K-SEP-E-0008f

komentarz

do rapoRtu technicznego PKN-CEN/TR 13201-1 oraz do normy PN-EN 13201-2

17

Oświetlenie dróg Część 1 Wybór klas oświetlenia Część 2 Wymagania oświetleniowe

Polski Komitet Normalizacyjny

Stowarzyszenie Elektryków Polskich

BIBLIOTEKA COSiW SEP ISBN 978-83-89008-96-1

N

CZYTNIK + NORMY GRATIS

orma — określa wymagania jakie musi spełnić wyrób, postepowanie, by można było go uznać za funkcjonalny. Norma przedmiotowa dostępna jest zazwyczaj w postaci unormalizowanego pisemnego przepisu (dokumentu technicznego lub technicznoprawnego) przyjętego bez sprzeciwu przez wszystkie zainteresowane zagadnieniem w niej poruszanym strony i jest zatwierdzona przez odpowiednią jednostkę administracyjną lub prawną

marzec

2010

Normy Stowarzyszenia Elektryków Polskich

Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Tom I - komentarz do normy PN-IEC 60364.

Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Instalacje elektryczne w obiektach mieszkalnych. Podstawy planowania

Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Tom II - komentarz do normy PN-IEC 60364.

Instalacje elektroenergetyczne prądu przemiennego o napięciu wyższym od 1 kV. Komentarz do normy PN-E-05115.

Sieci elektroenergetyczne niskiego napięcia. Ochrona przeciwporażeniowa.

Elektroenergetyczne linie napowietrzne. Projektowanie i budowa.

Linie prądu przemiennego z przewodami pełnoizolowanymi oraz z przewodami niepełnoizolowanymi.

Elektroenergetyczne i sygnalizacyjne linie kablowe.

Projektowanie i budowa.

Systemy bezprzerwowego zasilania (UPS). Komentarz do norm serii PN-EN 62040.

Silniki energooszczędne (silniki o wysokiej sprawności). Wymagania.

Wytyczne doboru. Komentarz.

Światło i oświetlenie miejsc pracy. Część I Miejsca pracy we wnętrzach. Komentarz do normy PN-EN-12464-1.

Oświetlenie dróg. Komentarz do raportu technicznego PKN-CEN/TR 13201-1 oraz do normy PN-EN 13201-2.

Elektroenergetyczne linie napowietrzne. Projektowanie i budowa. Komentarz do normy PN-E-05100-1.

komentarz

do raportu technicznego PKN-CEN/TR 13201-1 oraz do normy PN-EN 13201-2

17

Oświetlenie dróg Część 1 Wybór klas oświetlenia Część 2 Wymagania oświetleniowe

Centralny Ośrodek Szkolenia i Wydawnictw SEP Warszawa 2007 Autor: prof. dr hab. inż. Jerzy Bąk

Publikacja wydana w uzgodnieniu z Polskim Komitetem Normalizacyjnym Komentarz K SEP-E 0008 zatwierdzony przez Prezesa SEP w dniu 10 września 2007 r.

Utwór w całości ani we fragmentach nie może być powielany ani rozpowszechniany za pomocą urządzeń elektronicznych, mechanicznych, kopiujących, nagrywających i innych, w tym równiez nie może być umieszczany ani rozpowszechniany w postaci cyfrowej zarówno w Inernecie, jak i w sieciach lokalnych bez pisemnej zgody posiadacza praw autorskich.

© Copyright by Centralny Ośrodek Szkolenia i Wydawnictw SEP 00-050 Warszawa, ul. Świętokrzyska 14 tel. 0 22 336 14 19 fax 0 22 336 14 22 tel./fax 0 22 336 14 25 e-mail: poczta@cosiw.pl, www.cosiw.pl

Warszawa 2007

ISBN 978-83-89008-96-1 Wydanie I

Skład i łamanie: INFO DATA CONSULTING Zbigniew Korzański tel./fax: 0 22 648 96 50, e-mail: dtp@idc.pl

