Modernizacja oświetlenia stref komunikacyjnych w wielorodzinnych budynkach mieszkalnych – wybrane zagadnienia

Ze wszystkich stron kierowane są wezwania do oszczędzania energii. Zalewani jesteśmy mnogością reklam superoszczędnych źródeł światła czy też inteligentnych systemów sterowania oświetleniem. Tymczasem w budynku, w którym mieszkamy, ciągi komunikacyjne ciągle oświetlane są oprawami z żarówkami sterowanymi automatem schodowym. Na zebraniu wspólnoty mieszkaniowej pada pytanie, czy nie należałoby tego zmodernizować.

Ocena stanu technicznego najczęściej jest dokonywana podczas obowiązkowych kontroli okresowych i przeglądów wynikających z ustawy – Prawo budowlane [1]. W przypadku gdy jest negatywna, w zaleceniach pokontrolnych określany jest zakres wymaganej modernizacji. Realizacja tych zaleceń jest obligatoryjna.

Modernizacja obejmuje zwykle trzy elementy instalacji oświetleniowej:

– instalację zasilającą,

– oprawy oświetleniowe i źródła światła,

– sterowanie.

To, co potocznie się nazywa modernizacją, w Prawie budowlanym [1] definiowane jest jako przebudowa. Na potrzeby tego artykułu oba określenia zastosowane będą zamiennie.

W świetle obecnie obowiązującego Prawa budowlanego przebudowa instalacji elektrycznych w budynkach mieszkalnych (poza wpisanymi do rejestru zabytków) nie wymaga uzyskania decyzji o pozwoleniu na budowę. Natomiast przy projektowaniu i wykonywaniu robót należy stosować aktualnie obowiązujące przepisy, szczególnie warunki techniczne, jakim powinny odpowiadać budynki [2], i przywołane w nich normy. Dotyczy to m.in. instalacji elektrycznej oraz wymogów oświetleniowych.

Fot. © peia – Fotolia.com

Instalacja zasilająca

Przystępując do modernizacji instalacji oświetleniowej, należy się liczyć również z koniecznością przebudowy instalacji zasilającej. Musi ona spełniać wymogi obecnie obowiązujących przepisów.

Najpowszechniej występującym układzie zasilania TN w modernizowanej instalacji należy stosować oddzielne przewody (żyły) ochronny PE i neutralny N. W sytuacji kiedy tablica, z której wyprowadzony jest obwód oświetleniowy, zasilana jest w układzie TNC, przewody N i PE obwodu należy przyłączyć do szyny (zacisku) neutralno-ochronnego PEN tablicy. Przewodów N i PE nie wolno ponownie łączyć ze sobą.

Jeżeli z istniejącego obwodu oświetleniowego strefy komunikacyjnej (wykonanego w układzie TNC) zasilane są odbiorniki w innych pomieszczeniach (np. oświetlenie komórek lokatorskich), to w ramach modernizacji należy albo dostosować cały obwód do układu TNS, albo wykonać nowy obwód na potrzeby oświetlenia komunikacji w układzie TNS, a istniejący obwód (w układzie TNC) pozostawić dla zasilania pozostałych odbiorników. Przy demontażu opraw oświetleniowych oraz innych elementów istniejącego obwodu należy zwrócić szczególną uwagę na zapewnienie bezpieczeństwa. Wszystkie czynne części obwodu powinny być doprowadzone do odbiorników lub zakończone puszkami rozgałęźnymi.

W obwodach oświetleniowych należy stosować przewody elektryczne z żyłami wykonanymi wyłącznie z miedzi. 

Instalacja i urządzenia powinny być rozmieszczone z zachowaniem wymaganych odległości i ich wzajemnego usytuowania w stosunku do innych instalacji, szczególnie gazowej.

Wymiana instalacji zasilających w ramach modernizacji oświetlenia należy do prac najbardziej uciążliwych, szczególnie w przypadku instalacji układanych w tynku lub pod tynkiem (czyli w większości przypadków poza poziomem piwnic). Alternatywą może być układanie przewodów w listwach lub kanałach instalacyjnych, co z kolei wywołuje opory natury estetycznej.

