sterowanie oświetleniem.pdf

BEZPIECZEŃSTWO PRACY 3/2008

Badanie cech u¿ytkowych

inteligentnych systemów

dr in¿. AGNIESZKA WOLSKA

mgr in¿. MAREK STEFAÑSKI

Centralny Instytut Ochrony Pracy

– Pañstwowy Instytut Badawczy

Przy wyborze systemu sterowania oświetleniem dla danego budynku, rodzaju pomieszczenia i wykonywanych

w nim zadañ powinny byæ brane pod uwagê parametry u¿ytkowe systemu zapewniaj¹ce pracownikom

bezpieczeñstwo i komfort widzenia, a nie tylko jego cena i aspekt energooszczêdności. Artyku³ ma na celu

przedstawienie wybranych wyników badañ dwóch systemów sterowania oświetleniem: A (z czujnikiem świat³a

odbitego od p³aszczyzny roboczej) i B (z czujnikiem świat³a dziennego). Porównywanymi cechami u¿ytkowymi

obu systemów s¹: utrzymywanie przez system zadanego poziomu natê¿enia oświetlenia mieszanego oraz reak-

cje systemu na zmiany dynamiczne oświetlenia dziennego. Wyniki badañ cech u¿ytkowych systemów z ró¿nymi

czujnikami świat³a wskazuj¹ na znacz¹ce ró¿nice. Porównuj¹c badane cechy u¿ytkowe mo¿na stwierdziæ, ¿e

lepszym, spośród badanych, by³ systemem cyfrowy B. Charakteryzuje siê on wiêksz¹ niezawodności¹ i szyb-

kości¹ dzia³ania, powtarzalności¹ wysterowania stateczników, dobrym utrzymywaniem zaprogramowanego

poziomu natê¿enia oświetlenia i energooszczêdności¹. Jednak wybór systemu sterowania oświetleniem zle¿y

od wielu czynników, spośród których najwa¿niejsze zosta³y przedstawione w artykule.

A study of the functional characteristics of intelligent lighting control systems

When choosing a lighting control system for a building, a type of room and tasks performed in it, one should

not only consider its price and energetic efficiency but also the functional parameters that would ensure the

workers’ safety and visual comfort. The aim of the article was to present selected results of research on two

lighting control systems. System A was equipped with a sensor that detected light reflected from a working

plane, while System B was equipped with a daylight sensor. The following functional features were examined

and compared: the ability of the system to sustain a given level of mixed illuminance and the system’s reac-

tions to dynamic changes in daylighting. The results of the study of the functional characteristics of systems

with different light sensors indicated significant differences between them. Having compared the examined

functional features the authors concluded that System B proved to be better. Its main characteristics were

higher reliability and working speed; repetitiveness in steering settings of the electronic ballasts and a good

ability to sustain the given illuminance and energetic efficiency. Nevertheless the choice depends on numerous

factors, the most important of which have been presented in this article.

• gorsz¹ stabilnośæ dzia³ania i mniejsz¹

dok³adnośæ ustawieñ poziomu natê¿enia

oświetlenia przy wiêkszym udziale świat³a

dziennego w oświetleniu mieszanym (oświetle-

nie mieszane – suma oświetlenia elektrycznego

i dziennego)

• wystêpowanie oscylacji poziomu natê¿e-

nia oświetlenia wokó³ wartości zaprogramo-

wanej w cyklach kilkuminutowych podczas

utrzymywania przez system zaprogramowa-

nego poziomu natê¿enia oświetlenia

• tendencjê do zani¿ania przez system

poziomu natê¿enia oświetlenia o oko³o 10%

wzglêdem poziomu zaprogramowanego

• pojawiaj¹ce siê losowo nieprawid³owo-

ści dzia³ania systemu, jak np. zaprzestanie

samoczynnego ściemniania lub rozjaśnia-

nia świecenia opraw, brak reakcji systemu

na programowanie lub próby rêcznej regulacji

świecenia.

Te nieprawid³owości dzia³ania systemów

sterowania oświetleniem elektrycznym przy-

czyni³y siê do podjêcia decyzji o opracowaniu

metody badañ i zbadaniu wybranych cech

u¿ytkowych ró¿nych „inteligentnych” syste-

mów sterowania oświetleniem wystêpuj¹cych

na rynku.

Niniejszy artyku³ ma na celu przedstawienie

wybranych wyników badañ dwóch systemów

sterowania oświetleniem: A i B. Porównywa-

nymi cechami u¿ytkowymi obu systemów

s¹: utrzymywanie przez system zadanego

poziomu natê¿enia oświetlenia mieszanego

oraz reakcje systemu na zmiany dynamiczne

oświetlenia dziennego.

