IE02 Impuls 15
04-02-2008
11:45
Pagina 1
Katern voor scholing, her- en bijscholing
15 Een uitgave van Intech Elektro & ICT en OTIB februari 2008
inHoud 1 Grondbeginselen van licht en verlichting
4 Fotowedstrijd ‘Zo moet het niet!’
Basiskennis
Grondbeginselen van licht en verlichting Een goede licht- en verlichtingskwaliteit is een van de voorwaarden voor om onze taken op het werk en thuis goed te kunnen uitvoeren. Veder beïnvloedt de verlichtingskwaliteit onze stemming, onze gezondheid en ons welbevinden, zoals nieuw wetenschappelijk onderzoek aantoont. Bij de verlichtingskwaliteit spelen vele zaken een rol, zoals verlichtingsniveau, luminantieverschil, verblinding, ruimtelijke verdeling van het licht, kleur en kleurweergave. In dit artikel behandelen we al deze criteria.
Verlichtingsniveau Het verlichtingsniveau moet steeds hoog genoeg zijn om zeker te zijn dat we voldoende gezichtsvermogen hebben voor de uit te voeren taken. Uit onderzoek is gebleken dat door het verlichtingsniveau te verhogen de snelheid en de nauwkeurigheid toenemen waarmee objecten kunnen worden opgemerkt en herkend. Het gezichtsvermogen van iemand hangt af van de kwaliteit van de verlichting en of hij ‘goede ogen’ heeft. Wat dit aspect betreft, speelt leeftijd een belangrijke rol, omdat de verlichtingseisen bij toenemende leeftijd veranderen – een zestigjarige heeft voor een bepaalde visuele taak gemiddeld vijftien maal meer licht nodig dan een tienjarige. Bovendien geldt voor de vereiste verlichtingssterkte dat deze over het algemeen in dezelfde mate toeneemt als de snelheid waar-
teerd en luminantieverschillen dat deze des te kleiner kansaaie zijn indruk naar1. Te lage geven een mate object groter is. aanEen (boven),het eenwaargenomen te groot luminantieverschil zorgt voor tennisbal is bijvoorbeeld en beweegt passingsmoeilijkheden (midden),kleiner uitgebalanceerde lusneller dan een geven voetbal. Om sfeer goed(onder). te kunnen minantieverschillen de juiste
mee de vereist visuele wordt gepresenspelenzijnmoet het verlichtingsniveaus vereiste verlichtingsniveau 2. Squash eeninformatie hoog verlichtingsniveau, voor het schaakspel geen hoge nodig. 15 1
IE02 Impuls 15
04-02-2008
11:45
Pagina 2
grondbeginselen van licht en verlichting
bij squash daarom hoger zijn dan bij schaken (afbeelding 2). En een productieproces, waarbij het aankomt op het corect waarnemen van kleine objectdetails, vereist hogere verlichtingssterkten dan een proces met geringere visuele eisen.
Luminantieverschil Bij het luminantieverschil, ook wel luminantieverdeling genoemd, binnen het gezichtsveld gaat het om een zeer belangrijk criterium voor de verlichtingskwaliteit. Bij te lage luminantieverschillen (contrast) levert dat een saaie en matte aanblik op, zonder interessante plekken. Te hoge con-
trasten leiden af en leiden tot aanpassingsproblemen van de ogen, als die zich van het ene visuele doel op het andere richten. Uitgebalanceerde contrasten leveren een harmonieuze, bevredigende en comfortabele visuele aanblik op (afbeelding 1). Bij binnenverlichting geldt de vuistregel dat de luminantieverhouding (verhouding tussen hoogste en laagste luminantie) binnen een gezichtsveld niet hoger dan drie en niet lager dan een eenderde mag zijn.
Verblindingsbeperking Verblinding wordt veroorzaakt door helderheidsniveaus binnen het gezichtsveld, die
beduidend boven het helderheidsniveau liggen waaraan de ogen zich hebben aangepast. Dit kan het gezichtsvermogen verminderen en afbreuk doen aan het zichtcomfort. Te sterke verblinding leidt eventueel zelfs tot klachten, zoals oververmoeide ogen, wazig zicht en hoofdpijn. Verblinding van de ogen moet worden beperkt om fouten, vermoeidheidsverschijnselen en ongevallen te voorkomen. In welke mate de verblinding kan worden beperkt, hangt vooral af van de optische kwaliteit van de armaturen en de toegepaste typen lampen. In verband met de grotere afmetingen hebben fluorescentielampen een lagere lumi-
Fotometrische grootheden Verlichtingsdeskundigen gebruiken vier fotometrische grootheden.
