ERGONÓMIA 5.5
A munkahely minőségének javítása korszerű fénygazdálkodással Tárgyszavak: ergonómia; megvilágítás; fényhasznosítás; munkakörnyezet; világítástechnika; egészségvédelem.
A mesterséges megvilágítás és a természetes fény optimális kihasználása Az elmúlt tíz évben a fénygazdálkodás az épületautomatizálás lényeges részévé vált. A korábbi alapelvek és szabványok lényegében az optikai ismereteken és a mérhető adatokon alapultak. Az energiaköltségek optimalizálása és a kényelem volt az a két legfontosabb indíték, amely a fénygazdálkodási rendszerek alkalmazásához vezetett. Átgondolták ezért a beszerelt rendszerekről szerzett tapasztalatokat, valamint az alkalmazott vezérlési és szabályozási stratégiáknak a felhasználóra gyakorolt hatását, majd ennek alapján új minőségi ismérveket és új stratégiákat dolgoztak ki. Az új felismeréseket az új DIN EN 12464 szabvány is tükrözi. Teljesen világos, hogy a fő cél a felhasználó-orientáltság és a szükségleteknek megfelelő világítás. A klasszikus minőségi ismérveket felhasználóbarát tényezőkkel egészítették ki (1. táblázat). 1. táblázat A munkahelyi fénygazdálkodás paraméterei Klasszikus minőségi ismérvek
Új minőségi ismérvek
Elegendő megvilágítás
A fénybeállítások változtathatósága
Harmonikus fényeloszlás
Egyéni szabályozhatóság
Az elvakítás korlátozása
A természetes fény bevonása, ill. maximalizálása
A tükröződés és a visszaverődések elkerülése
A fény, mint téralakító elem
Jó árnyékolás
Hatékony energiafelhasználás
Megfelelő színű fény
Rugalmasság
Megfelelő színvisszaadás
Értékmegőrzés
A rendszerek klasszikus felhasználóin kívül további felhasználócsoportok igényeit is meg kell vizsgálni. Felhasználói igény szerint optimalizálni kell a rendszer funkcióit például a karbantartási dolgozók, az igazgatási, a biztonsági és egyéb szakterületek dolgozói számára is. A „felhasználó számára megfelelő” és a „szükségesnek megfelelő” kifejezéseket a továbbiakban valamennyi felhasználói csoportra és igényeikre értjük.
A fény motivál A munkateljesítmény jelentős mértékben függ attól, jól érzi-e magát a dolgozó a munkahelyén. A jó közérzet és a kényelemérzés számos tényezőből tevődik össze, így közvetlen összefüggésben áll a megvilágítás, a nap elleni védelem, a hőmérséklet és a szellőzés funkcióival is. Ezeknek a tényezőknek az optimális vezérlése tehát közvetlenül növeli a dolgozók munkakedvét. A felhasználó számára megfelelő világítás egészséges, és az emberek hangulatát javítja. Az egészség- és viselkedéskutatásnak ezeket a felismeréseit számos ergonómiai kutatás, a teljesítmény lehetőségeinek és az optimális munkakörülményeknek a kutatása támasztotta alá. A megfelelő fény javítja a közérzetet, munkára ösztönöz, tehát fokozza az emberek munkakészségét. Ezeket a fontos ergonómiai eredményeket egyre inkább figyelembe veszik a fénygazdálkodási rendszerek automatizálásánál. Ha elgondoljuk, hogy egy irodaépület működési költségeinek zömét – 80%-át – a munkaerőköltségek adják (ehhez képest a fényautomatizálás költségei ezrelékekben fejezhetők ki), akkor látható, hogy a fénygazdálkodásra fordított összeg nemcsak az épületbe, hanem jelentős mértékben az emberi erőforrásba fektetett beruházás is. Az optimális munkakörülmények megteremtése elősegíti a dolgozók teljesítményének növelését és egészségük megőrzését, egyúttal pedig a személyzeti költségekre fordított összeg optimális felhasználását – így tehát a dolgozók és a munkaadó egyaránt nyernek vele.