Wprowadzenie

Oświetlenie jest czynnikiem, który wspó³de-

cyduje o bezpieczeñstwie, ergonomii widzenia,

estetyce i energooszczêdności budynku. Zna-

czenie określenia „inteligentne” oświetlenie,

ewoluuje wraz z rozwojem techniki sterowania

oraz stosowanych uk³adów elektronicznych

i automatyki. Dziêki zastosowaniu takich

systemów mo¿na zapewniæ odpowiednie

oświetlenie, a jednocześnie uzyskaæ znacz¹ce

oszczêdności energii elektrycznej zu¿ywanej

do tego celu. Obecnie mo¿na przyj¹æ, ¿e „in-

teligentne” systemy sterowania s¹ to takie

analogowe lub cyfrowe systemy sterowania

oświetleniem, które dostosowuj¹ poziom na-

tê¿enia oświetlenia elektrycznego odpowiednio

do rytmu zmian poziomu świat³a dziennego

dochodz¹cego do pomieszczenia/stanowiska

pracy [1].

Przy wyborze systemu sterowania oświe-

tleniem dla danego budynku, pomieszczenia

i wykonywanych w nim zadañ powinny

byæ brane pod uwagê parametry u¿ytkowe

systemu zapewniaj¹ce pracownikom bezpie-

czeñstwo i wygodê widzenia, a nie tylko jego

cena i aspekt energooszczêdności. Producenci

deklaruj¹ du¿e oszczêdności energii elek-

trycznej przy zastosowaniu tych systemów

(nawet do 70%) i niezawodne ich dzia³anie,

natomiast nikt z u¿ytkowników takich danych

nie sprawdza i nie weryfikuje. Dotychczasowe

doświadczenia autorów zwi¹zane z dzia³a-

niem jednego z „inteligentnych” systemów

sterowania oświetleniem wskaza³y na wiele

wadliwych zachowañ, które w konsekwencji

mog¹ wp³ywaæ na bezpieczeñstwo i komfort

widzenia u¿ytkowników. Do takich zachowañ

mo¿na zaliczyæ m.in.: [2, 3]

Metoda badañ

Stanowisko do badañ

Aby precyzyjnie określiæ i analizowaæ

w³aściwości u¿ytkowe systemów sterowania

potrzebne by³o obiektywne narzêdzie badañ,

które pozwoli³oby na bie¿¹c¹ rejestracjê

pracy systemu sterowania. Takim narzêdziem

mo¿e byæ oprogramowanie komputerowe

sterowania oœwietleniem

BEZPIECZEŃSTWO PRACY 3/2008

Rys. 2. Widok multiczujnika systemu A sk³adaj¹cego siê

z czujników: 1 – świat³a, 2 – ruchu, 3 – podczerwieni

Fig. 2. A multisensor of System A: 1. light sensor, 2.

motion sensor, 3. infrared sensor

Rys. 1. Widok rozmieszczenia elementów stanowiska pomiarowego nad badan¹ p³aszczyzn¹ robocz¹ (system A)

Fig. 1. The placement of the elements of a measurement station above a working plane (System A)

System A

System sterowania A wyposa¿ony by³

w czujnik świat³a odbitego od p³aszczyzny

roboczej (rys. 2.). Dziêki oprogramowaniu

A User Software, mo¿liwe by³o jego precyzyjne

programowanie z jednoczesnym podgl¹dem

na ekranie komputera np. procentowego wy-

sterowania stateczników poszczególnych opraw

oświetleniowych (rys. 3.), ustawianie i wywo³y-

wanie scen oświetleniowych, ustawianie trybu

pracy (z aktywnym i nieaktywnym czujnikiem

świat³a), programowanie zadanego poziomu

natê¿enia oświetlenia oraz monitorowanie

podczas badañ pracy systemu (np. jak system

wysterowuje oprawy przy modelowanych dy-

namicznych zmianach oświetlenia dziennego).

Wartości wysterowania wynosz¹cej 100%

odpowiada maksymalne świecenie źróde³

świat³a w oprawach, natomiast ka¿dej wartości

mniejszej bêdzie odpowiada³a odpowiednio

mniejsza emisja strumienia świetlnego, a tym

samym mniejszy poziom natê¿enia oświetlenia

na p³aszczyźnie roboczej. Dysponuj¹c tym

oprogramowaniem mo¿na równie¿ zaprogra-

mowaæ dowolne procentowe wysterowania

stateczników opraw oświetleniowych.