Meetmethode voor lichtstroom
1 lichtstroom Φ: totaal per seconde door een lichtbron uitgestraald
In laboratoria wordt de licht-
lichtvermogen met de eenheid lumen (lm), voorbeelden:
stroom
- 75 W gloeilampen: 900 lm
gemeten met een zogenoemde
- 39 W fluorescentielamp: 3.500 lm
bol van Ulbricht. Het gaat daarbij
- 250 W hogedruknatriumdamplamp: 30.000 lm
om een bolvormig hol lichaam
- 2 kW metaalhalogeendamplamp: 200.000 lm
met matwit gelakte binnenzijde.
2 lichtsterkte I: de in een bepaalde richting uitgestraalde licht-
normaal
gesproken
De te on derzoeken lichtbron
stroom met de eenheid candela (cd), voorbeelden:
wordt in het midden van de bol geplaatst. De verlichtingssterkte op
- 5 W fietslamp zonder reflector: 2,5 cd
elke willekeurige plaats aan de binnenzijde van de bol is evenre-
- 5 W fietslamp met reflector: 250 cd
dig met de lichtstroom. Via een klein venster in de bol kan de licht-
- 120 W reflectorgloeilamp: 10.000 cd
sterkte worden gemeten.
- vuurtoren: 2.000.000 cd (hoe kleiner de uitstralingshoek des te
Meetmethode voor verlichtingssterkte
groter is de candela-waarde, als het wattvermogen gelijk blijft) 3 verlichtingssterkte E: lichthoeveelheid die op een oppervlakte-
Al honderden jaren bestaan er diverse,
element van een oppervlak valt met de eenheid lumen/m2 of lux
als visuele fotometer of luxmeter aange-
(lx), voorbeelden:
duide instrumenten om de verlichtings-
- zomers, ’s middags, bij heldere hemel (evenaar): 100.000 lx
sterkte te meten. Daarvoor worden de
- in de buitenlucht, bij zwaar bewolkte hemel: 5.000 lx
door twee lichtbronnen op een scherm
- kunstlicht, in een goed verlicht kantoor: 800 lx
opgewekte verlichtingssterkten met elkaar
- volle maan, bij een heldere nacht: 0,25 lx
vergeleken. De meeste van dit soort ap-
4 luminantie L: van een oppervlakte-element in een bepaalde rich-
paraten worden inmiddels vervangen door de zogenoemde fysi-
ting uitgestraald licht met de eenheid cd/m2, voorbeelden:
sche fotometers, die met elektrische meetmethoden de elektrische
- oppervlak van de zon: 1.650.000.000 cd/m2
stroom of de spanning meten die wordt opgewekt als licht op een
- gloeidraad van een heldere gloeilamp: 7.000.000 cd/m2
lichtgevoelige cel valt. Eenvoudige apparaten zijn er tegenwoordig
- fluorescentielamp: 5.000 … 15.000 cd/m2
al vanaf 35 euro.
- wegdek bij kunstlicht: 0,5 … 2 cd/m
1
15 2
2
2
3
4
IE02 Impuls 15
04-02-2008
11:45
Pagina 3
grondbeginselen van licht en verlichting
aantal gewonden
16 15 14 13
trend
12 11 10 9 8 7 6
soort letsel: verstuikingen, bloeduitstortingen, kneuzingen botbreuken
5 4
inklemmingen, kneuzingen
3 2 1 0
brandwonden, brandwonden door vloeistoffen
snijwonden en andere kwetsuren
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
verlichtingssterkte in lx 3. Aantal ongevallen bij verschillende arbeidstaken in de industrie als functie van het verlichtingsniveau (in totaal 347 onderzochte ongevallen).
nantie dan hogedrukgasontladingslampen en daardoor kan de verblinding bij fluorescentielampen eenvoudiger worden beperkt.
Ruimtelijke verdeling van het licht Een belangrijk criterium voor de verlichtingskwaliteit is de manier waarop het licht zich in de ruimte verdeelt. De aanbevelingen voor verlichtingssterkte, die op binnenverlichting van toepassing zijn, kunnen op diverse manieren worden ingevuld. Aan de ene kant kunnen de lichtbronnen geheel gelijkmatig worden verdeeld (diffuse algemene verlichting), aan de andere kant kunnen de lichtbronnen op bepaalde plaatsen worden geconcentreerd (gerichte spotverlichting). Ook combinaties van beide methoden zijn mogelijk.
juiste keuze van de lichtbron (met een kleurweergave van minstens Ra = 80) zijn problemen zonder veel moeite te vermijden. Toch zijn er situaties, waarbij de kleurweergave nauwelijks of helemaal niet van betekenis is. Een voorbeeld hiervan is de wegverlichting want die moet vooral de weg en de objecten, die zich daarop bevinden, duidelijk waarneembaar maken voor de verkeersdeelnemers, waarbij de kleuren van de diverse vlakken praktisch geen rol spelen.
