Měření osvětlení – Část 3. Měření denního osvětlení

-- Měření denního osvětlení, Ing. Tomáš Sousedík --

1. Úvod

Měření denního osvětlení je využíváno ke zjišťování parametrů přirozeného denního světla v interiéru a posuzování plnění požadavků příslušných norem a vyhlášek. Podle nařízení vlády NV č. 361/2007 (ve znění pozdějších předpisů), kterým se stanovují podmínky ochrany zdraví při práci, mají mít všechna nově vznikající pracoviště s trvalou prací (více než 4 h denně) vyhovující denní osvětlení. Zkušenosti z praxe ukazují, že tomu tak často není. V dalších odstavcích jsou uvedeny požadavky na osvětlení, postup měření a vyhodnocení měření.

2. Normy
Pro vykonání měření a jeho vyhodnocení je nutná znalost těchto norem:

ČSN 36 0011-1 Měření osvětlení vnitřních prostorů. Část 1: Základní ustanovení

ČSN 36 0011-2 Měření osvětlení vnitřních prostorů. Část 2: Měření denního osvětlení ČSN 73 0580-1 Denní osvětlení budov. Část 1: Základní požadavky

ČSN 73 0580-2 Denní osvětlení budov. Část 2: Denní osvětlení obytných budov

ČSN 73 0580-3 Denní osvětlení budov. Část 3: Denní osvětlení škol

ČSN 73 0580-4 Denní osvětlení budov. Část 4: Denní osvětlení průmyslových budov

ČSN 36 0020 Sdružené osvětlení NV č. 361/2007, kterým se stanovují podmínky ochrany zdraví při práci

Vyhláška č. 268/2009, o technických požadavcích na stavby

Vyhláška č. 410/2005, o hygienických požadavcích na prostory a provoz zařízení a provozoven pro výchovu a vzdělávání dětí a mladistvých (změny uvedeny ve vyhlášce č. 343/2009)

NV č. 68/2010 Sb., kterým se mění nařízení vlády č. 361/2007 Sb.

NV č. 93/2012 Sb., kterým se mění nařízení vlády č. 361/2007 Sb.
Vyhláška č. 20/2012 Sb., kterou se mění vyhláška č. 268/2009 Sb.

3. Požadavky vyhlášek a norem na denní osvětlení

Při hodnocení denního osvětlení se lze setkat s minimální a průměrnou hodnotou činitele denní osvětlenosti D: Měření osvětlení – Část 3 Měření denního osvětlení: 

D_min – nejmenší hodnota činitele D v měřeném prostoru nebo jeho funkčně vymezené části,
D_m – průměrná hodnota činitele D v měřeném prostoru nebo jeho funkčně vymezené části.

Vyhláškou č. 268/2009 Sb., o technických požadavcích na stavby se staly požadavky norem závaznými:

§ 11 Denní osvětlení

(1) U nově navrhovaných budov musí návrh osvětlení v souladu s normovými hodnotami řešit denní osvětlení. (2) Obytné místnosti musí mít zajištěno denní osvětlení v souladu s normovými hodnotami.

§ 12 Denní osvětlení

(4) Zastínění stávajících pobytových místností novými stavbami nebo jejich novými částmi se posuzuje podle činitele denní osvětlenosti roviny zasklení oken.

Zastínění nově navrhovaných pobytových místností se posuzuje podle činitele denní osvětlenosti na srovnávací rovině uvnitř těchto místností v souladu s normovými hodnotami.

NV č. 361/2007, ve znění pozdějších předpisů, kterým se stanovují podmínky ochrany zdraví při práci, stanovuje parametry denního osvětlení na pracovištích.

§ 45 Osvětlení pracoviště

Osvětlení pracoviště denním, umělým nebo sdruženým osvětlením musí být v souladu s normovými hodnotami a požadavky.
Na pracovišti s trvalou prací osvětleném denním osvětlením musí být dodrženy tyto hodnoty:
D_min = 1,5 % při bočním osvětlení,
D_m = 3 % při horním osvětlení.

4. Postup měření denního osvětlení

a) Princip měření

Základní veličinou je činitel denního osvětlení:

kde

E je horizontální osvětlenost v kontrolním bodě uvnitř posuzované místnosti,
E_h horizontální osvětlenost vnější nezacloněné roviny.