zintegrowane z odpowiednim systemem po-

miarowym. W tym celu opracowano specjalne

oprogramowanie CamLuxMeter, które przez

zintegrowanie z kamerami pomiarowymi,

mo¿e rejestrowaæ jednocześnie lub oddzielnie

przebieg zmian poziomu oświetlenia (poziom

oświetlenia – programowo uśredniana ja-

skrawośæ obrazu widzianego przez kamerê)

w dwóch wybranych charakterystycznych

punktach pomieszczenia (np. okno i biurko)

[4]. Stanowisko pomiarowe sk³ada³o siê z na-

stêpuj¹cych elementów:

• dwie kamery internetowe rejestruj¹ce

poziom oświetlenia

• stanowisko komputerowe z zainstalowa-

nym oprogramowaniem CamLux Meter

• co najmniej dwa luksomierze do spraw-

dzania poziomu natê¿enia oświetlenia na p³asz-

czyźnie roboczej oraz przy czujniku świat³a

• zestaw rolet lub ¿aluzji do przys³aniania

dostêpu świat³a do pomieszczenia.

Badania wykonano w pomieszczeniach

CIOP-PIB, w których zainstalowane by³y bada-

ne systemy sterowania. Okna wyposa¿one by³y

w system rolet, umo¿liwiaj¹cych ró¿ny stopieñ

przys³oniêcia świat³a dziennego.

Na rys. 1. przedstawiono widok rozmiesz-

czenia elementów stanowiska pomiarowego

przy badaniu systemu z czujnikiem świat³a

skierowanym na p³aszczyznê robocz¹.

Opis badanych systemów sterowania

oświetleniem

W systemie A czujnik świat³a jest skierowany

na p³aszczyznê robocz¹, czyli jest czujnikiem świa-

t³a odbitego od tej p³aszczyzny, natomiast w sys-

temie B czujnik świat³a jest skierowany na okno

i jest w rzeczywistości czujnikiem bezpośredniego

świat³a dziennego docieraj¹cego do wnêtrza

pomieszczenia z wycinka niebosk³onu.

Rys. 3. Okno programu A User Software: 1 – wirtualny panel sterowniczy; 2 – wskaźniki procentowej emisji strumienia

świetlnego poszczególnych opraw; 3 – okno umo¿liwiaj¹ce grupowanie opraw

Fig 3. A typical User Software window: 1. virtual control panel, 2. percentage luminous flux emission indicators for

each luminaire, 3. a window for grouping luminaires

BEZPIECZEŃSTWO PRACY 3/2008

wzrost ilości świat³a dziennego w pomieszcze-

niu, a jego zamkniêcie – nag³y spadek. Przebieg

eksperymentu by³ nastêpuj¹cy:

• ok. 30 s – rejestracja pracy systemu przy

ustalonym poziomie oświetlenia elektrycznego

(wszystkie okna zas³oniête roletami)

• otworzenie okna i rejestracja pracy sys-

temu przez ok. 4 min dla systemu A i 2 min

dla systemu B

• zamkniêcie okna i rejestracja pracy syste-

mu przez ok. 4 min dla systemu A i 2 min dla

systemu B.

Metoda badañ utrzymywania przez system

zadanego poziomu oświetlenia mieszanego

Badania utrzymywania przez system zada-

nego poziomu oświetlenia mieszanego wyko-

nywano w wyd³u¿onym okresie przy zadanej

scenie oświetleniowej i przy niezmienionym

przes³oniêciu okien tak, aby do stanowiska

pracy dochodzi³o świat³o dzienne z takiego

samego wycinka niebosk³onu. Pomiary pole-

ga³y na jednoczesnej rejestracji przez 5 minut

świat³a odbitego od p³aszczyzny roboczej

(kamera skierowana na biurko) oraz świat³a

dziennego (kamera skierowana na wycinek

niebosk³onu za oknem), a tak¿e odczycie

poziomu natê¿enia oświetlenia na p³aszczyźnie

roboczej. Rejestracja ta prowadzona by³a w od-

stêpach czasowych, co godzinê w ci¹gu zmiany

roboczej od godziny 8.00 do 16.00.

Rys. 4. Czujnik świat³a dziennego – a ; panel sterowniczy systemu B – b

Fig. 4. a. daylight sensor; b. control panel of System B

System B

System sterowania B wyposa¿ony by³

w czujnik bezpośredniego świat³a dziennego

docieraj¹cego do wnêtrza pomieszczenia

z wycinka niebosk³onu (rys. 4.). Dziêki panelowi

steruj¹cemu, którego integralnym elementem

jest dotykowy ekran ciek³okrystaliczny oraz od-

powiednie oprogramowanie, mo¿liwa by³a nor-

malna obs³uga systemu (w³¹czanie, wy³¹czanie,

wybór scen oświetleniowych), programowanie

i podgl¹d pracy systemu na ekranie panelu.