Spis treści Od autora......................................................................................................................................... 5 1 Wstęp........................................................................................................................................... 7 2 Dwie przenikające się techniki oświetlania................................................................................... 8 3 Sytuacje oświetleniowe i ich wybory............................................................................................. 9 3.1 Pojęcie sytuacji oświetleniowej.............................................................................................. 9 3.2 Grupy sytuacji oświetleniowych oraz wybór sytuacji oświetleniowej..................................... 9 4 Wybór klasy oświetlenia............................................................................................................. 11 4.1 Uzupełniające charakteryzowanie sytuacji oświetleniowych............................................... 11 4.2 Procedury wyborów klas oświetlenia, z uwzględnieniem wymienialności klas.................... 11 5 Klasy oświetlenia i ich stosowanie.............................................................................................. 13 5.1 Kryteria oświetlenia dróg..................................................................................................... 13 5.2 Charakterystyka klas oświetlenia......................................................................................... 15 5.3 Klasy światłości i ich stosowanie......................................................................................... 16 5.4 Klasy wskaźnika olśnienia i ich stosowanie......................................................................... 17 6 Zalecenia, wskazówki i omówienia, dotyczące wybranych czynności projektowych oraz aspektów związanych z oświetleniem drogi....................................................................... 19 6.1 Strefy ruchu w publicznych obszarach ruchu...................................................................... 19 6.2 Zalecenia oświetleniowe...................................................................................................... 19 6.3 Aspekty wyglądu drogi i jej środowiska................................................................................ 21 7 Punkty widzenia..........................................................................................................................23 7.1 Przyjmowanie klasy oświetleniowej CEO............................................................................ 23 7.2 Przyczynek do stosowania klas wskaźnika olśnienia.......................................................... 23 7.5 Tablica 5 raportu technicznego............................................................................................ 24 Literatura........................................................................................................................................25

Załaczniki 1. Tablice autorskie ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 27 2. Aneks I: Tablice z raportu technicznego PKN-CEN/TR 13201-1 ����������������������������������������� 39 3. Aneks II: Tablice z normy PN-EN 13201-2 . .......................................................................... 59 4. Wykaz tablic autorskich �������������������������������������������������������������������������������������������������������� 66 5. Wykaz tablic Aneksu I ����������������������������������������������������������������������������������������������������������� 67 6. Wykaz tablic Aneksu II ���������������������������������������������������������������������������������������������������������� 68

Komentarz do PKN-CEN/TR 13201-1 oraz PN-EN-13201-2

5

OD AUTORA Norma europejska oświetlenia dróg [1] składa się z trzech części, poprzedzonych raportem technicznym, będącym jakby jej pierwszą częścią. W pierwszych projektach normy, to co jest obecnie raportem technicznym było właśnie częścią pierwszą normy. Stąd, wyodrębnione części normy mają numerację: 2-3-4.

Polska norma [2] jest tłumaczeniem wersji angielskiej normy europejskiej, z zachowaniem wspomnianej numeracji poszczególnych części tematycznych.

W wersji angielskiej, treści raportu technicznego i normy podano w sposób mało klarowny, nie zawsze też jednoznaczny. Tłumaczenie polskie nie przyniosło poprawy i niektóre sformułowania mogą razić i być przyczyną nie zrozumienia określeń. Stąd potrzeba komentarza do dokumentów o podstawowej wadze dla oświetlenia dróg publicznych.

W części pierwszej („Wybór klas oświetlenia”) podano głównie dość złożoną procedurę wyboru klasy oświetlenia, czyli zestawu wymagań oświetleniowych, przyjmowanych stosownie do potrzeb grup użytkowników dróg określonego rodzaju, w danym środowisku. Ściśle rzecz biorąc, ów wybór jest przyjęciem, literowego symbolu klasy oświetlenia, powiedzmy- oznaczenia klasy, bez jej zdefiniowania określeniem wymagań oświetleniowych. Opis procedury jest raczej mało czytelny przy pierwszym kontakcie z treścią. Podano również, w ujęciu ogólnym, zalecenia oświetleniowe, dotyczące wybranych czynności projektowych.