A jó közérzet tényezői Fénybeállítások A korszerű fénygazdálkodás figyelembe veszi a különböző termek eltérő rendeltetését. A szükségletnek megfelelő vezérlés azt jelenti, hogy például a fényt, a fényellenzőket és a légkondicionálást egymással opti-
málisan összehangolva, a munka természetének és a külső hatásoknak megfelelően szabályozzák. Különböző algoritmusok és beállítások eredményeként teremthetők meg az optimális fényviszonyok. Nyilvánvaló, hogy a tárgyaló- vagy konferenciatermeket különböző célokra használhatják (megbeszélés, előadás, prezentáció), de az irodákban is – tekintettel a munka sokrétűségére (számítógépes munka, íróasztalnál végzett munka, tárgyalás) – szükség lehet választási lehetőségre. Egyéni szabályozási lehetőségek Az emberi természet nem szívesen viseli el, hogy a gépek uralkodjanak fölötte. Sokkal szívesebben elfogadják azonban a felhasználók az automatizált rendszert, ha azt maguk is szabályozhatják. Az egyéni beavatkozási lehetőség ezért a felhasználó jó közérzete szempontjából fontos tényező, és döntő szerepet játszik abban, hogy elfogadnak-e egy rendszert. A felhasználói felület ergonómiai kialakítása is rendkívül fontos. Érthetőség Az érthetőség szintén lényeges tényező. Ez azt jelenti, hogy az automata rendszer működését a felhasználónak át kell látnia. Mindenkor tudnia kell, mit tesz a rendszer, és különösen azt, hogy azt miért teszi. Tájékoztatás hiányában például a felhasználó nem érti, miért nincsenek a redőnyök lehúzva erős napsütés mellett sem, például akkor, amikor szélriadó van. Változékonyság A természetes fényt az állandó változás jellemzi. Ez a változás a napszaktól, az időjárástól vagy a környezet megváltozásától függ. Mivel az ember évezredes fejlődése során ennek a változékonyságnak a közvetlen hatását tapasztalta, az állandó egyenletes fényt természetellenesnek érzi. Ezért a belső tér megvilágításának tudatos és állandó változtatása a jó közérzet és az optimális munkakörnyezet egy újabb fontos tényezője.
Az épület rugalmas kihasználhatósága és értékének megőrzése Az épület létesítésére fordított elsődleges beruházás mellett a hoszszú távra szóló számításoknál nagy súllyal szerepel, hogy az épület ru-
galmasan kihasználható legyen azáltal, hogy új követelményekhez hozzáigazítható. A gyors gazdasági és társadalmi változások miatt a korszerű, célszerűen kialakított épületektől a korábban megszokottnál sokkal nagyobb rugalmasságot várnak el. Mivel a helyszín nem változik, mindenekelőtt a helyiségeket kell a későbbiekben az új követelményekhez hozzáigazítani. Itt mutatkozik meg a rugalmas fénygazdálkodási rendszer alkalmazásának egyik nagy előnye. Egy új térkialakításhoz vagy más rendeltetési célhoz a szükséges módosításokat és átalakításokat egy központi irányító szoftverrel, az elektromos berendezések megbontása nélkül el kell tudni végezni.
