Možnosti prezentace výpočtu oslnění

Ing. Pavel Staněk, ASTRA 92 a. s.

Vydání nové normy EN 12464-1 znamenalo kromě jiného i velké změny v metodách výpočtu a posuzování oslnění ve vnitřních prostorech. Pro posuzování oslnění byl použit index UGR definovaný v CIE 117/95. Míra rušivého oslnění kontrastem, jako jedna z důležitých kvalitativních vlastností osvětlení v prostoru, má oproti jiným světelnětechnickým parametrům tu specifickou vlastnost, že ji nelze přímo změřit. Pocit zrakové nepohody člověka vyvolaný rušivým oslněním je do značné míry subjektivní, je závislý na stavu zrakového orgánu člověka i na jeho momentálním rozpoložení. Lze však říci, že oslnění je tím větší, čím větší jsou jasy svítících předmětů v zorném poli a čím jsou tyto předměty větší. Naopak pocit oslnění je nepřímo úměrný jasu pozadí, jasu, na který je zrakový orgán adaptován. Problém je dále komplikován tím, že oslnění navíc závisí na směru, odkud přichází vzhledem ke směru, kterým je orientován zrakový orgán. Všechny tyto čtyři parametry jsou vstupními veličinami k výpočtu indexu UGR, kterým je rušivé oslnění kontrastem kvantifikováno. Tento článek je příspěvkem zejména ke způsobu vyhodnocení vlivu směru pohledu na míru oslnění.

V normě EN 12464-1 je k výpočtu indexu UGR doporučena tabulková metoda. Tuto metodu lze s výhodou použít v jednoduchých případech k rychlému stanovení parametrů oslnění v místnostech obdélníkového tvaru ve dvou základních kontrolních bodech uprostřed stěn a pohledech napříč místností. Základní nevýhodou této metody je, že hodnoty uvedené v tabulce dodané výrobcem, je téměř vždy nutné korigovat podle konkrétních parametrů místnosti, osvětlovací soustavy a pozorovatele (rozměry, rozteče svítidel, odraznosti povrchů, světelný tok atd.). Druhou nevýhodou je skutečnost, že tabulky nejsou obecně použitelné pro místnosti různých tvarů, pro nepravidelné rozmístění svítidel a jejich různé orientace.

Obr. 1. Index oslnění v daném místě a směru pohledu
Obr. 2. Rozložení hodnot indexu oslnění při zadaném směru pohledu

Z uvedeného lze odvodit, že může být výhodnější použít přímý výpočet indexu UGR v požadovaných bodech a požadovaných směrech v konkrétních místnostech libovolných tvarů. Tato možnost se zdá být lepší i z toho důvodu, že pro výpočet jsou třeba v podstatě stejné vstupní údaje jako pro výpočet osvětlenosti, který je také třeba provést. Proto byla tato možnost uvedena ve ZMĚNĚ 1 ČSN EN 12464-1 (říjen 2005), která obsahuje českou národní přílohu této normy. Další text se zabývá právě aplikací výpočtu indexu UGR a dále zejména způsoby, jak je možné výsledky výpočtu publikovat.

V jednoduchých případech pracovník vykonává určitý úkol v jednom konkrétním místě a jeho pohled je orientován jedním konkrétním směrem. V takové situaci jsou výpočet a jeho prezentace snadné. Stačí spočítat jednu konkrétní hodnotu indexu UGR v konkrétním bodě a porovnat ji s přípustnou hodnotou. Je nutné popsat uvažovaný směr pohledu, např. pomocí úhlů. Grafická prezentace výsledku v těchto případech není vůbec zapotřebí, někdy je vhodné vykreslit umístění bodu a směru pohledu jako na obr. 1.