W części drugiej („Wymagania oświetleniowe”) zdefiniowano poszczególne klasy oświetlenia, (wprowadzono 48 klas) określając dla nich szczegółowo wymagania oświetleniowe, wyrażone po przez wartości wielkości fotometrycznych i związanych z nimi wskaźników. Wymagania wyrażono w „językach” dwóch przenikających się technik oświetlania, związanych albo z luminancją albo z natężeniem oświetlenia. Przewidziano możliwość wymiennego stosowania odpowiednich klas. Podano zalecane zakresy stosowania klas oświetlenia. Wprowadzono klasy światłości (związane z oceną/ograniczaniem olśnienia przeszkadzającego) oraz klasy wskaźnika olśnienia (związane z oceną/ograniczaniem olśnienia przykrego). Zawarte w normie określenia mają zasadnicze znaczenie.

W części trzeciej („Obliczenia parametrów oświetleniowych”) podano procedury obliczeń oświetleniowych, tj. obliczeń wartości różnych wielkości fotometrycznych i wskaźników, obliczeń wynikających z wymagań oświetleniowych. W praktyce takie obliczenia są wykonywane ze wspomaganiem komputerowym, przy wykorzystywaniu specjalistycznych programów, m.in. podanych przez Międzynarodową Komisję Oświetleniową (CIE). Podstawy tworzenia takich programów są istotne, ale mogą interesować stosunkowo małą grupę osób. Nie są też podatne na komentowanie. Związane są z podstawowymi metodami podawanymi w literaturze przedmiotu. Poprzestałem, w miarę potrzeby, na wykorzystywaniu zawartych w tej części normy opisów, dla uściślenia określeń wielkości fotometrycznych i wskaźników, stosowanych przy wyrażaniu wymagań oświetleniowych.

W części czwartej („Metody pomiarów parametrów oświetlenia”) podano metody wykonywania pomiarów oświetleniowych w celu określenia istniejącego stanu oświetlenia drogi, a następnie stwierdzenia, czy wymagania oświetleniowe zostały spełnione. Są to szczegółowe opisy, z uwzględnieniem m.in. sposobu przygotowania urządzenia oświetleniowego do badań, warunków klimatycznych, doboru przyrządów pomiarowych itp. Podany został również przykład sprawozdania z pomiarów. Taki zakres tematyczny, choć bardzo istotny, może interesować wąską grupę specjalistów, którym komentarz może być nie potrzebny.

Z założenia komentarz ograniczyłem do zagadnień wyboru klas oświetlenia (część 1) i wymagań oświetleniowych (część 2).

Przyjęty układ komentarza wymaga wyjaśnienia. Zwykle podawany jest skrócony zapis (odmienną lub pogrubioną czcionką) komentowanego fragmentu dokumentu, po czym następuje komentarz, wsparty w miarę potrzeby materiałem pomocniczym. Tym razem ów skrócony zapis jest często, ale nie zawsze, w pewnym

6

Komentarz do PKN-CEN/TR 13201-1 oraz PN-EN-13201-2

stopniu także komentarzem. Wynika to ze sposobu zredagowania komentowanych dokumentów i ich przetłumaczenia oraz próby przedstawienia treści w sposób-według mnie-czytelny, wyrażony poprawnie w języku polskim. Poza tym starałem się zachować zwyczajowy układ komentarza, wyraźnie podkreślając komentarz w dosłownym słowa tego znaczeniu. Starałem się też odpowiednio pogrupować omawiane i komentowane zagadnienia. Tablice opracowane autorsko ponumerowałem liczbami rzymskimi, w celu odróżnienia ich od tablic zawartych w raporcie technicznym i w normie, tablic przytoczonych w aneksach komentarza, z zachowaniem oryginalnych oznaczeń.

Tym wszystkim, którzy podzielili się ze mną, związanymi z raportem technicznym i z normą, zastrzeżeniami, wątpliwościami i potrzebami interpretacji serdecznie dziękuję za pomoc w interpretacjach, za ukierunkowanie komentarza i otrzymane wsparcie. W szczególności dziękuję Pani mgr inż. Alicji Peczyńskiej oraz Panu dr inż. Zbigniewowi Gabryjelskiemu.

Komentarz do PKN-CEN/TR 13201-1 oraz PN-EN-13201-2

1

7

Wstęp

Raport Techniczny CEN/TR 13201-1, 2004 [2] ma status raportu technicznego PKN-CEN/TR 132011,2007[1]. Dokument ten jest tłumaczeniem -bez jakichkolwiek zmian- angielskiej wersji Raportu Technicznego CEN/TR 13201-1,2004.

