Jak dobrać oświetlenie przemysłowe do hali, magazynu lub zakładu produkcyjnego?

Dobór oświetlenia przemysłowego powinien uwzględniać nie tylko wielkość i wysokość obiektu, ale również charakter wykonywanej pracy, wymagany poziom oświetlenia, zapylenie, wilgotność, temperaturę, ryzyko uszkodzeń mechanicznych oraz ewentualne zagrożenie wybuchem. Dopiero po analizie tych warunków można dobrać odpowiedni typ, moc i sposób rozmieszczenia opraw.

Ta sama oprawa nie będzie optymalnym rozwiązaniem dla wysokiej hali produkcyjnej, niskiego magazynu, chłodni czy ciągu technologicznego, przy którym występuje pył i wilgoć. Dlatego projektowania oświetlenia przemysłowego nie warto zaczynać od pytania „ile watów powinna mieć lampa?”, a od ustalenia, jakie zadanie ma realizować oświetlenie i w jakich warunkach będzie pracować.

Elektrometal rozwija rozwiązania oświetleniowe dla zakładów przemysłowych, magazynów, infrastruktury technicznej oraz wymagających środowisk pracy w ramach swojej oferty dla przemysłu. 

Jak dobrać oświetlenie przemysłowe? Najważniejsze kryteria

Dobór oprawy przemysłowej zaczyna się od analizy obiektu, a nie od wyboru konkretnego modelu. Należy określić funkcję przestrzeni, wymagania dotyczące światła, wysokość montażu, warunki środowiskowe oraz sposób eksploatacji. W obiektach zagrożonych wybuchem dochodzi jeszcze obowiązek właściwego doboru urządzeń Ex.

W praktyce proces można uporządkować w kilku krokach:

Nie każdy z tych parametrów będzie równie istotny w każdym obiekcie. W jednej hali kluczowa może być duża wysokość, w innym zakładzie - pył, wilgoć lub podwyższona temperatura.

Najpierw należy określić, co właściwie ma być oświetlone

Oświetlenie hali powinno być projektowane w odniesieniu do rzeczywistych zadań wykonywanych w danej przestrzeni. Innych warunków potrzebuje strefa składowania, innych stanowisko montażowe, ciąg technologiczny czy miejsce kontroli jakości. Samo równomierne „rozświetlenie hali” nie zawsze oznacza prawidłowe oświetlenie stanowisk pracy.

PN-EN 12464-1:2022-01 dotycząca oświetlenia miejsc pracy we wnętrzach obejmuje wymagania związane zarówno z ilością, jak i jakością oświetlenia oraz z typowymi zadaniami wzrokowymi wykonywanymi przez pracowników.

W praktyce na etapie projektu analizuje się m.in.:

• wymagane natężenie oświetlenia,
• równomierność oświetlenia,
• ograniczenie olśnienia,
• odwzorowanie barw,
• charakter wykonywanych czynności,
• rozmieszczenie stanowisk,
• światło dzienne i jego udział w oświetleniu przestrzeni.

Dlatego dwóch hal o identycznej powierzchni nie należy automatycznie wyposażać w taki sam system oświetlenia. Hala magazynowa z regałami wysokiego składowania i hala precyzyjnej produkcji mogą mieć zupełnie inne potrzeby świetlne mimo podobnej kubatury.

Wysokość hali wpływa na typ oprawy i sposób rozsyłu światła

Im wyżej znajduje się oprawa nad powierzchnią roboczą, tym większe znaczenie mają jej strumień świetlny, optyka oraz sposób kierowania światła. W wysokich halach zazwyczaj stosuje się rozwiązania przeznaczone do montażu na dużej wysokości, natomiast niższe przestrzenie mogą wymagać szerszego i bardziej równomiernego rozsyłu.

Nie wystarczy więc porównać mocy dwóch opraw. Oprawa o większej liczbie watów nie musi lepiej oświetlać konkretnego stanowiska, jeśli jej charakterystyka świetlna jest niedopasowana do geometrii pomieszczenia.

Dobrym przykładem różnego przeznaczenia produktów jest oferta Elektrometal:

• EMLB jest przeznaczona m.in. do oświetlenia ogólnego niskich hal, przestrzeni produkcyjnych i magazynowych, przemysłowa oprawa EMLB
• EMHB została zaprojektowana m.in. z myślą o wysokich halach, wiatach, tunelach oraz przestrzeniach przemysłowych i magazynowych. przemysłowa oprawa EMHB

To pokazuje, dlaczego określenie samej powierzchni hali jest niewystarczające. Znaczenie ma jej kubatura, wysokość montażu i geometria oświetlanej przestrzeni.