Obr. 3. Rozložení indexu oslnění při zadaném směru pohledu a zadané mezní hodnotě UGR_max = 19 (zelené šipky – vyhovující hodnoty, červené značky ^ – nevyhovující hodnoty)

V jiném, složitějším případě je rovněž konkrétní směr pohledu dán, přitom se ale pozorovatel může vyskytovat v různých částech místnosti. Taková situace nastává např. v učebnách, v divadlech nebo v průmyslových prostorech s takto uspořádanou technologií. Zde je výpočtem třeba ověřit hodnoty indexu UGR v různých bodech současně, aby bylo možné vyhodnotit, ve kterých částech místnosti jsou parametry oslnění vyhovující, a ve kterých ne. Výsledkem výpočtu je tabulka hodnot UGR v jednotlivých výpočetních bodech. Tato tabulka může být graficky prezentována např. izofotním diagramem (obr. 2).

Takový izofotní diagram je přehledný zejména tehdy, kdy je směr pohledu jednoznačně dán a když se pozorovatel může vyskytovat ve větším prostoru. V těchto případech lze podle něj i vymezit části prostoru pro různé požadavky na omezení oslnění.

Obr. 4. Rozložení hodnot indexu oslnění při libovolném směru pohledu

V některých případech může být výhodné použít stejnou metodu zobrazení, jaká již byla uvedena – v jednom bodě. Je-li nastavena např. přípustná hodnota UGR_L = 19, jsou v bodech, kde index UGR vyhovuje, vykresleny zelené šipky a v bodech, kde nevyhovuje, jsou vykresleny červené čárky tvaru T. Barva čísel v bodech dále vystihuje skutečnost, zda jde o minimální hodnotu mezi počítanými (zelená), maximální hodnotu (červená) nebo hodnoty mezi nimi (černá). Diagram je na obr. 3.

V praxi se ovšem často vyskytují i případy, že směr pohledu není konstantní. Tento stav se objeví zejména v případech, kdy se směr pohledu pozorovatele v průběhu činnosti mění. Nebo je možné tuto situaci nalézt tam, kde se osvětlení navrhuje do prostorů, kde ještě není známo umístění a orientace pracovišť. Jak vyhodnotit takové výpočty?

Pro výpočetní program zpravidla není problém spočítat index UGR do více směrů. Zejména když je situace zjednodušena tím, že sklon pohledu s vodorovnou rovinou je považován za konstantní a bude-li se počítat omezený počet hodnot s úhlovým přírůstkem. Představme si předcházející prostor s takovýmto požadavkem. Je domněnka, že úhlový krok 45° a osm počítaných hodnot v těchto krocích ve většině případů dostatečně vyhovuje s ohledem na rychlost i přehlednost. Graficky je možné opět použít dva způsoby zobrazení: izofotní diagram nebo diagram se šipkami v těchto případech uspořádanými to tvaru růžice – tzv. značkami oslnění.

Obr. 5. Rozložení indexu oslnění při zadané mezní hodnotě UGR_max = 19 a libovolném směru pohledu (zelené šipky udávají směr, v němž je oslnění vyhovující, červená T – nevyhovující)

Izofotní diagram je v tomto případě často symetrický, protože je vyhodnocen pro maximální z počítaných osmi hodnot v každém bodě. Diagram lze s výhodou použít k vymezení oblastí, kde s požadavky na oslnění nejsou žádné problémy, a oblastí, kde problémy mohou vzniknout, především v závislosti na směru pohledu. Příklad diagramu je na obr. 4.

Velmi často při těchto výpočtech nastávají situace, kdy v konkrétních bodech v některých směrech oslnění vyhovuje, v jiných ale ne. Tehdy je použití diagramu se značkami oslnění, jak je zřejmé z obr. 5, velmi výhodné. Ve zde uváděném případě pro dovolenou hodnotu UGR_L = 19 je přehledně zobrazeno, ve kterých bodech a ve kterých směrech je oslnění vyhovující a kde tomu tak není. Takový diagram je vhodné použít nejen k vymezení prostorů, ale i k vymezení možných orientací pracovišť v těchto prostorech.

Závěrem bychom rádi požádali odbornou veřejnost o názor na uvedené skutečnosti. Domníváme se, že stejná či podobná metodika by mohla být použitelná i k vyhodnocení výpočtů indexu oslnění GR ve venkovních prostorech a na venkovních sportovištích.