Oświetlenie hali produkcyjnej – normy i wymagania

Nie ma jednej wartości natężenia oświetlenia adekwatnej dla całej hali produkcyjnej. Innych warunków wymaga spawanie, innych precyzyjny montaż, kontrola jakości czy obsługa maszyn. Dlatego prawidłowy projekt zaczyna się nie od wyboru oprawy, ale od określenia, jakie zadania są wykonywane w poszczególnych strefach hali i jakie wymagania należy dla nich spełnić.

Aktualną podstawą projektową dla miejsc pracy we wnętrzach jest PN-EN 12464-1:2022-01, wprowadzająca EN 12464-1:2021. Norma określa nie tylko wymagane natężenie oświetlenia, ale również m.in. równomierność, ograniczenie olśnienia, oddawanie kolorów oraz wymagania dotyczące oświetlenia przestrzeni.

W tym artykule pokazujemy, jak przełożyć te wymagania na projekt hali produkcyjnej i na co zwrócić uwagę, aby instalacja zapewniała odpowiednie warunki pracy również po latach eksploatacji.

Z tego artykułu dowiesz się:

• jakie normy dotyczą oświetlenia hali produkcyjnej
• ile lx wymagają różne rodzaje prac
• dlaczego sama wartość natężenia nie wystarcza
• jak podzielić halę na strefy o różnych wymaganiach
• jak warunki środowiskowe wpływają na projekt
• jak światło dzienne, sterowanie i utrzymanie instalacji wpływają na końcowy efekt

Jakie normy dotyczą oświetlenia hali produkcyjnej?

PN-EN 12464-1:2022-01 – podstawowa norma dla miejsc pracy we wnętrzach

Aktualną normą dotyczącą oświetlenia miejsc pracy we wnętrzach jest PN-EN 12464-1:2022-01 „Światło i oświetlenie. Oświetlenie miejsc pracy. Część 1: Miejsca pracy we wnętrzach”. Dokument wprowadza EN 12464-1:2021 i zastępuje wcześniejszą PN-EN 12464-1:2012.

Norma nie podaje jednej wartości adekwatnej dla „hali produkcyjnej”. Wymagania są przypisane do konkretnych zadań i aktywności, np. spawania, obróbki metalu, montażu, kontroli jakości czy pracy w branży elektronicznej.

Dla poszczególnych czynności określane są m.in.:

• utrzymane natężenie oświetlenia Ēm,
• równomierność Uo,
• wskaźnik oddawania kolorów Ra,
• graniczna wartość olśnienia RUGL,
• wymagania dotyczące oświetlenia przestrzeni.

Norma rozdziela przy tym parametry dotyczące samego zadania od parametrów opisujących przestrzeń, takich jak oświetlenie ścian, sufitu czy średnie natężenie cylindryczne.

Norma a wymagania BHP

PN-EN 12464-1 jest normą techniczną opisującą wymagania dotyczące jakości i ilości światła. Sama norma zaznacza, iż nie ustanawia przepisów dotyczących bezpieczeństwa i zdrowia pracowników, chociaż określone w niej wymagania zwykle wspierają również potrzeby związane z bezpieczeństwem.

W praktyce projekt hali powinien więc uwzględniać równocześnie wymagania dotyczące miejsca pracy, parametry wynikające z normy oraz rzeczywisty proces produkcyjny.

Ile luxów powinno być na hali produkcyjnej?

Jeśli szukasz jednej wartości typu 300, 500 czy 750 lx dla całej hali, taka odpowiedź byłaby zbyt dużym uproszczeniem.

Najkrótsza odpowiedź brzmi: to zależy od wykonywanej pracy.

PN-EN 12464-1:2022-01 posługuje się pojęciem utrzymanego natężenia oświetlenia Ēm. Jest to wartość, poniżej której średnie natężenie w określonym obszarze nie powinno spaść podczas eksploatacji instalacji.

W aktualnym wydaniu normy przy zadaniach pojawiają się dwie wartości:

Ēm required – minimalna wartość wymagana dla normalnych warunków pracy,

oraz

Ēm modified – wartość uwzględniająca typowe czynniki, które mogą zwiększać wymagania wzrokowe.

Tabela dobrze pokazuje, dlaczego określenie „500 lx na hali” jest zbyt dużym uproszczeniem. W jednym obiekcie mogą jednocześnie występować strefy wymagające 200, 300, 500, 750 czy 1000 lx – zależnie od wykonywanej czynności.