Hatékony energiafelhasználás Ha a szükségleteknek megfelelő megvilágítást szeretnénk biztosítani, akkor az a fő feladat, hogy a fénymennyiség pontosan elegendő, tehát az energiafelhasználás a lehető leghatékonyabb legyen. Az energiamegtakarító funkciók lehetnek közvetlenül ható elsődleges és közvetetten ható másodlagos funkciók. A elsődleges funkciók közvetlenül takarítanak meg energiafogyasztást például azzal, hogy a mesterséges fény ereje a természetes fény erejétől függően változik, vagy hogy a világítás ki- és bekapcsolása az emberi jelenléttől függ. A másodlagos funkciók más helyen csökkentik az energiafogyasztást, például a légkondicionáló berendezés terhelését enyhíti a redőnyök és az ablakok célszerű szabályozása, vagy a világítás teljesítményveszteségének mérséklése. Ezek a funkciók szintén hatékonyabb energiafelhasználást eredményeznek. Energiát megtakarító elsődleges funkciók A fénynek a napfénytől függő szabályozására manapság a következő technikák ismertek: • fényszabályozás beltéri szenzorral; • zónánkénti fényvezérlés beltéri szenzorral; • az egész épületre kiterjedő napfényszabályozás központi külső szenzorral. A külső fénytől függő intelligens vezérlés az algoritmusban nagy fokú szabadságot tesz lehetővé, tehát ideálisan felhasználóbarát, elkerüli továbbá a belső szenzorral vezérelt szabályozásoknál a nem kívánt viszszacsatolások zavaró hatásait.
Az automatizált munkaidő-gazdálkodás és jelenlét-nyilvántartás követi az egyre változó munkavégzési szokásokat, ezek szempontjából is előnyös az épület korszerű kialakítása. A különböző lehetőségek kombinációja révén az energia 60%-a megtakarítható. Energiát megtakarító másodlagos funkciók Az energiát megtakarító másodlagos funkciók főleg a légkondicionálás mérséklése irányában hatnak. Az épületben az energiaráfordítás csökkentésével (redőnyök, árnyékolás), vagy a fénykibocsátás mérsékelésével elért kisebb teljesítményvesztés révén további jelentős energiaköltségek takaríthatók meg. Ha ilyen jellegű funkciókat már egy épület megtervezésekor figyelembe vesznek, akkor kevesebb légkondicionáló berendezést kell felszerelni.
A fény és a termelékenység összefüggése A munkahelyen a megfelelő minőségű és erejű fény a teljesítmény és a termelékenység fontos előfeltétele. A munkahely jó megvilágítása közrejátszik a hibák és a balesetek elkerülésében, ami közvetlen hatással van a termelékenységre. Az utóbbi 50–100 évben folytatott kutatások megállapították, hogy a szemnek szinte valamennyi alapműködése – az éleslátás, a kontrasztok érzékelése, a felismerés gyorsasága, a színlátás – a fény menynyiségétől és minőségétől függ. Azt is feltárták, hogy az idősebb emberek fényigénye nagyobb, mint a fiataloké. Már az 50 éveseknek is átlagosan 50%-kal erősebb fényre van szükségük, mint az ifjabb korosztálynak. A munkateljesítmény, a hibaszázalék és a balesetek gyakorisága közvetlenül összefügg a megvilágítás minőségével. A megvilágítás javításával tehát jelentősen növelhető a munkateljesítmény.
Természetes fény és munkahelyi közérzet A munkahelyi világítás minősége nemcsak a munkateljesítményt befolyásolja, hanem a dolgozók jó közérzetére és egészségére is hatással van. A kutatók a közelmúltban ismerték fel annak fontosságát, hogy vizsgálni kell a fénynek a dolgozóra gyakorolt hatását. A természetes fényt is figyelembe vevő korszerű vezérlőrendszerek koncepciója szintén az embert állítja előtérbe. Az a cél, hogy minél több
napfényt engedjenek be a terembe. Ez minimálisra csökkenti a mesterséges világítás költségeit és jó közérzetet teremt. Nem szabad azonban figyelmen kívül hagyni a teljesítendő feladatot és az embert, akinek azt el kell végeznie. Állandóan meg kell tehát találni az elvakítás és a sötétség közötti optimumot a természetes fény, illetve a mesterséges megvilágítás kombinálásával. Azok a funkciók, amelyeknek csökkenteniük kell az épületre fordított energiát, a munkafeladat szerinti szabályozással szemben másodlagosak, és csak akkor válnak elsődlegessé, ha senki sincs a teremben. Működésüket azonban elősegíti, hogy mind az elvakítás, mind az energiaráfordítás korlátozása azonos irányba hat. Kétség esetén mindig az ember élvez elsőbbséget. Az ablaknak – amellett, hogy a természetes fény forrása – a zárt térben tartózkodó ember jó közérzete szempontjából még egy másik lényeges szerepe is van. Az ablak teremt kapcsolatot a külvilággal, a természettel, a környezettel és mutatja a természetes napszakot. A korszerű vezérlőrendszerek ezért az elvakítás, illetve a nap elleni védekezés esetén is hagynak egy minimális kilátást a külvilágra. A vállalat legfontosabb tőkéjét a dolgozók képezik. A motiváció és a jó közérzet döntő szerepet játszik a vállalat sikerében. A korszerű fénygazdálkodás ezért az olyan fix, mérhető tényezők mellett, mint az energiaköltségek vagy az állagmegőrzés költségei, figyelembe vesz minden ismeretet, amely elősegíti a munkakörnyezet optimalizálását ergonómiai és fiziológiai szempontból. A fényvezérlési funkciók összekapcsolása a nappali fény optimális kihasználását szolgáló további funkciókkal még inkább erősíti a jó közérzetet, a felhasználó elégedettségét, és hatékonyabbá teszi az energiafelhasználást.