Norma Europejska EN 13201-2-3-4,2003 [2] ma status Polskiej Normy PN-EN 13201-2-3-4, 2007 [1], której wprowadzenie zastępuje Normę Europejską, w wersji angielskiej, w polskiej okładce, tj. PN-EN 13201-23-4, 2005 (U). Polska Norma PN-EN 13201-2-3-4,2007 jest tłumaczeniem-bez jakichkolwiek zmian- wersji angielskiej Normy Europejskiej 13201-2-3-4,2003.

W raporcie technicznym PKN nie uwzględniono wyboru klas oświetlenia dla: punktów poboru opłat na autostradzie, tuneli, kanałów i śluz. Sytuacje oświetleniowe tak określono, aby możliwe było uzyskiwanie oświetlenia wydajnego energetycznie.

W raporcie technicznym oraz w normie nie podano okresów przejściowych. Dotyczą one zatem tak nowych jak i istniejących urządzeń oświetleniowych. Są wyrazem aktualnej wiedzy o oświetleniu dróg.

Klasy oświetlenia zostały przyjęte-jak stwierdzono-z uwzględnieniem norm oświetleniowych istniejących w krajach członkowskich Europejskiego Komitetu Normalizacyjnego (CEN). Uczyniono to w celu zharmonizowania, w miarę możliwości, wymagań oświetleniowych. Podstawowa merytoryczna treść normy (w zakresie wymagań oświetleniowych) nie wiele odbiega od merytorycznej treści raportu technicznego CIE, z 1995r. [3]. Omówienie tego raportu na szerszym tle jest dostępne w polskiej literaturze [4]. Odmienności normy w zakresie wymagań oświetleniowych dotyczą głównie (pomijając stronę redakcyjną) sposobu ujęcia, wynikającego z tendencji uszczegółowiania czynników wpływających na oświetlenie oraz większego różnicowania wymagań oświetleniowych.

W komentowanych dokumentach, terminy polskie są tłumaczeniem terminów angielskich. Dość częsta jest praktyka stosowania określeń w języku angielskim w formie skrótowej. Wyrazy angielskie bywają nie jednoznaczne. Wynika stąd trudność tłumaczenia. Zawodne (choć uprawiane) jest postępowanie na zasadzie tłumaczenia „wyraz po wyrazie”. Niektóre terminy polskie i związane z nimi określenia nie zawsze dobrze brzmią w języku polskim. W komentarzu starałem się stosować określenia używane powszechnie w polskiej literaturze przedmiotu.

Korzystanie z raportu technicznego i z normy wymaga stosunkowo rozbudowanej wiedzy o oświetleniu dróg.

Stopień złożoności procedur przyjmowania i określania klas oświetlenia jest duży. Uszczegółowianie wymagań i uwzględnianie możliwie wielu czynników związanych z drogą, ruchem na drodze i właściwościami środowiska jest zasadne z teoretycznego punktu widzenia. W praktyce trudno będzie uwzględnić wszystkie takie czynniki. Może ten komentarz przyczyni się do szybszego (łatwiejszego) zrozumienia procedur związanych z przyjmowaniem wymagań oświetleniowych.

8 2

Komentarz do PKN-CEN/TR 13201-1 oraz PN-EN-13201-2 Dwie przenikające się techniki oświetlania

Wymagania oświetleniowe wyrażono przy użyciu różnych wielkości fotometrycznych: luminancji albo natężenia oświetlenia. Przy tym, przewidziano możliwość wymienialności klas oświetlenia na zasadzie porównywalności wymagań, także gdy wymagania wyrażono w różnych „językach”. Znajomość podstaw stosowanych dwóch technik może ułatwić zrozumienie takiej dwoistości.