W przypadku innych gałęzi przemysłu należy korzystać z wymagań adekwatnych dla danego procesu. Norma zawiera osobne zestawienia m.in. dla przemysłu elektronicznego, spożywczego, metalowego, motoryzacyjnego, drzewnego czy tekstylnego.

Norma zaleca również zwiększenie utrzymanego natężenia o jeden lub dwa stopnie skali, gdy warunki odbiegają od typowych – np. gdy zadanie jest krytyczne, błędy są kosztowne, wymagana jest szczególna dokładność lub koncentracja, detale są bardzo małe albo mają niski kontrast, a także gdy praca wzrokowa trwa wyjątkowo długo. Znaczenie mają również niski dostęp do światła dziennego oraz zdolność widzenia użytkownika.

Dlaczego sama liczba luksów nie wystarcza?

Dobra widoczność nie zależy wyłącznie od tego, ile światła dociera do powierzchni roboczej. PN-EN 12464-1 uwzględnia zarówno parametry samego zadania, jak i warunki w całej przestrzeni.

Wśród podstawowych kryteriów wymienia natężenie, rozkład luminancji, olśnienie, kierunkowość światła, oddawanie kolorów oraz migotanie.

Równomierność Uo

Ta sama średnia wartość natężenia może oznaczać zupełnie różne warunki pracy, jeżeli na stanowisku występują bardzo jasne i bardzo ciemne miejsca. Parametr Uo opisuje równomierność oświetlenia. Minimalna wymagana wartość dla obszaru zadania zależy od rodzaju wykonywanej pracy i jest określona w tabelach normy.

Ograniczenie olśnienia

Zbyt jasne źródła lub niekorzystne kontrasty mogą powodować dyskomfort, zmęczenie i pogarszać widoczność. Przy projektowaniu trzeba więc uwzględnić nie tylko samą oprawę, ale również jej położenie względem użytkownika, geometrię hali i typowe kierunki obserwacji.

Oddawanie kolorów Ra

Wskaźnik Ra określa zdolność źródła światła do prawidłowego oddawania barw. Norma wskazuje minimalne Ra zależnie od zadania. W wielu typowych pracach produkcyjnych wynosi ono 80, natomiast przy czynnościach szczególnie zależnych od rozpoznawania koloru może być wyższe. o ile dokładne rozpoznawanie konkretnych kolorów ma szczególne znaczenie dla procesu, warto również przeanalizować odpowiednie specjalne wskaźniki Ri.

Oświetlenie przestrzeni

Norma uwzględnia także oświetlenie ścian, sufitu oraz średnie natężenie cylindryczne. Odpowiednie oświetlenie całej przestrzeni ułatwia rozpoznawanie obiektów i ludzi oraz wpływa na odbiór jasności wnętrza.

UGR nie jest po prostu „parametrem lampy”

W opisach opraw można spotkać oznaczenia typu „UGR<19”. W projekcie warto jednak uważać na takie skróty myślowe.

Ocena olśnienia zależy m.in. od luminancji opraw, wymiarów pomieszczenia, współczynników odbicia powierzchni, rozmieszczenia opraw oraz położenia obserwatora i kierunku patrzenia. Norma wymaga również udokumentowania założeń przyjętych przy ocenie UGR.

Dlatego wybór oprawy opisanej jako „low UGR” nie zastępuje analizy olśnienia dla konkretnego układu hali.

Migotanie i efekt stroboskopowy

W hali produkcyjnej szczególnego znaczenia nabierają również czasowe artefakty świetlne.

Migotanie może obniżać komfort i sprawność wykonywania zadań. Norma wskazuje też możliwość występowania zmęczenia czy bólu głowy. Efekt stroboskopowy jest szczególnie istotny przy maszynach wykonujących ruch obrotowy lub posuwisto-zwrotny, ponieważ może zmieniać sposób postrzegania ruchu.

W wymaganiach dla części procesów przemysłowych norma zwraca wprost uwagę na konieczność zapobiegania efektowi stroboskopowemu.

Jak podzielić halę na strefy oświetleniowe?

Jednym z ważnych założeń aktualnej PN-EN 12464-1 jest powiązanie wymagań z rzeczywistym miejscem wykonywania zadania.

Nie należy więc automatycznie traktować całej hali jako jednej powierzchni, na której trzeba uzyskać identyczny poziom światła.

