), umożliwiającymi bardziej efektywne wykorzystanie światła dziennego. Według szacunków firm zajmujących się takimi systemami oszczędność może wynosić nawet do 80%.
Dzięki systemom sterowania oświetleniem można zapewnić optymalną ilość światła w zależności od obecności pracowników oraz od ilości dostępnego światła dziennego. Tam, gdzie to możliwe, jako naturalne źródło światła wykorzystywane jest światło dzienne uzupełniane o niezbędną ilość oświetlenia elektrycznego. Jeśli ilość światła dziennego jest wystarczająca, oświetlenie sztuczne jest przyciemniane do minimalnej intensywności lub wyłączane.
Światło dzienne, ruch czy zmiany temperatury w ustalonych polach detekcji są wykrywane przez specjalne czujniki. Czujnik ruchu wykrywa przemieszczanie się osób lub obiektów w swojej strefie działania. W momencie pojawienia się pracownika odpowiednia grupa opraw przechodzi w tryb aktywny, a po ustaniu ruchu (brak obecności) światło zostaje ponownie ściemnione do poziomu minimalnego. W ten sposób przez cały czas zapewnione jest bezpieczeństwo, a jednocześnie można regulować wykorzystanie oświetlenia zależnie od bieżących potrzeb. W sektorze przemysłowym jest to istotne zwłaszcza w magazynach czy na drogach komunikacyjnych.
Autor: Anna Wrona – dziennikarka, współpracuje z prasą branżową od 2011 r. Interesuje się historią zakładów przemysłowych w Polsce oraz architekturą postindustrialną.