Intensywność wrażeń wzrokowych zależy od jaskrawości, której przybliżoną miarą techniczną jest luminancja. To też stosowanie techniki luminancyjnej jest zasadne z teoretycznego punktu widzenia. Obliczenie i mierzenie wartości luminancji jest, szczególnie w warunkach drogowych, skomplikowane i mało praktyczne [5]. W celu niezbędnego upraktycznienia techniki luminancyjnej przyjęto uproszczenia wynikające z założeń [6] spełnianych w przybliżeniu w pewnych tylko sytuacjach na drodze i przy pewnych stanach nawierzchni. Mimo to, technika ta jest traktowana jako wyraz postępu technicznego. Jest uwzględniana podstawowo w raportach technicznych i normach dotyczących oświetlenia drogowego. Jej praktyczne podstawy wynikają z eksperymentalnych badań w warunkach raczej wyidealizowanych. Ma ograniczony zakres stosowania.

Luminancja jest wielkością kierunkową. W punkcie (elemencie pola) na suchej nawierzchni, jej wartość (np. wytworzona przez jedną oprawę oświetleniową) jest proporcjonalna do wartości natężenia oświetlenia w tym punkcie. Ale współczynnik proporcjonalności jest zmienny w zależności od okoliczności i zależy od kilku czynników. Zależy od właściwości odbiciowych nawierzchni jezdni (wszystkie nawierzchnie jezdni odbijają światło w sposób praktycznie rzecz biorąc kierunkowy), luminancji i gabarytu źródła światła w oprawie, położenia rozpatrywanego elementu pola na drodze w stosunku do położenia oprawy oraz pozycji obserwatora.

W warunkach mokrej (wilgotnej) nawierzchni występują dodatkowe komplikacje. Nie wchodząc w szczegóły można przyjąć, że technika luminancyjna jest w praktyce nie przydatna gdy: nawierzchnia jezdni jest pofałdowana, połatana, nie równa i jej współczynnik odbicia jest zmienny na płaszczyźnie drogi, odległość obserwacji jest mała (mniejsza od 60m ), obserwacja jest dokonywana z różnych pozycji (scena w polu widzenia jest rozbudowana ) Technika tradycyjna, związana z natężeniem oświetlenia, jest wykorzystywana z powodzeniem od wielu lat, jakby z konieczności. Dużo łatwiejsze jest obliczenie i mierzenie wartości natężenia oświetlenia. Nie ma też takich jak uprzednio ograniczeń w stosowaniu tej techniki. Stosowana jest na podstawie wieloletniego doświadczenia, które może wyrównać brak podstaw teoretycznych. Można powiedzieć, że „filozofia” tej techniki polega na wytwarzaniu –na podstawie dobrej praktyki-odpowiednich równomiernych poziomów natężenia oświetlenia na drodze, w oczekiwaniu na wystąpienie luminancji zapewniających właściwe oświetlenie drogi.

Porównywalność wymagań oświetleniowych, będąca podstawą wymienialności klas oświetlenia, ma charakter przybliżony. W szczególności, przy wyrażeniu wymagań w różnych językach, stopień przybliżenia będzie zmienny w zależności od rodzaju nawierzchni i brył fotometrycznych zastosowanych opraw oświetleniowych. Przybliżone przejście od wartości natężenia oświetlenia do wartości luminancji może być dokonywane [7, 8, 5] na podstawie wartości wskaźnika luminancyjnego, będącego stosunkiem średniej wartości natężenia oświetlenia do średniej wartości luminancji. Wartości takie są podawane oddzielnie dla jasnych i ciemnych nawierzchni, także w zależności od rodzaju rozsyłu oprawy oświetleniowej. Przykładowo można podać, że dla ciemnej nawierzchni (współczynnik odbicia co najwyżej 15%) poziom 20 lx odpowiada poziomowi 0,8 do 1,3 cd/m2, w zależności od rozsyłu oprawy. Dla orientacji można podać [5], że dolna granica luminancji jezdni, tj. granica poniżej której raptownie pogarsza się jakość widzenia, wynosi ok. 0,08 cd/m2. W pewnych warunkach, taki graniczny poziom luminancji mógłby wystąpić przy realizowanym poziomie natężenia oświetlenia wynoszącym 2 lx.

Komentarz do PKN-CEN/TR 13201-1 oraz PN-EN-13201-2

3

9

Sytuacie oświetleniowe i ich wybory

3.1 Pojecie sytuacji oświetleniowej Pojęcie sytuacji oświetleniowej nie zostało podane w sposób formalny. Wynika jednak z treści raportu technicznego: ze sposobu podania zbioru sytuacji i ich pogrupowania, także z ich szczegółowego określenia na podstawie cech drogi, cech ruchu na drodze i wpływów środowiska oraz pogody.