Obszar zadania lub aktywności

To miejsce, w którym wykonywana jest konkretna praca wzrokowa albo kilka związanych ze sobą zadań. Może znajdować się na płaszczyźnie poziomej, pionowej lub pochylonej.

Norma wymaga określenia i udokumentowania wielkości oraz położenia obszaru zadania lub aktywności.

Jeżeli w jednym miejscu odbywa się kilka różnych czynności, projekt musi uwzględnić wymagania wszystkich z nich.

Bezpośrednie otoczenie zadania

Duże różnice natężenia pomiędzy stanowiskiem a jego bezpośrednim otoczeniem mogą powodować dyskomfort i obciążać wzrok.

Dlatego natężenie w bezpośrednim otoczeniu jest powiązane z poziomem na obszarze zadania. Przykładowo:

• przy 500 lx na obszarze zadania – minimum 300 lx w bezpośrednim otoczeniu,
• przy 300 lx – minimum 200 lx,
• przy 200 lx – minimum 150 lx.

Obszar tła

Jeszcze dalej od stanowiska znajduje się obszar tła. Norma określa dla niego utrzymane natężenie na poziomie jednej trzeciej wartości przewidzianej dla bezpośredniego otoczenia.

Takie podejście pozwala projektować światło zgodnie z rzeczywistym sposobem użytkowania hali, zamiast dążyć do jednej średniej wartości na całej powierzchni.

W przypadku projektowania pojedynczych stanowisk pracy wymagania należy odnosić bezpośrednio do wykonywanych na nich zadań.

Jakie wymagania musi spełniać oświetlenie hali produkcyjnej?

Norma określa wymagany efekt świetlny, ale prawidłowy projekt wymaga również znajomości samego obiektu.

Układ maszyn, geometria przestrzeni, warunki środowiskowe czy ograniczenia montażowe wpływają na to, jakie rozwiązanie pozwoli uzyskać wymagane parametry.

Rodzaj produkcji i stanowiska pracy

Pierwszym krokiem jest dokładne ustalenie, co dzieje się w poszczególnych częściach hali.

Ta sama przestrzeń może obejmować np. obróbkę zgrubną, montaż precyzyjny, kontrolę jakości i ciągi komunikacyjne. Każda z tych aktywności może wymagać innych parametrów.

W przypadku produkcji, w której istotna jest ocena barwy – np. podczas kontroli lakieru, tkanin czy innych materiałów – trzeba również sprawdzić wymagania dotyczące Ra i ewentualnych dodatkowych parametrów związanych z prawidłowym rozpoznawaniem koloru. Więcej o tym, jak wygląda dobór temperatury barwowej na hali produkcyjnej, opisujemy w osobnym materiale.

Wysokość hali i rozmieszczenie maszyn

Wysokość montażu ma znaczenie, ale sama liczba metrów nie przesądza o tym, czy należy zastosować oprawę typu high-bay, system liniowy czy inne rozwiązanie.

Znaczenie mają również:

• rozmieszczenie stanowisk,
• układ linii produkcyjnych,
• maszyny zasłaniające światło,
• dostępne punkty montażowe,
• wymagana równomierność,
• geometria i optyka zastosowanych opraw.

Dlatego uproszczenie typu „hala powyżej 6 m = high-bay” nie powinno zastępować obliczeń fotometrycznych.

Zapylenie, wilgoć i środki chemiczne

PN-EN 12464-1 odpowiada przede wszystkim na pytanie, jakie warunki świetlne należy uzyskać. Nie określa natomiast jednego uniwersalnego IP czy IK dla hali produkcyjnej.

Wymagana odporność opraw zależy od rzeczywistych warunków środowiskowych: pyłu, wilgoci, sposobu mycia, występujących substancji chemicznych oraz ryzyka uszkodzeń mechanicznych.

Dlatego dobór obudowy i materiałów oprawy powinien być kolejnym krokiem po rozpoznaniu środowiska pracy, a nie automatyczną odpowiedzią „IP65 do każdej hali”.

Temperatura i warunki środowiskowe

Zakres temperatur panujących w hali należy zestawić z deklarowanym zakresem pracy konkretnej oprawy i jej komponentów.

Jest to szczególnie istotne w obiektach, w których przez długi czas występują podwyższone lub obniżone temperatury. adekwatny dobór rozwiązania wpływa na trwałość instalacji i ogranicza ryzyko przedwczesnych awarii.