W budynku wielorodzinnym oświetlenie i odbiorniki w pomieszczeniach komunikacji ogólnej powinny być zasilane z tablic administracyjnych. Obwody powinny być zabezpieczone wyłącznikami nadprądowymi. Wymagania ochrony przed porażeniem elektrycznym określa norma PN-HD 60364-4-41:2009 [3].

W obwodach oświetleniowych stref ruchu nie ma konieczności stosowania ochrony uzupełniającej za pomocą wyłączników różnicowo-prądowych.

Tab. 1 Porównanie wymagań oświetleniowych dla stref komunikacyjnych wewnątrz budynków wg norm PN-84 E-02033, PN-EN 12464-1:2004 i PN-EN 12464-1:2012

Wymagania oświetleniowe

Wymagania oświetleniowe dotyczące oświetlenia wewnętrznego zawarto w normie PN-EN 12464-1:2004 [4], przywołanej w rozporządzeniu w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki [2].

W 2012 r. zostało opublikowane nowe wydanie normy PN-EN 12464-1 [5]. Jak dotąd, nie znalazło się w wykazie norm przywołanych do rozporządzenia.

Do 2004 r., czyli w czasie kiedy zaprojektowano i wykonano większość kwalifikujących się do modernizacji instalacji, obowiązywała norma PN-84 E-02033 [6].

Projektujący instalację oświetleniową stają przed dylematem, którą normę należy stosować – przywołaną z 2004 r. czy aktualną z 2012 r. Zgodnie z Prawem budowlanym projektant powinien kierować się obowiązującymi przepisami oraz zasadami wiedzy technicznej, do których można zaliczyć aktualną normę z 2012 r.

Tab. 2 Porównanie właściwości źródeł światła [11]

Źródła światła i oprawy oświetleniowe

Dokonując wyboru oprawy oświetleniowej i źródła światła, należy się kierować przede wszystkim koniecznością spełnienia wymogów oświetleniowych. Nie bez znaczenia są względy ekonomiczne i kwestie estetyki.

Stosownie do dyrektywy Unii Europejskiej dotyczącej ekoprojektu dla produktów wykorzystujących energię [7], stopniowo wycofuje się z produkcji i sprzedaży  mniej efektywne źródła światła [8], [9]. Taki los spotkał prawie wszystkie żarówki nieprzezroczyste i tradycyjne (niehalogenowe) w bańkach przezroczystych. Procesem tym objęte są również niektóre z lamp fluorescencyjnych (świetlówek) bez wbudowanego statecznika, a także stateczniki i oprawy oświetleniowe dla tych źródeł. Nie dotyczy to świetlówek z wbudowanym statecznikiem oraz lamp lub opraw z modułami LED. W związku ze znikaniem z handlu dotychczas stosowanych źródeł światła powszechne staje się tzw. retrofit, czyli modernizacja polegająca na wymianie np. żarówek na tzw. żarówki energooszczędne LED lub świetlówki z wbudowanym statecznikiem czy też wymiana świetlówek liniowych na tzw. świetlówki LED. Zamiana taka, mimo zastosowania źródeł światła o wyższej sprawności, nie gwarantuje zapewnienia dotychczasowych parametrów oświetleniowych. Oprawy są projektowane dla konkretnych źródeł światła. Sprawność, rozsył światła, kąty ochrony przed olśnieniem i inne parametry opraw utrzymują wartość katalogową tylko wtedy, kiedy oprawy wyposażone są w odpowiednie źródła. W efekcie średnie natężenie oświetlenia czy równomierność mogą być gorsze niż przed modernizacją. Dodatkowo może pojawić się problem z olśnieniem.

Powszechnie stosowanym kryterium wyboru oprawy oświetleniowej, a co za tym idzie źródła światła, jest czynnik ekonomiczny. Pod uwagę brane są koszty inwestycyjne, utrzymania, wymiany źródeł światła i energii elektrycznej.