Pył, wilgoć i woda - kiedy stopień IP ma znaczenie?

Stopień ochrony IP określa ochronę obudowy urządzenia przed dostępem do części niebezpiecznych oraz wnikaniem ciał stałych i wody. W środowisku przemysłowym parametr ten powinien być dopasowany do rzeczywistych warunków pracy - szczególnie tam, gdzie występuje pył, wilgoć, zachlapanie lub procesy wymagające intensywnego czyszczenia.

Oznacza to, że inna konstrukcja może być wystarczająca w suchym magazynie, a inna będzie potrzebna np. w:

• zakładzie przetwarzającym materiały sypkie,
• wilgotnej hali produkcyjnej,
• przemyśle spożywczym,
• kotłowni lub hydrowęźle,
• przestrzeni narażonej na bryzgi wody.

W ofercie Elektrometal wiele opraw przemysłowych jest projektowanych właśnie z myślą o takich środowiskach. Przykładowo przemysłowa oprawa LLS posiada stopień ochrony IP66/67 i jest przeznaczona m.in. do hal przemysłowych, magazynów i pomieszczeń o dużym zapyleniu z możliwością występowania bryzgów wody. 

Z kolei oprawa EMLG w standardowych wykonaniach posiada IP66 i znajduje zastosowanie m.in. w halach przemysłowych, magazynach, przemyśle spożywczym, farmaceutycznym i innych wymagających środowiskach. 

Wysoki stopień IP nie powinien być jednak traktowany jako uniwersalny wyznacznik „lepszej lampy”. Musi odpowiadać warunkom, w których urządzenie rzeczywiście będzie eksploatowane.

Czym różni się IP od IK?

IP i IK opisują dwa różne rodzaje odporności. IP dotyczy ochrony zapewnianej przez obudowę przed wnikaniem ciał stałych i wody, natomiast IK określa poziom ochrony obudowy przed zewnętrznymi uderzeniami mechanicznymi. W hali przemysłowej oba parametry mogą mieć znaczenie, ale odpowiadają na inne zagrożenia.

Można to uprościć następująco:

W środowiskach produkcyjnych oprawy mogą być narażone nie tylko na kurz czy wodę, lecz także na uderzenia związane z transportem wewnętrznym, pracą maszyn lub obsługą instalacji.
Przykładowo oprawa EMHB 2 Ex posiada stopień ochrony IP66/67 oraz odporność mechaniczną IK10. Są to dwa niezależne parametry: pierwszy określa ochronę obudowy przed wnikaniem pyłu i wody, natomiast drugi odnosi się do odporności na uderzenia mechaniczne.

Temperatura otoczenia może ograniczyć wybór oprawy

Oprawa przemysłowa musi być przeznaczona do pracy w temperaturach występujących w miejscu montażu. Dotyczy to zarówno obiektów chłodniczych i nieogrzewanych, jak i hal, w których proces technologiczny powoduje długotrwałe podwyższenie temperatury.

W karcie produktu nie należy więc sprawdzać wyłącznie mocy czy strumienia świetlnego. Równie istotny jest parametr Ta, czyli dopuszczalny zakres temperatury otoczenia dla określonego wykonania. 

Zakres dopuszczalnej temperatury pracy może różnić się nawet w obrębie jednego modelu oprawy. Przykładowo dla EMHB zależy on od mocy i wykonania: standardowe warianty pracują od -32°C do maksymalnie +45–55°C, natomiast wybrane wykonania HT są przystosowane do pracy w temperaturze sięgającej +75°C.

Dlatego przy doborze oprawy należy sprawdzać zakres temperatury dla konkretnego wariantu i mocy, a nie tylko dla całej rodziny produktu.

Przy LED liczy się nie tylko moc w watach

Moc elektryczna oprawy nie mówi bezpośrednio, ile światła otrzyma powierzchnia robocza. Przy porównywaniu przemysłowych opraw LED trzeba analizować m.in. strumień świetlny, skuteczność świetlną, charakterystykę rozsyłu, temperaturę barwową i współczynnik oddawania barw.