Szczególne środowiska i strefy zagrożone wybuchem

Jeżeli w obiekcie występuje ryzyko powstania atmosfery wybuchowej, projekt musi uwzględniać wymagania adekwatne dla takiego środowiska. Nie wynikają one z PN-EN 12464-1 i wymagają odrębnej kwalifikacji oraz odpowiedniego wyposażenia.

W tym artykule nie rozwijamy klasyfikacji stref ATEX – jest to osobny zakres techniczny.

Emil Piotrowski

Projektant oświetlenia z ponad 10-letnim doświadczeniem, posiadający certyfikaty LIA oraz tytuł Certyfikowanego Trenera DIALux evo.

Jak uwzględnić światło dzienne i sterowanie?

Światło dzienne może pokrywać część zapotrzebowania na światło w hali, ale jego dostępność zmienia się w czasie.

PN-EN 12464-1 wskazuje, iż instalacja może być regulowana dzięki ściemniania i sterowania oświetleniem hali produkcyjnej m.in. w zależności od dostępności światła dziennego, obecności użytkowników, zmiany wykonywanych zadań czy ich potrzeb.

System może więc ograniczać moc opraw tam, gdzie światło dzienne pozwala zachować wymagany poziom oświetlenia, a zwiększać ją wraz ze spadkiem jego dostępności.

Jednocześnie projekt powinien zapewnić możliwość osiągnięcia wymaganego poziomu przy użyciu samego oświetlenia elektrycznego – również w warunkach braku wystarczającego światła dziennego.

Sterowanie nie zastępuje poprawnego projektu fotometrycznego. Pozwala natomiast lepiej dopasować działanie instalacji do rzeczywistych warunków i ograniczać zużycie energii wtedy, gdy pełna moc nie jest potrzebna.

Dlaczego współczynnik utrzymania jest ważny?

Projekt oświetlenia nie powinien odpowiadać tylko na pytanie: ile lx uzyskamy w dniu uruchomienia instalacji?

PN-EN 12464-1 wymaga uwzględnienia współczynnika utrzymania fm, zależnego m.in. od zastosowanego sprzętu, środowiska oraz planowanego sposobu konserwacji. W projekcie należy określić przyjęty współczynnik i założenia dotyczące utrzymania instalacji.

Ma to szczególne znaczenie w hali produkcyjnej, gdzie na efekt mogą wpływać:

• zabrudzenie opraw i powierzchni,
• warunki środowiskowe,
• zmiana parametrów elementów instalacji w czasie,
• częstotliwość czyszczenia i konserwacji.

Wartości określone w normie są utrzymanymi wartościami natężenia, a więc powinny być zapewnione również podczas dalszej eksploatacji instalacji, a nie wyłącznie bezpośrednio po montażu.

Dobrze zaplanowany sposób utrzymania instalacji jest więc częścią projektu.

Jak wygląda prawidłowy projekt oświetlenia hali produkcyjnej?

1. Zidentyfikuj zadania i procesy
   Ustal, jakie czynności są wykonywane w poszczególnych strefach i które z nich wymagają szczególnej dokładności, kontroli wzrokowej lub rozpoznawania barw.
2. Wyznacz obszary zadania i aktywności
   Nie traktuj automatycznie całej hali jako jednej powierzchni roboczej. Określ położenie stanowisk, linii produkcyjnych i pozostałych stref.
3. Dobierz wymagania normowe
   Dla każdej aktywności określ adekwatne Ēm, Uo, Ra i RUGL oraz sprawdź, czy występują warunki uzasadniające zastosowanie wartości zmodyfikowanej.
4. Zaprojektuj otoczenie i przestrzeń
   Uwzględnij bezpośrednie otoczenie zadania, tło, a także wymagania dotyczące oświetlenia przestrzeni.
5. Uwzględnij rzeczywiste warunki hali
   Sprawdź wysokość, układ maszyn, punkty montażowe, temperaturę, zapylenie, wilgoć, chemię i inne czynniki wpływające na dobór sprzętu.
6. Uwzględnij światło dzienne i sposób sterowania
   Jeśli obiekt ma świetliki lub duże przeszklenia, zaplanuj sposób wykorzystania dostępnego światła bez utraty wymaganych parametrów.
7. Przyjmij współczynnik utrzymania
   Projektuj instalację w taki sposób, aby wymagane parametry zostały zachowane również w trakcie eksploatacji.
8. Zweryfikuj efekt
   Po wykonaniu instalacji porównaj uzyskane parametry z założeniami projektowymi i wykonaj wymagane pomiary.