Według Zielonej Księgi Komisji Europejskiej „Oświetlenie przyszłości” z 2011 r. [10] cena detaliczna 60-watowej tradycyjnej żarówki wynosiła mniej niż 1 euro, podczas gdy cena analogicznej kompaktowej lampy fluoroscencyjnej to ok. 5 euro, a cena analogicznej lampy LED to ponad
30 euro.

Na koszt inwestycyjny ma również wpływ nie tylko cena pojedynczej oprawy, ale też ich liczba niezbędna do zapewnienia wymaganego średniego natężenia oświetlenia. Zależy ona z jednej strony od skuteczności świetlnej zastosowanych źródeł światła oraz sprawności i rozsyłu oprawy, a z drugiej od konieczności uzyskania wymaganej równomierności. W przypadku małych pomieszczeń, klatek schodowych lub krótkich korytarzy może się okazać, że liczba opraw jest taka sama, niezależnie od rodzaju zastosowanych źródeł światła.

Wpływ na wybór źródła światła mają też inne czynniki, takie jak trwałość, wrażliwość na częstość włączeń, czas osiągnięcie pełnego strumienia świetlnego bezpośrednio po włączeniu czy wpływ temperatury otoczenia na strumień świetlny.

Trwałość żarówek i świetlówek to czas, po którym połowa lamp przestaje świecić. Inaczej jest w przypadku diod LED. Ze względu na spadek strumienia w czasie eksploatacji ich trwałość, oznaczana jako LxBy, jest definiowana jako okres, przez który dioda LED wytwarza więcej niż określoną wartość procentową (x) początkowego strumienia świetlnego, w określonych warunkach [11]. Trwałość L70B50 to okres, podczas którego strumień świetlny jest większy lub równy x = 70% dla y = 50% populacji.

Ponieważ w lampach czy oprawach z modułami LED zabudowana jest zwykle więcej niż jedna dioda, to ich trwałość może okazać się niższa, jeżeli przyjąć, że uszkodzenie jednej diody jest równoznaczne z utratą właściwości całego urządzenia.

Oprawy LED wymagają zasilacza przetwarzającego napięcie sieciowe na napięcie stałe o odpowiednich parametrach. Jego trwałość jest znacząco niższa niż diody LED, co również wpływa na trwałość całego urządzenia.

Okresy między wymianami opraw LED są znacznie dłuższe niż w przypadku świetlówek (ale nie tak długie, jak wynikałoby z trwałości pojedynczej diody LED), są jednak równocześnie bardziej kosztowne.

W przypadku uszkodzenia żarówki lub świetlówki wystarczy, niezależnie od liczby lamp w oprawie, wymienić tylko uszkodzoną. W przypadku lamp czy modułów LED nie ma możliwości wymiany pojedynczej diody. Ponadto w  oprawach z diodami LED ich optyka bywa trwale zespolona z diodami. Wówczas w przypadku uszkodzenia pojedynczej diody, należy wymienić całą oprawę, a w najlepszym razie moduł.

Skuteczność świetlna opraw ze źródłami LED jest obecnie porównywalna do świetlówek ze statecznikami elektronicznymi i ma tendencję wzrostową.

Tab. 3 Sterowanie oświetleniem w strefach komunikacyjnych

Sterowanie

Wybór sposobu sterowania ma wpływ na komfort użytkowania i koszty energii elektrycznej. Należy pamiętać, że im bardziej przyjęte rozwiązanie jest zaawansowane technologicznie, tym jest droższe zarówno w koszcie inwestycji, jak i utrzymania.

Coraz powszechniej stosowane czujniki ruchu wymagają stosowania szczególnie precyzyjnej nastawy i regulacji w trakcie użytkowania, tak aby zapewnić faktyczny komfort użytkowników.

Oto kilka przykładów sytuacji szczególnie irytujących lokatorów:

– światło zgaśnie, zanim zdążymy wyjąć klucze i otworzyć drzwi;

– musimy przejść spory odcinek korytarza w ciemności, zanim się włączy światło;

– światło gaśnie, gdy stoimy, oczekując na windę lub jakąś osobę.