A fény hatása az ember biológiai ritmusára A nappalok és az éjszakák váltakozásával a természet évezredek óta megad egy ritmust. Az emberi szervezet beállt erre a nappali tevékeny és éjszakai nyugalmi szakaszt tartalmazó, 24 órás ütemre, amelynek belső órája a fényen alapul. A fény közvetlenül hat az ember vegetatív rendszerére és belső biológiai órájára. Már régóta közismert, hogy a tartós borús idő rossz hatással van az ember hangulatára. A fény tartós hiánya közvetlenül hat az ember közérzetére és egészségére is, akár szezonális depressziót is okozhat.
Az ún. cirkadián rendszer 24 órás ciklusa befolyásolja az ember nappali ébrenléti ritmusát és biológiai teljesítményét. Az ébrenlétet, az élénkséget, a testhőmérsékletet és az alvási szükségletet a melatonin (alváshormon) kiválasztása szabályozza. Az éberségi szint Az emberek éberségi szintje a nap folyamán ingadozik. A testnek vannak tevékeny és nyugalmi szakaszai. Szó sincs arról, hogy reggel nyolctól egészen délután ötig változatlanul frissek lennénk, majd ezután hazamegyünk és kipihenjük magunkat. Márpedig az irodák világítása gyakran ezt mutatja, a lámpákat reggel meggyújtják, este pedig leoltják. Az 1. ábra az éberségi szint napon belüli váltakozását mutatja be.
éberségi szint (az elalvásig szükséges idő, min)
20
legnagyobb éberség 15
enyhén csökkent éberség 10
csökkent éberség 5
veszélyes elálmosodás 0 12
15
18
21
24
3
6
9
12
napon belüli időpont (h)
1. ábra Az éberségi szint napi változása A fényszabályozás eszközeivel a terem fényviszonyait dinamikusan lehet megváltoztatni a változatosság megteremtése és az emberek felélénkítése érdekében. A motiváció bizonyosan növekedni fog, mert az emberek jobban fogják érezni magukat munkakörnyezetükben. A dinamizáló világítással elért sikeres felélénkítés előfeltétele a felhasználóval egyeztetett, jó fénytervezés. A mesterséges fényforrásoknak szép, nagy felületű, nem vakító lámpáknak kell lenniük. Napjainkban arra is mód van, hogy erős fénnyel
kedvezően befolyásolják az emberek éberségét és frissességét, például a munkanap vége felé vagy az éjszakai műszakban.