Z uvedeného vztahu vyplývá princip měření denního osvětlení. Jde o současné měření horizontální osvětlenosti uvnitř a vně posuzované místnosti. Činitel denní osvětlenosti D v jednotlivých bodech se stanovuje jako poměr uvedených osvětleností. Osvětlenost se ve většině případů měří dvěma luxmetry. Fotočlánek by měl být umístěn na stativu zajišťujícím požadovanou výšku umístění a zároveň vodorovnou polohu fotočlánku (obr. 1). Současné odečtení hodnoty vnitřní a venkovní hladiny osvětlenosti je jedním z předpokladů zajištění přesných výsledků. Nejvhodnější je spojení měřičů prostřednictvím vysílaček nebo odečítání naměřených hodnot osvětlenosti (zajištěno softwarově připojením luxmetrů k PC). Fotočlánek vně objektu musí být umístěn tak, aby nebyl zacloněn okolními objekty, zelení apod. Ideální bývá umístění na střeše posuzovaného objektu, jestliže se v blízkosti nenacházejí žádné další, vyšší budovy.

 
Obr. 1. Fotočlánek má být na stativu zajišťujícím požadovanou výšku umístění a zároveň vodorovnou polohu fotočlánku

Měřit lze pouze při rovnoměrně zatažené obloze o vhodném rozložení jasů, bez srážek a pro tmavý terén i bez sněhové pokrývky. Správné rozložení jasu oblohy je nutné ověřit jasoměrem v elevačních úhlech 15°, 45° a 90° nad horizontem. Měřicí úhel jasoměru nesmí být větší než 10°. Přípustné rozmezí poměru jasu oblohy k jasu zenitu je pro elevační úhel 15° 0,3 až 0,6 a pro elevační úhel 45° 0,7 až 0,85. Denní osvětlení se měří při vypnutém umělém osvětlení posuzovaných prostor. Osvětlovací otvory je vhodné před vlastním měřením vyčistit, popř. se stanoví činitel znečištění osvětlovacích otvorů a naměřené hodnoty se pak přepočítají příslušným korekčním činitelem. Žaluzie a další clonicí prvky mají být v poloze, která je obvyklá při rovnoměrně zatažené obloze (roztažené závěsy, vytažené žaluzie apod.).

Naměřené hodnoty osvětlenosti je nutné přepočítat příslušnými korekčními činiteli. Kromě činitele znečištění osvětlovacích otvorů (okna, světlíky, světlovody) to jsou korekční činitele uvedené v kalibračních listech použitých přístrojů. Teprve korigované hodnoty osvětlenosti je možné použít pro stanovení hodnoty činitele denní osvětlenosti D v jednotlivých kontrolních bodech.

b) Síť kontrolních bodů

Volba kontrolních bodů závisí na tom, jaký typ prostoru je předmětem měření. V obytných místnostech je činitel denní osvětlenosti posuzován v kontrolních bodech uvedených v ČSN 73 0580-2. Při bočním denním osvětlení se vnitřní hladina osvětlenosti měří ve dvou bodech v polovině hloubky místnosti (směrem od okna), nejdále však 3 m od okna, 1 m od zdí. Požadavky normy jsou: D_min = 0,7 %, D_m = 0,9 %. V případě, že se okna nacházejí ve dvou stýkajících se stěnách, stačí splnění požadovaných hodnot pouze v jedné dvojici kontrolních bodů.

U obytných prostor s horním denním osvětlením se měří v síti rovnoměrně rozmístěných bodů na půdorysu místnosti ve výšce 0,85 m nad podlahou, krajní body 1 m od zdí. Požadavek normy je D_m = 2 %.
Ve školních a předškolních zařízeních se kontrolní body volí podle požadavků
ČSN 73 0580-3. Měří se v síti rovnoměrně rozmístěných bodů na půdorysu místnosti ve výšce 0,85 m (školní zařízení) nebo 0,45 m (předškolní zařízení) nad podlahou, krajní body 1 m od zdí.