Należałoby rozważyć, czy nie przeciwdziałać temu, instalując dodatkowe oprawy oświetleniowe LED, zapewniające poziom natężenia oświetlenia podobny do wymaganego dla awaryjnego oświetlenia ewakuacyjnego, załączone w ciągach komunikacyjnych z oknami od zmierzchu do świtu, a w pozbawionych okien – całą dobę.

Inną kwestią jest sterowanie oświetleniem klatek schodowych. Najprościej byłoby zastosować czujnik ruchu  w każdej oprawie. Niestety pociąga to za sobą koszty. Ograniczając liczbę czujników, nie tylko na klatkach schodowych, należy pamiętać o zapewnieniu załączania oświetlenia przy ruchu w obu kierunkach.

Nadal produkowane są automaty schodowe z coraz bardziej zaawansowanymi funkcjami. Jedną z nich jest funkcja ostrzeżenia, że za chwilę zgaśnie światło, zapewniająca czas na ponowne naciśnięcie przycisku. Inną praktyczną funkcją jest możliwość załączenia oświetlenia na jedną godzinę przez naciśnięcie przycisku przez czas dłuższy niż 2 sekundy. Na myśl przychodzą czasy, kiedy można było zamówić dostawę mleka do domu i roznosiciele nagminnie blokowali przyciski zapałką, tak aby nie musieli co chwila zapalać światła. Niektórzy z producentów pamiętają o takich sytuacjach. Produkowane są automaty schodowe z funkcją przeciwblokady. A tak przy okazji. Kto dzisiaj chodzi z zapałkami?

mgr inż. Łukasz Gorgolewski

Helios s.c.

Bibliografia

1. Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. – Prawo budowlane (t.j. Dz.U. z 2006 r. Nr 207, poz. 1118 z późn. zm.).

2. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (t.j. Dz.U. z 2015 r. poz. 1422).

3. PN-HD 60364-4-41:2009 Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 4-41: Ochrona zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przed porażeniem elektrycznym.

4. PN-EN 12464-1:2004 Światło i oświetlenie. Oświetlenie miejsc pracy. Część 1: Miejsca pracy we wnętrzach.

5. PN-EN 12464-1:2012 Światło i oświetlenie. Oświetlenie miejsc pracy. Część 1: Miejsca pracy we wnętrzach.

6. PN-84 E-02033 Oświetlenie wnętrz światłem elektrycznym.

7. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2005/32/WE z dnia 6 lipca 2005 r. ustanawiająca ogólne zasady ustalania wymogów dotyczących ekoprojektu dla produktów wykorzystujących energię oraz zmieniająca dyrektywę Rady 92/42/EWG oraz dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 96/57/WE i 2000/55/WE (Dz.U. UE L 191/29 z 22 lipca 2005, s. 29).

8. Rozporządzenie Komisji (WE) nr 244/2009 z dnia 18 marca 2009 r. w sprawie wykonania dyrektywy 2005/32/WE Parlamentu Europejskiego i Rady w odniesieniu do wymogów dotyczących ekoprojektu dla bezkierunkowych lamp do użytku domowego (Dz.U. UE L 76/3 z 24 marca 2009).

9. Rozporządzenie Komisji nr 245/2009 z dnia 18 marca 2009 r. w sprawie wykonania dyrektywy 2005/32/WE Parlamentu Europejskiego i Rady w odniesieniu do wymogów dotyczących ekoprojektu dla lamp fluorescencyjnych bez wbudowanego statecznika, dla lamp wyładowczych dużej intensywności, a także dla stateczników i opraw oświetleniowych służących do zasilania takich lamp, oraz uchylające dyrektywę 2000/55/WE Parlamentu Euro­pejskiego i Rady (Dz.U. UE L 76/17 z 24 marca 2009).

10. 52011DC0889: Zielona księga, „Oświetlenie przyszłości: Przyspieszenie wdrożenia innowacyjnych technologii oświetleniowych”, Komisja Europejska, dnia 15.12.2011, KOM(2011)889.

11. Strona internetowa www.osram.pl