Sytuacja oświetleniowa określona jest zespołem tych wszystkich czynników występujących na drodze i w jej otoczeniu, które charakteryzują warunki, w jakich odbywa się ruch na drodze. Warunki, w zależności od których określane i różnicowane są dla oświetlenia dróg wymagania oświetleniowe, czyli dokonywane są wybory klas oświetlenia.

3.2

Grupy sytuacji oświetleniowych oraz wybór sytuacji oświetleniowej

Dla podstawowego scharakteryzowania warunków na drodze wyodrębniono cztery rodzaje ruchu: motorowy, pojazdów z małą prędkością, rowerowy i pieszy. Za ruch motorowy przyjęto ruch pojazdów silnikowych, odmienny od ruchu pojazdów z małymi prędkościami. Za ruch pojazdów z małymi prędkościami przyjęto ruch pojazdów silnikowych, konnych, ludzi na koniach, przy ograniczeniu prędkości do 40/50 km/h. Dla ruchu rowerowego przyjęto prędkości do 50/40 km/h. Dla ruchu pieszego przyjęto prędkości pieszą albo poruszania się na wózkach inwalidzkich.

W uzupełnieniu charakteryzowania warunków na drodze wyodrębniono, oprócz prędkości pieszych, trzy przedziały prędkości: > 60 km/h, > 30 i ≤ 60 km/h, oraz > 5 i ≤ 30 km/h. Uznano, że dla celów oświetlenia wystarczające jest podanie szerokich przedziałów prędkości. Podane prędkości wynikają raczej nie z pomiarów, a z oszacowania. Podano, że wybór metody szacowania pozostawiono zarządcy dróg. Przyjęto, że tak wyodrębnione prędkości są charakterystyczne dla głównego uczestnika ruchu. Przy czym, jeśli głównymi uczestnikami ruchu są,oprócz uczestnika ruchu motorowego, także uczestnicy innych rodzajów ruchu, to za głównego uczestnika ruchu przyjęto uczestnika ruchu motorowego. Tak by należało rozumieć określenia zawarte w pkt. 3.6 raportu technicznego.

Dla każdego z trzech przedziałów prędkości oraz dla prędkości ruchu pieszego określono jakie rodzaje ruchu są: ruchem głównym, ruchem dopuszczonym oraz ruchem wykluczonym na drodze. W ten sposób scharakteryzowano zróżnicowane warunki na drodze. Odmiany warunków, wynikające z takiego zróżnicowania przyjęto za sytuacje oświetleniowe, wydzielone w pięć grup: (A1, A2, A3), (B1, B2), (C1), (D1, D2, D3, D4), (E1, E2). Sytuacje te podano w tablicy 1 raportu technicznego, tablicy przytoczonej w aneksie I komentarza.

W ten sposób wprowadzono 12 sytuacji oświetleniowych. Pierwszym wyborem, według przewidzianej procedury, jest właśnie wybór 1-nej sytuacji oświetleniowej z 12-tu sytuacji. Jest to wybór podstawowy dla późniejszego wyboru klasy oświetlenia. Przy posługiwaniu się tablicą 1 mogą wystąpić wątpliwości interpretacyjne. Głównie z powodu, iż w rubryce „ główny uczestnik” podano kilka rodzajów ruchu, w powiązaniu z różnymi przedziałami prędkości.

Interpretując dane tablicy 1 uznano, że te przedziały prędkości odnoszą się zawsze do ruchu motorowego, jeśli uczestnicy tego ruchu wymieniani są, łącznie z uczestnikami innych rodzajów ruchu, w rubryce „główny uczestnik”. Typowe prędkości innych, wymienianych w owej rubryce, rodzajów ruchu zawierają się w przedziałach prędkości odniesionych do ruchu motorowego. Tak rozumując można podać następujące wskazania dotyczące wyboru sytuacji oświetleniowej na podstawie tablicy 1.

Gdy głównym uczestnikiem ruchu jest wyłącznie uczestnik ruchu motorowego, przy prędkościach > 60 km/h, to wystąpią sytuacje typu A.