Aby system pracowa³ w trybie z aktywnym

czujnikiem świat³a i odpowiednio sterowa³

ściemnianiem i rozjaśnianiem świecenia opraw,

nale¿y wprowadziæ do systemu tzw. krzyw¹

wysterowania dla danej grupy opraw. Krzywa

ta odzwierciedla procentowe wysterowanie

systemu w zale¿ności od natê¿enia oświetlenia

dziennego mierzonego przez czujnik świat³a.

W przypadku systemu B badania przepro-

wadzono podczas trzech scen oświetleniowych

wywo³ywanych w trybie aktywnego czujnika

świat³a, opisanych przez krzywe wysterowania

przedstawione na rys. 5. (str. 16.). Miejsce prze-

ciêcia osi poziomej przez krzyw¹ wysterowania

wyznacza punkt, w którym system wy³¹cza

oświetlenie elektryczne (wysterowanie 0%),

gdy dana wartośæ natê¿enia oświetlenia

dziennego zostanie zmierzona przez czujnik

świat³a. W scenie „pochmurna” i „pomiar”

obie grupy opraw w pomieszczeniu (grupa

1. – rz¹d opraw bli¿ej okien, grupa 2. – rz¹d

opraw dalej od okien) przypisane mia³y jedn¹

krzyw¹ wysterowania. W scenie „s³oneczna”

oprawy grupy 1. (GR I) i grupy (GR II) mia³y

ró¿ne krzywe wysterowania.

Wyniki badañ

Wyniki badañ reakcji systemu na zmiany

dynamiczne oświetlenia dziennego

System A

Wyniki pomiarów zmian dynamicznych

natê¿enia oświetlenia przy poszczególnych

procentowych wysterowaniach stateczników

przedstawiono jako funkcjê unormowanego

poziomu oświetlenia mierzonego przez kamerê

przy czujniku świat³a (pomiar świat³a odbitego

od p³aszczyzny roboczej) w czasie rejestracji

(rys. 6.). Unormowany poziom oświetlenia

jest to iloraz wartości zmierzonej przez kamerê

w danym momencie czasowym i wartości

maksymalnej otrzymanej z pomiarów dla

wszystkich badanych wysterowañ procento-

wych stateczników.

Metoda badania reakcji systemu

na zmiany dynamiczne oświetlenia

dziennego

Badania reakcji systemu na zmiany dy-

namiczne oświetlenia dziennego polega³y

na sprawdzeniu dzia³ania systemu przy nag³ych

(dynamicznych) zmianach ilości świat³a dzien-

nego docieraj¹cego do wnêtrza pomieszczenia.

Zmiany dynamiczne ilości świat³a dziennego

docieraj¹cego do czujnika świat³a modelowano

za pomoc¹ szybkiego otwierania i zamykania

okna. Wszystkie okna w pomieszczeniu by³y

ca³kowicie zas³oniête roletami, wobec czego

otworzenie okna powodowa³o nag³y znacz¹cy

Zaprogramowanie badanych

systemów: sceny oświetleniowe

Programowanie ka¿dego z systemów ste-

rowania oświetleniem polega na zadaniu mu

odpowiednich parametrów ustawieñ, które de-

cyduj¹ o rozjaśnianiu i ściemnianiu oświetlenia

elektrycznego przez system. Ka¿demu zapro-

gramowanemu i zapamiêtanemu ustawieniu

przypisuje siê tzw. scenê oświetleniow¹.

W przypadku systemu A sceny oświetleniowe

określono przez ustawienie (z wykorzystaniem

oprogramowania) ró¿nych procentowych

wysterowañ stateczników w oprawach, którym

odpowiada³y ró¿ne strumienie świetlne emi-

towane przez świetlówki, a tym samym ró¿ne

programowane poziomy natê¿enia oświetlenia

na p³aszczyźnie roboczej. Badania wykonano

dla trzech scen oświetleniowych wywo³ywanych

w trybie aktywnego czujnika świat³a, którym

odpowiada³o nastêpuj¹ce wysterowanie statecz-

ników: 25%, 50% i 75%, a odpowiadaj¹cy im

zaprogramowany poziom natê¿enia oświetlenia

na p³aszczyźnie roboczej zestawiono w tabeli 1.