Fiziológiai folyamatok – az éjszakai munka veszélyei A szem a retinára jutó fényt az agyba továbbítja, ahol megkezdődik a látási folyamat. A fény azonban a látóidegen keresztül megindít egy másik, a szervezetben található „központi órához”, az ún. SCN-hez vezető folyamatot is. Az SCN az agy központjában, közvetlenül a két látóideg kereszteződése fölött található. Csak néhány évvel ezelőtt fedezték fel a retinán azokat a fényérzékeny sejteket, amelyek fényérzékeny melanopszin pigment bevonata a fényt elektromos jellé alakítja át. Az SCN a tobozmirigy útján szabályozza a hormonkiválasztást és ezzel az ember belső „biológiai óráját”. Éjszaka a magasabb melatoninszint nagyobb fáradtságérzetet kelt. A jól sikerült éjszakai alvás után viszont, amikor a szervezet ébredésre készül, a tobozmirigy lefékezi a hormontermelést. Így tehát a fény közvetve szabályozza az ember napi biológiai ritmusát. A fény segítségével az ember vissza tud állni természetes napi ritmusára, ha abból – pl. egy tengerentúli utazáson az időeltolódás miatt – kizökkent. Mivel a melatonin túlnyomórészt éjszaka képződik, az éjszakai műszakban dolgozók ébersége fénnyel kedvezően befolyásolható. A leírt fiziológiai folyamatok a nap minden szakában érvényesek, az éjszakai munka folyamán azonban különösen fontos, hogy elősegítsék a jó közérzet megőrzését. A „biológiai sötétség” elkerülése A biológiai hatás szempontjából az a döntő, hogy milyen erős megvilágítás éri a retinát. Figyelembe kell azonban venni, hogy a felülről jövő fény nagyobb hatást gyakorol a melatoninképződés elfojtására, mint az alulról jövő fény. Hiába kerül kicsi, nagyon erős fényforrásokból kb. ugyanolyan erős megvilágítás a retinára, mint egy nagy felületű, de jóval kisebb fénysűrűségű fényforrásból, mégis ez utóbbi gyakorol nagyobb hatást a retinára. Így a világításnak két feladatot kell ellátnia: • Meg kell világítani a munkaterületet, azaz biztosítani kell a munkafeladat biztonságos elvégzéséhez szükséges fényt.
• Fényt kell juttatni a szembe biológiai hatás kiváltása céljából, pl. megfelelően nagy felületű tükröződő elemek segítségével, csökkentett fénysűrűség mellett. Ezek a szemet függőleges irányból a szükséges mértékben megvilágítják, kerülni kell azonban a vakító fényt. Ez az elgondolás olyan megoldáshoz vezetett, amelynek segítségével az éjszaka munkát végzők kevésbé álmosodnak el, éjszaka is élénkek maradnak, egészségük és a munkateljesítmény pedig nem szenved csorbát. Az említett két megvilágítási feladat megoldására különböző világítótestek képzelhetők el. Nem elég azonban kiválasztani egy tetszőleges lámpát valamelyik gyártó katalógusából, hiszen a felülről jövő erős megvilágításnál még sok egyéb követelményt is figyelembe kell venni, különös tekintettel a vakító fény elkerülésére.