Obr. 2. Funkční vymezení vnitřního prostoru

V průmyslových objektech jsou hodnoty činitele denní osvětlenosti posuzovány v síti rovnoměrně rozmístěných bodů ve výšce 0,85 m nad podlahou. Krajní řada bodů je vzdálena 1 m od stěn. Rozteč bodů je nejčastěji 1 m. U rozlehlých hal může být rozteč kontrolních bodů až 6 m. Požadované hodnoty činitele denní osvětlenosti jsou v ČSN 73 0580-4, kde je zatřídění jednotlivých prostor. Hodnoty činitele denní osvětlenosti nejsou posuzovány vždy v celé ploše místnosti. Je možné stanovit funkčně vymezenou část, kde jsou umístěna pracoviště. V této části místnosti se pak parametry denního osvětlení hodnotí samostatně. Pracoviště musí být umístěna tak, aby ještě 1 m od jejich okraje byly splněny požadavky normy na hodnotu činitele denní osvětlenosti, viz obr. 2. c) Obsah protokolu o měření Zpráva (protokol) o měření by měla obsahovat tyto údaje:

1. Jednoznačný popis a označení vnitřního prostoru, kde měření probíhalo.
2. Datum a čas měření.
3. Účel měření a zvolený stupeň přesnosti měření.
4. Údaje o měřicích přístrojích, jejich třídě přesnosti a kalibraci.
5. Údaje o způsobu měření, popř. o pomocných zařízeních.
6. Rozměry, popř. výkres vnitřního prostoru, kde měření probíhalo.
7. Údaje o funkci vnitřního prostoru, druhu zrakových činností v něm provozovaných a jejich rozmístění.
8. Údaje o vlastnostech vnitřního prostoru.
9. Druh osvětlovacích otvorů, jejich rozměry a umístění, vlastnosti průsvitných materiálů osvětlovacích otvorů, způsob a lhůty čištění osvětlovacích otvorů.
10. Funkční stav konstrukcí osvětlovacích otvorů, druh, vlastnosti a funkční stav zařízení pro regulaci denního osvětlení.
11. Údaje o okolnostech ovlivňujících měření (teplota vzduchu, napájecí napětí, přítomnost uživatelů, stínění), stav a rozložení jasu oblohy, venkovní stínění (trvalé, popř. dočasné).
12. Rozmístění měřicích bodů.
13. Naměřené hodnoty jednoznačně identifikovatelné v tabulkách, stavebních výkresech nebo graficky znázorněné, s odůvodněním použitých korekcí.
14. Vypočtené hodnoty včetně nejistoty měření (postup uveden v ČSN 36 0011-1).
15. Porovnání naměřených a vypočtených hodnot s požadavky, s ohledem na třídu přesnosti měření.
16. Závěr vyhodnocení, popř. návrhy na odstranění závad.
17. Identifikační údaje a kvalifikace pracovníků, kteří se podíleli na měření.
18. Podpis odpovědné osoby.

6. Závěr

Zrak člověka a jeho biorytmy jsou po celou dobu vývoje formovány denním světlem. Proto je přítomnost denního světla uvnitř staveb tak důležitá. To je také důvod, proč jsou požadavky na denní osvětlení pracovišť s trvalou prací závazné. Dennímu osvětlení je nutné věnovat náležitou pozornost již před realizací stavby v příslušném stupni projektové dokumentace. Je-li až po realizaci stavby zjištěno, že denní osvětlení nevyhovuje, obvykle s tím nelze, vzhledem k technickým a ekonomickým hlediskům, nic dělat. V takovém prostoru není z legislativního hlediska možné vykonávat trvalou práci.
V praxi je měření denního osvětlení poměrně složité. Jde především o požadavky příslušných norem na dodržení podmínek měření. Dnů, kdy lze konstatovat, že je rovnoměrně zatažená obloha, je pouze několik v roce – zejména na podzim a v zimě, kdy je ale také obvykle sníh a měřit nelze. Proto je v některých případech měření denního osvětlení nahrazeno výpočtem. Měření osvětlení obvykle poskytuje lepší výsledky, zvláště při měřeních již zařízených prostor. Je-li ale výpočet osvětlení proveden správně a s náležitou pečlivostí, může poskytnout dostatečně přesné výsledky, na základě kterých lze denní osvětlení kvalifikovaně posuzovat.