Tabela 1

ZAPROGRAMOWANY POZIOM NATÊ¯ENIA OŚWIETLENIA PRZY POSZCZEGÓLNYCH SCENACH OŚWIETLENIOWYCH

SYSTEMU A [5]

A programmed level of illuminance depending on individual lighting scenes of system A [5]

Scena oświetleniowa

Wysterowanie

procentowych stateczników

Zaprogramowane natê¿enie

oświetlenia na p³aszczyźnie

roboczej, lx

25%

447

50%

852

75%

1024

BEZPIECZEŃSTWO PRACY 3/2008

Rys. 5. Krzywe wysterowania w badanych scenach oświetleniowych

dla systemu B [5]

Fig. 5. Curves of steering settings for the lighting scenes of

System B [5]

Analizuj¹c przebiegi wykresów dla poszcze-

gólnych procentowych wysterowañ stateczni-

ków, mo¿na stwierdziæ, ¿e [5]:

• przy nag³ym rozjaśnieniu p³aszczyzny robo-

czej (otwarcie okna) wystêpuje porównywalna

szybkośæ dzia³ania sytemu (nachylenie krzywej

jest takie samo), jednak przy wy¿szych pozio-

mach wysterowania (50% i 75%) system szybciej

dochodzi do pocz¹tkowego poziomu oświetlenia

(po oko³o 120-140 s) ni¿ przy 25-procentowym

wysterowaniu; w czasie rejestrowanych 4 minut

po otwarciu okna system nie „zd¹¿a” ściemniæ

oświetlenia do poziomu wyjściowego przy 25-

-procentowym wysterowaniu

• przy nag³ym ściemnieniu p³aszczyzny

roboczej (zamkniêcie okna), podobnie jak przy

otwarciu okna, wystêpuje porównywalna szyb-

kośæ dzia³ania sytemu dla wy¿szych poziomów

wysterowania (50-procentowego i 75-procen-

towego), (nachylenie krzywej jest takie samo)

i system dośæ szybko dochodzi do poziomu

oświetlenia wyjściowego (po oko³o 120-140 s);

natomiast przy 25-procentowym wysterowaniu

wystêpowa³o powolniejsze narastanie roz-

jaśniania, a w czasie rejestrowanych 4 minut

po zamkniêciu okna system nie „zd¹¿a” rozjaśniæ

oświetlenia do poziomu wyjściowego.

Wyniki badañ utrzymywania zadanego

poziomu natê¿enia oświetlenia

System A

Zestawienie wyników pomiarów utrzy-

mywanego poziomu natê¿enia oświetlenia

na p³aszczyźnie roboczej (biurku) przy poszcze-

gólnych scenach oświetleniowych (dla ka¿dego

pomiaru oraz średniej wartości ze wszystkich

pomiarów) oraz zaprogramowanego poziomu

natê¿enia oświetlenia przedstawiono na rys. 8.

Uzyskane wyniki pomiarów wskazuj¹

na dośæ du¿e zmiany w utrzymywanym po-

ziomie natê¿enia oświetlenia na p³aszczyźnie

roboczej, który w zale¿ności od procentowe-

go wysterowania stateczników zmienia³ siê

w zakresie [5]:

• od 905 lx do 1400 lx, czyli odnotowany

zakres zmian wynosi³ 495 lx przy 75-procen-

towym wysterowaniu

• od 858 lx do 1076 lx, czyli odnotowany

zakres zmian wynosi³ 218 lx przy 50-procen-

towym wysterowaniu

• od 551 lx do 767 lx, czyli odnotowany

zakres zmian wynosi³ 216 lx przy 25-procen-

towym wysterowaniu.

Wyliczona z pomiarów wartośæ średnia

natê¿enia oświetlenia na p³aszczyźnie roboczej

w czasie rejestracji w odniesieniu do poszcze-

gólnych wysterowañ procentowych statecz-

ników wynosi³a:

E śr75%r = 1127 lx, podczas gdy zaprogramo-

wana wartośæ wynosi³a 1024 lx

E śr50% = 1013 lx, podczas gdy zaprogramo-

wana wartośæ wynosi³a 852 lx

E śr25% = 704 lx, podczas gdy zaprogramo-

wana wartośæ wynosi³a 447 lx.

Podsumowuj¹c mo¿na zauwa¿yæ, ¿e przy

75-procentowym wysterowaniu stateczników

wystêpuje najwiêkszy zakres zmian utrzy-

mywanego poziomu natê¿enia oświetlenia

na p³aszczyźnie roboczej, jak równie¿ tylko przy

tej scenie poziom natê¿enia oświetlenia nie za-

wsze osi¹ga³ co najmniej wartośæ zaprogramo-

wan¹ (system nie zwiêksza³ emisji strumienia

świetlnego choæ, powinien to zrobiæ).