Norma przedstawia podobną kolejność pracy: zdefiniowanie obszaru i zadania, wybór adekwatnych parametrów, uwzględnienie modyfikatorów kontekstu oraz wymagań dla otoczenia i przestrzeni.

Przykład realizacji: PRETTL Electronics

Dobrym przykładem pokazującym zależność między wymaganiami stanowiska, projektem i efektem inwestycji jest modernizacja oświetlenia w zakładzie PRETTL Electronics GmbH, produkującym precyzyjne komponenty elektroniczne.

W projekcie istotne było zapewnienie odpowiedniego natężenia na stanowiskach pracy, poprawa równomierności oraz ograniczenie olśnienia. W strefach roboczych przyjęto 500 lx, a instalację wyposażono w system sterowania i czujniki natężenia światła.

Najważniejsze efekty realizacji PRETTL Electronics

65%

oszczędności energii rocznie

51 ton

redukcji emisji CO₂ rocznie

10 lat

gwarancji na oprawy

Zobacz realizację

Jakie oświetlenie wybrać do hali produkcyjnej?

Jakie oświetlenie wybrać do hali produkcyjnej? Nie ma jednego typu oprawy odpowiedniego dla wszystkich obiektu. Dobór konkretnego rozwiązania powinien być konsekwencją projektu, a nie jego punktem wyjścia.

Dwie hale o podobnej powierzchni i wysokości mogą wymagać różnych rozwiązań, jeżeli różnią się procesem, rozmieszczeniem stanowisk czy środowiskiem pracy.

Przy wyborze opraw należy ocenić przede wszystkim:

• charakterystykę fotometryczną i dostępną optykę,
• możliwość uzyskania wymaganych Ēm i Uo,
• warunki związane z olśnieniem,
• wymagane Ra,
• temperaturę pracy,
• odporność na pył, wodę, środki chemiczne i uszkodzenia,
• sposób montażu i serwisowania,
• trwałość rozwiązania,
• kompatybilność z planowanym systemem sterowania.

Nie oznacza to, iż jedna konstrukcja jest zawsze adekwatna dla danej wysokości. W zależności od projektu mogą sprawdzić się oprawy przemysłowe typu high-bay, rozwiązania liniowe albo inne układy dopasowane do geometrii i sposobu użytkowania hali.

Oświetlenie hali produkcyjnej powinno wynikać z procesu, nie z jednej wartości w tabeli

Norma jest punktem wyjścia, ale prawidłowy projekt wymaga połączenia jej wymagań z rzeczywistym sposobem użytkowania hali.

Najpierw należy określić wykonywane zadania i strefy, następnie wymagane parametry, warunki środowiskowe oraz ograniczenia montażowe. Dopiero na tej podstawie można dobrać oprawy, ich optykę, rozmieszczenie oraz sposób sterowania.

Takie podejście pozwala uniknąć dwóch skrajności: niedoświetlenia stanowisk wymagających dużej precyzji oraz niepotrzebnego przewymiarowania instalacji w miejscach, w których wysoki poziom światła nie jest potrzebny.

Chcesz sprawdzić wymagania dla oświetlenia swojej hali?

Analiza istniejącego oświetlenia i procesu produkcyjnego pozwala ustalić, jakie wymagania powinny zostać spełnione w poszczególnych strefach oraz jaki wariant modernizacji warto dalej analizować.

Sprawdź możliwości modernizacji oświetlenia hali / zamów analizę oświetlenia.

Zamów bezpłatny audyt

To pierwszy krok do zwiększenia efektywność energetycznej, poprawy warunków pracy. Dzięki niemu zyskasz projekt oświetlenia dopasowany do specyfiki Twojego obiektu, przestrzeni i potrzeb jego użytkowników.

Zostaw kontakt

Zamawiając bezpłatny audyt zyskasz::

Audyt oświetlenia

Projekt indywidualnego rozwiązania oświetleniowego

Analizę finansową inwestycji

Szacowany poziom redukcji energii elektrycznej i emisji CO2

Wypełnij formularz – skontaktujemy się w ciągu 1 h

Formularz-analiza-inwestycji/audyt

Zgody *

Wyrażam zgodę na otrzymywanie informacji handlowych od Luxon Sp. z o.o. za pośrednictwem środków komunikacji elektronicznej oraz na korzystanie z komunikacji e-mail w celach marketingowych. Polityka prywatności

Wyślij

Jeżeli jesteś człowiekiem, zostaw to pole puste.