A fénygazdálkodás új útjai A fényt értelemszerűen változtató világítótestek tervezése A fény célszerű változtatása nem azonos a fény pusztán játékos, hatásvadász vagy véletlenszerű variálásával. Mindennemű tervezés megkezdése előtt elemezni kell, hogyan használják a termet a nap folyamán, majd forgatókönyv alapján kell elvégezni a fénytervezést. Az ilyen módon beállított fény élénkít, ösztönöz és ritmust ad. A fényszabályozó elektronika és a világítótestek világítástechnikája tökéletesen összehangolt. A jó világítástervezés tudatos hatásokat vált ki, például a bolti kirakatok, a szállodai hallok, a pihenőhelyek, vagy akár a munkahelyek világításával, hogy a dolgozókat élénkítse és ösztönözze. A fény időbeli változtatásánál fontos, hogy próbálják megközelíteni a napfényváltozás hatását. Ezt nem szabad összetéveszteni a napfény mesterséges utánzásával. Itt inkább arról van szó, hogy a fény változásának napi dinamikáját kell követni a mesterséges fény kialakításánál. Egyes szerzők véleménye szerint a biológiai ösztönzés hatásait kiváltó fényforrás hozzájárul ahhoz, hogy a dolgozók megőrizzék egészségüket munkahelyükön. Motiváló és élénkítő fény az irodában Egy kutató azt a fontos fiziológiai-kognitív szabályt fogalmazta meg, amely szerint fontos, hogy a világítást ne statikus, a teret és határait le-
hetőleg egyenletesen érő fényként fogjuk fel, hanem egy belátható terület dinamikus megtervezéseként. Egy másik kutató szerint ha részletesen megfigyeljük, milyen hatást vált ki a fény eloszlása, színe és a megvilágítás erőssége, akkor tudunk olyan fénybeállításokat tervezni, amelyek a végzett tevékenység fajtája, a tevékenység fokozása és a jó közérzet szempontjából a legalkalmasabbak. Így a szokásos irodai világítási rendszerben ösztönzőként alkalmazhatjuk a mesterséges fényt, mégpedig anélkül, hogy az energiafelhasználást növelnénk. Az irodai munka olyan tevékenységek sorozata, amelyeket a feladat természete határoz meg. A nap folyamán olvasás, megbeszélés, telefonálás és számítógépes munka váltakozik. Az idő múlását, a környezet nyújtotta információ segítségével, tudat alatt érzékeljük. Itt játszhat motiváló és tájékoztató szerepet a világítás. Tételezzük fel például, hogy a világítótest négy fénykomponensből áll: 1. A mennyezetet közvetett fényt adó fénycsöves függőlámpa világítja meg, amely napfényérzékelővel van ellátva; 2. A függőlámpa közvetlen fényt adó része szolgáltatja a munkavilágítást, ezt a felhasználó maga szabályozhatja; 3. A falat oldalirányban meleg fehér fényű halogén izzólámpák világítják meg, ezeket időautomatika vezérli; 4. A napfényt ablakredőnyökkel szabályozzák. A világítótestek közvetlen és közvetett részei egymástól függetlenek. A példában felsorolt lámpák fénye semleges fehér. Eltérő színű közvetlen és közvetett fény alkalmazása (meleg fehér és ún. „nappali fény fehér”) élénkítően hat. A fény négy összetevőjének lehetőségei összjátékukban mutatkoznak meg. A programokat már a világítás tervezésekor forgatókönyvbe foglalják, amely leírja, hogyan valósul meg a közvetett fény összjátéka a természetes fénnyel. A helyi fényt minden felhasználó, tevékenységétől függően, egyénileg állíthatja be a közvetlen világítótesten. A meglepetést – amely egyébként nem ijesztési, hanem tudat alatt ösztönző célzatú – a falra irányított fénycsíkok szolgáltatják, amelyek például az esti órákban, vagy télen meleg, otthonos fényt árasztanak. A változó fénykörnyezet javítja a közérzetet, és ezzel növeli a munkakedvet. A kísérleti épületben dolgozók mindenesetre úgy nyilatkoztak, hogy bennük a világítás jó hatást vált ki. Összeállította: Szabó Ildikó
Geiginger, J.: Lichtmanagement, Bedarfs- und tageslichtabhängige Steuerung und Regelung künstlicher Beleuchtung und optimierter Tageslichtnutzung. = VDIBerichte, 2005. 1871. sz. p. 83–88. Dehoff, P.: Bessere Arbeitsplatzqualität durch sich sinnvoll veränderndes Licht. = VDI-Berichte, 2005. 1871. sz. p. 89–93. Schierz, C.: Wahrnehmung und Bewertung künstlich beleuchteter Räume. = Zeitschrift für Arbeitswissenschaft, 58. k. 2. sz. 2004. márc. p. 74–83. Reitmainer, J.: Einfluss der Beleuchtung auf die Produktivität bei Nachtarbeit. = IndustrieBAU, 50. k. 4. sz. 2004. júl./aug. p. 46–49.
[email protected] 061/4575322