Rys. 6. Zmiany unormowanego poziomu oświetlenia przy dyna-

micznych zmianach oświetlenia dla 75%, 50% i 25% wystero-

wania stateczników dla systemu A [5]

Fig. 6. Changes in the level of normalized lighting depending on

dynamically changing lighting conditions for electronic ballasts

settings of 75%, 50% and 25% of System A [5]

System B

Wyniki pomiarów zmian dynamicznych

natê¿enia oświetlenia przy poszczególnych

scenach oświetleniowych, charakteryzuj¹cych

siê ró¿nymi krzywymi wysterowania, przedsta-

wiono na rys. 7.

Podniesienie rolety przed czujnikiem świat³a

zarejestrowane zosta³o przez system pomiaro-

wy jako gwa³towny wzrost poziomu oświetlenia,

a system oświetleniowy w ka¿dym przypadku

natychmiast reagowa³. Podczas badanych scen

oświetleniowych stwierdzono, ¿e [5]:

• reakcja na nag³e rozjaśnienie wynosi³a: 1-2 s

• czas potrzebny na ustabilizowanie siê

natê¿enia oświetlenia na biurku do sta³ego

poziomu wynosi³: 3-7 s

• po ustabilizowaniu siê, system utrzymywa³

sta³y poziom natê¿enia oświetlenia na biurku

podczas ca³ej ok. 2-minutowej rejestracji.

Opuszczenie rolety przed czujnikiem świat³a

– zarejestrowane zosta³o przez system pomiaro-

wy jako gwa³towny spadek poziomu oświetlenia,

a system oświetleniowy w ka¿dym przypadku na-

tychmiast reagowa³. W odniesieniu do badanych

scen oświetleniowych stwierdzono, ¿e:

• reakcja na nag³e ściemnienie wynosi³a: 1-2 s

• czas potrzebny do ustabilizowania siê

natê¿enia oświetlenia na biurku do sta³ego

poziomu wynosi³: 7-10 s.

Podsumowuj¹c mo¿na zauwa¿yæ, ¿e bez

wzglêdu na krzyw¹ wysterowania system

natychmiast reaguje zarówno na nag³e roz-

jaśnienie, jak i ściemnienie świat³a dziennego

docieraj¹cego do czujnika, ale potrzebuje wiêcej

czasu na ustabilizowanie siê poziomu oświetlenia

na p³aszczyźnie roboczej po nag³ym ściemnieniu

oświetlenia (opuszczenie rolety).

Rys. 7. Zmiany unormowanego poziomu oświetlenia na biurku przy

dynamicznych zmianach dla trzech badanych scen oświetlenio-

wych: „s³oneczna”, „pochmurna” i „pomiar” dla systemu B [5]

Fig. 7. Changes in the level of normalized lighting on a desktop

depending on the dynamic changes in lighting scenes: „sunny”,

„cloudy” and „measurement” of System B [5]

System B

Zestawienie wyników pomiarów utrzy-

mywanego poziomu natê¿enia oświetlenia

na p³aszczyźnie roboczej (biurku) przy po-

szczególnych scenach oświetleniowych (dla

ka¿dego pomiaru oraz średniej wartości

ze wszystkich pomiarów) oraz zaprogra-

mowanego poziomu natê¿enia oświetlenia

przedstawiono na rys. 9.

Uzyskane wyniki pomiarów wskazuj¹

na dośæ du¿e zmiany w utrzymywanym po-

ziomie natê¿enia oświetlenia na p³aszczyźnie

roboczej, które w zale¿ności od sceny oświe-

tleniowej zmienia³y siê w zakresie [5]:

• od 290 lx do 491 lx, czyli odnotowany zakres

zmian wynosi³ 201 lx przy scenie „s³oneczna”

• od 643 lx do 734 lx, czyli odnotowany za-

kres zmian wynosi³ 91 lx przy scenie „pomiar”

Rys. 8. Utrzymywany poziom natê¿enia oświetlenia na biurku oraz

zaprogramowany poziom natê¿enia oświetlenia przy poszczegól-

nych scenach oświetleniowych systemu A [5]

Fig. 8. Sustained level of desktop illuminance and programmed

level of illuminance depending on individual lighting scenes of

System A [5]

BEZPIECZEŃSTWO PRACY 3/2008

• od 210 lx do 409 lx, czyli odnotowany

zakres zmian wynosi³ 199 lx przy scenie „po-

chmurna”.

Wyliczona z pomiarów wartośæ średnia

natê¿enia oświetlenia na p³aszczyźnie roboczej

w czasie, w odniesieniu do poszczególnych

scen oświetleniowych wynosi³a:

E śr”s³oneczna” = 377 lx

E śr”pomiar” = 698 lx

E śr”pochmurna” = 305 lx.