Verlichting en kosten De kwaliteit van verlichting hangt in veel gevallen samen met de kosten. Een prijstechnisch gunstige verlichtingsinstallatie drukt weliswaar niet op de begroting, maar kan echter wel leiden tot een kwalitatief slechtere verlichting en daarmee ontevre-
den medewerkers en productiviteitsdaling. Meestal wordt dat ‘verkeerde zuinigheid’ genoemd, want als we de kosten berekenen over de totale levensduur van de verlichtingsinstallatie, dan zullen de kosten van het stroomverbruik veel hoger uitvallen dan de investeringskosten voor de installatie en de onderhoudskosten. Een verlichtingsinstallatie die uitsluitend op basis van de installatiekosten wordt gekozen, zal wat betreft de totale eigendomskosten (total cost of ownership) niet automatisch de prijstechnisch gunstigste oplossing zijn. De toepassing van efficiëntere lichtbronnen daarentegen, waarbij het niet bij voorbaat om de goedkoopste oplossing gaat, levert in de meeste gevallen de laagste totale kosten op. Bovendien biedt een zorgvuldig ontworpen
Kleuren en kleurweergave Een voorwerp krijgt zijn kleur als het slechts een deel van het golflengtegebied van het daarop vallende licht reflecteert. Hoe de kleuren om ons heen worden weergegeven, hangt in belangrijke mate af van de kleursamenstelling van de verlichting. Een goede kleurweergave is belangrijk, als we objecten met hun ‘echte’ gekleurde beeld willen presenteren. Over het algemeen moeten we de verlichting voor een binnenruimte zodanig kiezen dat vertrouwde objecten, zoals etenswaren, dranken en personen, op een aangename en natuurlijke wijze zichtbaar zijn. Door de
verlichtingssterkte in kantoorruimten soort inrichting, taak of activiteit
verlichtingssterkte (lx) verblindingsbeperking (UGR)
afleggen, kopiëren enzovoort
≥ 300
≤ 19
schrijven, typen, lezen, dataverwerking
≥ 500
≤ 19
technisch tekenen
≥ 750
≤ 16
cad-werkplekken
≥ 500
≤ 19
conferentie- en vergaderruimten
≥ 500
≤ 19
receptie
≥ 300
≤ 22
Tabel 1. Verlichtingssterkte en verblindingsbeperking in kantoorruimten overeenkomstig
NEN-EN
12464-1. 15 3
IE02 Impuls 15
04-02-2008
11:46
Pagina 4
grondbeginselen van licht en verlichting
verlichtingssterkte in de elektro-industrie (uittreksel) soort inrichting, taak of activiteit
verlichtingssterkte (lx)
verblindingsbeperking (UGR)
kleurweergaveindex (Ra)
kabel- en draadproductie wikkelen: 1. grote spoelen 2. middelgrote spoelen 3. kleine spoelen
≥ 300
≤ 25
≥ 80
≥ 300 ≥ 500 ≥ 750
≤ 25 ≤ 22 ≤ 19
≥ 80 ≥ 80 ≥ 80
impregneren van spoelen
≥ 300
≤ 25
≥ 80
galvaniseren
≥ 300
≤ 25
≥ 80 ≥ ≥ ≥ ≥
montagewerk: 1. zwaar, zoals transformatoren 2. gemiddeld, zoals schakelborden 3. fijn, zoals telefoons 4. precisie, zoals meetapparatuur
≥ 300 ≥ 500 ≥ 750 ≥ 1.000
≤ ≤ ≤ ≤
elektronicawerkplaatsen, testen, afregelen
≥ 1.500
≤ 16
25 22 19 16
Tabel 2. Verlichtingssterkte, verblindingsbeperking en kleurweergave voor werken in de elektro-industrie conform
verlichtingsinstallatie een optimale verlichting op de plaatsen, waar dit noodzakelijk is. Tegelijkertijd kan zo’n installatie kosteneffectief worden geëxploiteerd, doordat niet meer licht dan nodig is, wordt opgewekt. Bij industriële toepassingen bijvoorbeeld, waarbij een perfecte kleurweergave niet strikt noodzakelijk is, zou de keuze van lampen met een kleurweergave-index van Ra = 90 nadelig zijn; lampen met een kleurweergave
van Ra = 80 zijn voldoende en leveren bovendien een hogere lichtstroom. De ideale verlichtingsoplossing is die waarbij rekening wordt gehouden met de eisen van de klant en met alle andere factoren.