Najważniejsze parametry można rozdzielić następująco:

To właśnie dlatego porównywanie oświetlenia przemysłowego wyłącznie na podstawie mocy, np. „100 W”, „150 W” czy „200 W”, może prowadzić do niewłaściwych wniosków. Moc określa pobór energii elektrycznej, ale nie mówi jeszcze, jak efektywnie oprawa zamienia tę energię na światło ani w jaki sposób kieruje je na oświetlaną powierzchnię.

Przykładowo oprawa EMHB jest dostępna w wykonaniach o mocy od 40 do 270 W, a jej deklarowana skuteczność świetlna wynosi 155 lm/W ±10%. Przy doborze konkretnego wariantu należy jednak uwzględnić również charakterystykę rozsyłu światła, wysokość montażu i wymagania dotyczące oświetlanej przestrzeni.

Temperatura barwowa jest odrębnym parametrem: dla EMHB standardowo wynosi 4000 K ±10%, a opcjonalnie dostępne są warianty 3000 K, 5000 K i 6500 K. Wpływa ona na charakter światła, ale nie zastępuje analizy strumienia świetlnego ani skuteczności oprawy.

Jak dobrać temperaturę barwową i odwzorowanie kolorów?

Temperatura barwowa i współczynnik oddawania barw należy dobierać do charakteru przestrzeni i wykonywanych czynności. W miejscach, gdzie istotne jest rozróżnianie kolorów, kontrola jakości lub precyzyjna praca, znaczenie ma nie tylko ilość światła, ale również jego jakość.

Temperatura barwowa wyrażana w kelwinach nie informuje, czy jedna oprawa jest „mocniejsza” od drugiej. Opisuje wizualny charakter emitowanego światła. Współczynnik oddawania barw CRI (Color Rendering Index) , określany również jako Ra, opisuje natomiast zdolność źródła światła do odwzorowania barw. W wielu rozwiązaniach Elektrometalu standardowo stosowane są źródła LED o temperaturze około 4000 K, z możliwością wyboru innych wariantów w zależności od wykonania. EMLG oferuje standardowo CRI 80, a inne wartości są dostępne jako opcja.

Dobór powinien wynikać z funkcji miejsca, nie wyłącznie z preferencji wizualnej.

Oświetlenie ogólne to nie zawsze cały system oświetleniowy

W zakładzie przemysłowym oświetlenie podstawowe może być tylko jedną z warstw systemu. W zależności od obiektu potrzebne mogą być również oprawy stanowiskowe, awaryjne lub ewakuacyjne, które pełnią inne funkcje i powinny być rozpatrywane oddzielnie.

Przykładem rozwiązania przeznaczonego do oświetlenia ewakuacyjnego jest EME, wyposażona - zależnie od wykonania - w akumulator i przystosowana m.in. do wymagających przestrzeni przemysłowych o podwyższonym zapyleniu lub wilgotności. Oznacza to, że projekt oświetlenia nie powinien kończyć się na rozmieszczeniu opraw zapewniających światło podczas normalnej pracy zakładu.

Kiedy zwykła oprawa przemysłowa nie wystarcza?

Jeżeli w miejscu instalacji może występować atmosfera wybuchowa, dobór oprawy nie może opierać się wyłącznie na jej IP, IK, mocy czy odporności środowiskowej. W strefach EX wymagane są urządzenia przeznaczone do konkretnej klasyfikacji zagrożenia i posiadające właściwe oznaczenia przeciwwybuchowe.

To ważne rozróżnienie.

Oprawa o wysokim IP nie staje się przez to oprawą Ex.

Stopień IP opisuje ochronę obudowy przed określonymi czynnikami zewnętrznymi, natomiast wykonanie przeciwwybuchowe wiąże się z odrębnymi wymaganiami dotyczącymi możliwości stosowania urządzenia w atmosferze potencjalnie wybuchowej.

Jeżeli w zakładzie występują gazy, pary lub pyły mogące tworzyć atmosferę wybuchową, najpierw należy określić klasyfikację danego obszaru.

Więcej na ten temat:

• Co to jest oprawa przeciwwybuchowa?
• Jak dobrać urządzenia do strefy EX - przewodnik dla przemysłu
• Oznaczenia ATEX - jak je czytać i dobierać urządzenia

Elektrometal posiada osobną grupę przeciwwybuchowych opraw oświetleniowych przeznaczonych do różnych stref zagrożenia. 

Przykładowy dobór typu oprawy do warunków obiektu

Nie istnieje jedna oprawa przemysłowa odpowiednia dla każdego zakładu. Poszczególne konstrukcje różnią się przeznaczeniem, sposobem montażu, odpornością oraz charakterystyką świetlną. Dlatego produkt powinien być wybierany dopiero po określeniu warunków konkretnego obiektu.