Podsumowuj¹c mo¿na zauwa¿yæ, ¿e przy

scenie „pomiar” wyst¹pi³ najmniejszy zakres

zmian utrzymywanego poziomu natê¿enia

oświetlenia na p³aszczyźnie roboczej, co wynika³o

g³ównie z faktu, ¿e mierzone przez czujnik świat³a

natê¿enie oświetlenia dziennego by³o przez ca³y

okres pomiaru w zakresie sta³ego 94-procen-

towego wysterowania opraw oświetleniowych

(w czêści krzywej równoleg³ej do osi poziomej

– rys. 5.). Tak wiêc zakres zmian przy badanych

warunkach pogodowych wynika³ tylko ze zmian

docieraj¹cego do biurka świat³a dziennego.

powinny byæ przeanalizowane i uwzglêdniane

przy wyborze konkretnego systemu sterowania

oświetleniem, który powinien uwzglêdniaæ m.in:

• wielkośæ pomieszczenia, liczbê i roz-

mieszczenie stanowisk pracy w pomieszczeniu

(w du¿ych i wielostanowiskowych pomieszcze-

niach mo¿e byæ koniecznośæ zainstalowania

kilku czujników świat³a, odpowiednio „widz¹-

cych” kolejne p³aszczyzny pracy lub wycinki

niebosk³onu za oknem; w ma³ych pomieszcze-

niach zwykle wystarczy jeden czujnik świat³a)

• wystêpowanie przes³on w rozchodze-

niu siê świat³a dziennego w pomieszczeniu

(w biurach typu otwartego, gdzie stanowiska

oddzielone s¹ ściankami dzia³owymi lub ekra-

nami, lepiej jest zastosowaæ czujniki świat³a

odbitego od p³aszczyzny roboczej)

• dostêpnośæ świat³a dziennego (w przy-

padku, kiedy praktycznie nie ma udzia³u świat³a

dziennego w oświetleniu pomieszczenia,

mo¿na wybraæ system sterowania bez czujnika

świat³a, a tylko z czujnikiem obecności)

• rozk³ad okien w pomieszczeniu i usy-

tuowanie wzglêdem nich stanowisk pracy

(zw³aszcza gdy czujnik świat³a jest skierowany

na wycinek niebosk³onu)

• wystêpowanie przes³on okien (¿aluzje, rolety,

zas³ony) i czêstośæ dokonywania zmian przes³o-

niêcia okien przez u¿ytkowników (przy czêstych

zmianach przes³oniêcia okien nie jest zalecany

system z czujnikiem świat³a dziennego)

• wyposa¿enie pomieszczenia – barwa

i wspó³czynniki odbicia powierzchni roboczej i in-

nych powierzchni (te cechy pomieszczenia maj¹

istotny wp³yw na pracê systemu z czujnikiem

świat³a odbitego od powierzchni roboczej)

• ³atwośæ obs³ugi systemu

• niezawodnośæ dzia³ania

Rys. 9. Utrzymywany poziom natê¿enia oświetlenia na biurku przy

poszczególnych scenach oświetleniowych systemu B [5]

Fig. 9. Sustained level of desktop illuminance for individual lighting

scenes of System B [5]

• liczba opraw, pomieszczeñ, które system

ma obs³ugiwaæ

• koszt systemu sterowania i potencjalne

oszczêdności, które powinny byæ jednym

– a nie jedynym decyduj¹cym argumentem

przy wyborze systemu sterowania.

PIŚMIENNICTWO

[1] A. Wolska Inteligentny system sterowania oświe-

tleniem – przyk³ady rozwi¹zañ i zastosowañ .

„Bezpieczeñstwo Pracy” 2 (413) 2006

[2] A. Wolska, A. Pawlak, R. Kosiñski, I. Skwarek

Opracowanie i wdro¿enie procedur badañ i oceny

systemów oświetlenia stanowisk pracy o szczególnym

obci¹¿eniu narz¹du wzroku. Sprawozdanie z drugie-

go punktu kontrolnego zadania SP 5.3. pt. Badania

systemów doświetlenia świat³em elektrycznym przy

niedostatecznym oświetleniu dziennym na stanowi-

sku z komputerem – reprezentatywnym dla pracy

o szczególnym obci¹¿eniu narz¹du wzroku. CIOP-PIB,

Warszawa 2003

[3] A. Wolska, R. Kosiñski, A. Pawlak Istotne cechy

u¿ytkowe cyfrowego systemu sterowania oświetleniem

wykorzystuj¹cego protokó³ DALI . „Elektroinstalator”

3, 2004

[4] A. Wolska, P. Konieczny, A. Pawlak Opracowanie cha-

rakterystyki w³asności u¿ytkowych tzw. „inteligentnych

systemów sterowania oświetleniem pod wzglêdem

zapewnienia bezpieczeñstwa pracy i wygody widzenia.