Werkplekverlichting Een goede verlichting is ook van doorslaggevende betekenis voor de uitvoering van (visuele) taken op de werkplek – in het bij-
500 lx > 500 lx gelijkmatigheid > 0,7
> 300 lx gelijkmatigheid > 0,5
> 200 lx
3,6 m
300 lx 200 lx
50 cm
4,8 m
4. Verlichtingseisen voor gebouwen. 15 4
80 80 80 80
≥ 80
NEN-EN
12464-1
zonder als we letten op de steeds toenemende gemiddelde leeftijd van de bevolking. Onderzoek naar de kwantiteit en de kwaliteit van verlichting in de laatste decennia heeft opgeleverd dat een verbetering van de verlichtingskwaliteit van een laag of gemiddeld naar een hoger niveau zorgt voor een snellere en nauwkeurigere waarneming en herkenning van objecten. Het risico op ongevallen op de werkplek daalt ook, als we ons meer bewust zijn van mogelijk gevaarlijke situaties en als een kwalitatief hoogwaardige verlichting bijdraagt aan de sfeer, oplettendheid en gezondheid van werknemers (afbeelding 3). Per slot van rekening zorgen een verminderde oplettendheid en een grotere vermoeidheid voor een flink aantal ongevallen. Naast haar effect op het gezichtsvermogen en de frequentie van ongevallen, helpt de verlichting ook bij het creëren van een stimulerende werkomgeving. Naast de ruimtelijke indeling en de vormgeving van het interieur, waaraan tegenwoordig veel aandacht wordt besteed, speelt ook de verlichting een belangrijke rol. Terwijl verlichting enerzijds de positieve designelementen accentueert, kan verlichting aan de andere kant ook de aandacht ervan wegnemen, bijvoorbeeld door een beperkte kleurweergave of door verblindingseffecten.
Verlichtingsrichtlijnen De Europese norm NEN-EN 12464-1 ‘Licht en verlichting – werkplekverlichting’ bevat
IE02 Impuls 15
04-02-2008
11:46
Pagina 5
fotowedstrijd
de verlichtingseisen voor werkplekverlichting in binnenruimten (tabel 1). De norm die sinds september 2002 van kracht is, geldt als uniforme Europese norm voor alle lidstaten in de EU, komt in plaats van heersende nationale richtlijnen en bevat richtlijnen voor verlichtingsinstallaties voor bijna alle werkplekken in binnenruimten in relatie tot de kwantiteit en de kwaliteit van de verlichting. Bovendien bevat de norm aanbevelingen voor een onberispelijke verlichtingspraktijk. De Europese norm NEN-EN 12464-1 bevat de volgende vier kwaliteitsparameters voor taken en werkzaamheden in binnenruimten (afbeelding 4): gemiddelde verlichtingssterkte (Em), gelijkmatigheid (Emin/Eav), verblindings-
Flikkeren Een kwaliteitscriterium bij lampen dat zelden in normen wordt genoemd, is de netfrequentie. Vaak klagen gebruikers over hoofdpijn die wordt veroorzaakt door het flikkeren van fluorescentielampen die zijn voorzien van conventionele 50 Hz voorschakelapparaten. Daarentegen treedt het flikkeren niet op bij fluorescentielampen, die met moderne elektronische hf-voorschakelapparaten (ongeveer 30 kHz) zijn uitgerust. We kunnen concluderen dat bij toepassing van elektronische voorschakelapparatuur er aanwijsbaar minder hoofdpijn voorkomt. Bovendien werken elektronische hoogfrequent voorschakelapparaten goedkoper en verlengen ze de economische levensduur van de lampen, in vergelijking met lampen die met conventionele voorschakelapparaten worden bedreven.
beperking (UGR) en kleurweergaveindex (Ra). Bij de industrie verschillen de verlichtings-
eisen fors. Normtabellen, zoals tabel 2 die laat zien, zijn er voor alle relevante industriële sectoren.
Fotowedstrijd ‘Zo moet het niet!’ Onder het motto ‘Zo moet het niet’ gaat Intech Elektro en ICT op zoek naar foto’s van slecht of foutief uitgevoerde installaties. Inzenders van wie de foto’s worden geplaatst in Intech kunnen rekenen op een technisch handboek van Isso ter waarde van maar liefst 245 euro. Het handboek be staat uit twee delen en bevat ruim 1.400 pagina’s aan technische kennis. Vermeldt u alstublieft kort en bondig welke fouten te zien zijn op de foto en uiteraard ook uw naam en adres. Mail of stuur uw foto’s naar: Redactie Intech Elektro en ICT ‘Zo moet het niet’
[email protected] Postbus 188 2700 AD Zoetermeer
Prijswinnaar van deze maand Erik Oudendorp, werkvoorbereider projecten bij Elektrotechniek Leertouwer, Barneveld, is deze maand de winnaar van de fotowedstrijd. Hij ontvangt het handboek Installatietechniek van Isso. Van harte gefeliciteerd namens de redactie! Oudendorp zegt: ‘De foto’s spreken voor zich. Zo hoort het niet, maar in de praktijk gebeurt het maar al te vaak. Ik kom dit soort situaties vooral tegen in monumentale panden.’ 15 5