Przykładowe kierunki doboru na podstawie oferty Elektrometalu:

Tabela ma charakter orientacyjny. Ostateczny dobór powinien uwzględniać parametry fotometryczne, środowiskowe oraz wymagania dla konkretnej instalacji.

Najczęstsze błędy przy wyborze oświetlenia przemysłowego

Najczęstsze problemy wynikają z upraszczania doboru do jednego parametru - zazwyczaj mocy oprawy lub jej ceny. W praktyce niedopasowanie wysokości montażu, optyki, IP, temperatury pracy czy wymagań Ex może sprawić, że pozornie odpowiednia oprawa nie sprawdzi się w danym obiekcie.

Do typowych błędów należą:

• dobór opraw wyłącznie według mocy w W, nieuwzględnienie wysokości montażu,
• brak analizy rozsyłu światła,
• pominięcie wilgotności i zapylenia,
• nieuwzględnienie temperatury otoczenia,
• traktowanie wysokiego IP jako zamiennika wykonania Ex,
• stosowanie jednego rodzaju oprawy w całym obiekcie mimo różnych funkcji poszczególnych stref,
• pomijanie oświetlenia awaryjnego lub ewakuacyjnego,
• brak weryfikacji projektu za pomocą danych fotometrycznych.

Dobór powinien więc łączyć wymagania oświetleniowe z warunkami technicznymi środowiska pracy.

FAQ - oświetlenie przemysłowe

Jak dobrać lampy LED do hali produkcyjnej?

Najpierw należy określić wymagania oświetleniowe stanowisk pracy, wysokość hali, rozmieszczenie urządzeń oraz warunki środowiskowe. Następnie dobiera się strumień świetlny, optykę, liczbę i rozmieszczenie opraw oraz ich parametry techniczne.

Czy do wysokiej hali potrzebna jest specjalna oprawa?

Wysokość montażu ma bezpośredni wpływ na dobór oprawy i jej charakterystykę świetlną. W wysokich halach stosuje się rozwiązania pozwalające skutecznie dostarczyć wymagany strumień światła na powierzchnię roboczą.

Co jest ważniejsze - lumeny czy waty?

Przy ocenie ilości emitowanego światła ważniejszy od samej mocy jest strumień świetlny i sposób jego wykorzystania. Wat określa pobór mocy, lumen ilość emitowanego światła, a lm/W skuteczność świetlną oprawy.

Jaki stopień IP powinno mieć oświetlenie przemysłowe?

Nie istnieje jeden stopień IP właściwy dla wszystkich hal. Wymagany poziom ochrony zależy od zapylenia, wilgotności, możliwości kontaktu z wodą oraz sposobu eksploatacji i czyszczenia obiektu.

Czy oprawa IP66 może być stosowana w strefie EX?

Samo IP66 nie oznacza, że urządzenie może pracować w atmosferze zagrożonej wybuchem. Do stref EX trzeba dobrać oprawę posiadającą odpowiednie wykonanie i oznaczenia dla konkretnej klasyfikacji strefy.

Czym różni się IP od IK?

IP odnosi się do ochrony zapewnianej przez obudowę m.in. przed wnikaniem ciał stałych i wody, natomiast IK określa odporność obudowy na zewnętrzne uderzenia mechaniczne.

Czy jedna oprawa może być odpowiednia do magazynu i hali produkcyjnej?

Może, ale nie należy zakładać tego z góry. O przydatności decydują m.in. wymagania świetlne, wysokość obiektu, rozkład przestrzeni oraz warunki środowiskowe.

Podsumowanie

Prawidłowy dobór oświetlenia przemysłowego wymaga połączenia dwóch perspektyw: jakości oświetlenia oraz odporności technicznej urządzeń. Oprawa powinna zapewniać wymagane warunki widzenia, a jednocześnie być przystosowana do wysokości montażu, temperatury, pyłu, wilgoci, uderzeń i innych czynników występujących w zakładzie.

Dlatego przed wyborem konkretnego modelu należy określić warunki pracy i funkcję oświetlanej przestrzeni.

W zwykłych przestrzeniach przemysłowych punktem wyjścia mogą być przemysłowe oprawy oświetleniowe Elektrometal, natomiast w miejscach sklasyfikowanych jako zagrożone wybuchem należy analizować oprawy przeciwwybuchowe przeznaczone do odpowiednich stref EX.