Sprawozdanie z drugiego punktu kontrolnego zadania

SP 05.9 pt. Opracowanie metodyki badañ oraz przepro-

wadzenie badan pilota¿owych wybranych w³asności

u¿ytkowych „inteligentnego” systemów sterowania

oświetleniem . CIOP-PIB, Warszawa 2006

[5] A. Wolska, M. Stefañski, A. Pawlak Opracowanie

charakterystyki w³asności u¿ytkowych tzw. inteligent-

nych systemów sterowania oświetleniem pod wzglê-

dem zapewnienia bezpieczeñstwa pracy i wygody wi-

dzenia. Sprawozdanie z trzeciego punktu kontrolnego

zadania SP 05.9 pt. Przeprowadzenie badañ w³asności

u¿ytkowych decyduj¹cych o bezpieczeñstwie i wygo-

dzie widzenia u¿ytkowników dla trzech wybranych

„inteligentnych” systemów sterowania oświetleniem

oraz opracowanie poradnika nt. w³asności u¿ytkowych

„inteligentnych” systemów sterowania oświetleniem

i metodyce badania poprawności dzia³ania takich

systemów . CIOP-PIB, Warszawa 2007

Podsumowanie

Wyniki badañ cech u¿ytkowych systemów

z ró¿nymi czujnikami świat³a wskazuj¹ na zna-

cz¹ce ró¿nice, które zestawiono w tabeli 2.

Porównuj¹c badane cechy u¿ytkowe mo¿na

stwierdziæ, ¿e lepszym, spośród badanych,

by³ systemem cyfrowy B z czujnikiem świat³a

dziennego. Charakteryzuje siê on wiêksz¹

niezawodności¹ i szybkości¹ dzia³ania, powta-

rzalności¹ wysterowania stateczników, dobrym

utrzymywaniem zaprogramowanego poziomu

natê¿enia oświetlenia i energooszczêdności¹.

Wyraźne ró¿nice miêdzy cechami u¿ytkowymi

badanych systemów sterowania oświetleniem

Tabela 2

ZESTAWIENIE WYBRANYCH CECH U¯YTKOWYCH ZWI¥ZANE Z CZUJNIKIEM ŚWIAT£A BADANYCH SYSTEMÓW

STEROWANIA OŚWIETLENIEM [5]

Selected functional features related to the light sensor of lighting control systems [5]

Cecha u¿ytkowa systemu

Badany system sterowania

Utrzymywanie zaprogramowanego poziomu

natê¿enia oświetlenia na p³aszczyźnie

roboczej

s³abe: przez wiêkszośæ czasu

utrzymywany poziom nawet

o 71% wy¿szy

dobre: zale¿y od w³aściwego

zaprogramowania krzywej

wysterowania

Szybkośæ reakcji systemu przy zmianach

dynamicznych

bardzo du¿a (1-2 s)

Czas dostosowania poziomu oświetlenia

elektrycznego przy dynamicznych zmianach

oświetlenia dziennego

d³ugi:

ściemnianie: 140 s do ponad

240 s, rozjaśnianie: 120 s do

ponad 240 s

krótki:

ściemnianie: 3-7 s,

rozjaśnianie: 7-10 s

Powtarzalnośæ wysterowania stateczników

przy zaprogramowanych scenach

ma³a

bardzo du¿a

Zawieszanie siê systemu

czêste

nie wystêpowa³o

Publikacja przygotowana na podstawie

wyników uzyskanych w ramach programu

wieloletniego pn. „Dostosowywanie wa-

runków pracy w Polsce do standardów Unii

Europejskiej” dofinansowywanego w latach

2005–2007 w zakresie zadañ s³u¿b pañ-

stwowych przez Ministerstwo Pracy i Polityki

Spo³ecznej. G³ówny koordynator: Centralny

Instytut Ochrony Pracy – Pañstwowy Instytut

Badawczy

Techniczne programowanie systemu

dośæ trudne

³atwe

W³aściwe zaprogramowanie wymaganego

poziomu natê¿enia oświetlenia

³atwe

wymaga wcześniejszego

doświadczenia/praktyki

Mo¿liwośæ ingerencji u¿ytkownika

w zaprogramowane ustawienia poziomów

oświetlenia

ograniczona lub du¿a

(w zale¿ności od zastosowanego

sposobu programowania: pilot,

panel, oprogramowanie)

ograniczona (zabezpieczenie

has³em w panelu

sterowniczym)

Energooszczêdnośæ wynikaj¹ca z w³aściwego

utrzymywania poziomów natê¿enia oświetlenia

na powierzchni roboczej

średnia

du¿a

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: