Implementácia digitálnej inteligencie do svetelnotechnického projektu
Svetelná technika je jedno z najprogresívnejšie sa rozvíjajúcich odvetví techniky. Na jej dynamickom rozvoji sa okrem iného podieľajú nové materiály a technológie. Prenikajú do nej prenikajúce tenké vrstvy, mikroelektronika či výpočtová technika. V ostatných rokoch došlo k rýchlemu vývoju počítačom podporovaných metód simulácie a modelovania svetelného prostredia, čím vzrástla ponuka svetelnotechnick špecializovaných softvérov. Zvýšila sa dostupnosť výpočtovej techniky projektantom a digitálne technológie sa čoraz viac využívajú pri projektovaní osvetľovacích sústav.
Teoretické a legislatíve východiská pre návrh osvetlenia
Pri návrhu osvetľovacích sústav je potrebné rešpektovať platné legislatívne a normatívne požiadavky v rámci komplexného súboru kvantitatívnych a kvalitatívnych parametrov osvetlenia. K základným parametrom patrí nepochybne intenzita osvetlenia (osvetlenosť) a rovnomernosť osvetlenia. Rovnaká dôležitosť sa však pripisuje aj požiadavkám na oslnenie. Návrh osvetľovacích sústav si vyžaduje komplexný prístup, ktorý sa dá zvládnuť len pomocou špecifických znalostí na základe teoretických poznatkov z danej oblasti. Keďže osvetľovacia sústava pre umelé osvetlenie je súbor technických zariadení (svietidlá, svetelné zdroje, predradníky, riadiace systémy a príslušenstvo, atď.), ktorá je primárne určená na vytvorenie požadovaného svetelného prostredia, treba venovať náležitú pozornosť všetkým jej aspektom.
Ďalšou dôležitou oblasťou pri návrhovaní osvetlenia je znalosť legislatívy a noriem. Rámec mu dávajú tieto druhy dokumentov:
Legislatívne dokumenty:
- Nariadenie vlády SR č. 391/2006 Z. z. o minimálnych bezpečnostných a zdravotných požiadavkách na pracovisko
- Vyhláška MZ SR č. 541/2007 Z.z. o podrobnostiach o požiadavkách na osvetlenie pri práci
- Zákon NR SR č. 555/2005 Z. z. o energetickej hospodárnosti budov
- Vyhláška MVaRR SR č. 311/2009 Z.z., ktorou sa ustanovujú podrobnosti o výpoč-te energetickej hospodárnosti budov a obsah energetického certifikátu
Technické normy:
- STN EN 12665:2003 Svetlo a osvetlenie. Základné termíny a kritériá na stanovenie požiadaviek na osvetlenie
- STN EN 12193:2009 (36 0071) Svetlo a osvetlenie. Osvetlenie športovísk.
- STN EN 12464-1:2004 (36 0074) Svetlo a osvetlenie. Osvetlenie pracovných miest.
- Časť 1: Vnútorné pracovné miesta
- STN EN 12464-2:2009 (36 0074) Osvetlenie pracovísk. Časť 2: Vonkajšie pracoviská
- STN EN 1838:2001 (36 0075) Požiadavky na osvetlenie. Núdzové osvetlenie
Odporúčania CIE:
Medzinárodná komisia pre osvetľovanie CIE sa venuje medzinárodnej spolupráci a výmene poznatkov, ktoré sa týkajú svetelnej a osvetľovacej techniky, farby a videnia a obrazovej technológii.
Využitie simulačných programov pri návrhu osvetľovacích sústav
Návrh a výpočet osvetľovacích sústav možno realizovať rôznymi výpočtovými metódami, alebo použitím počítačových programov na návrh osvetlenia. Tie už dnes okrem svetelnotechnických výsledkov ponúkajú aj vizualizáciu osvetľovaných priestorov a projektantom umožňujú spracovať kompletnú výkresovú dokumentáciu k svetelnotechnickému projektu. Niektoré z týchto programov sú platené a ponúkajú veľkú variabilitu a objemné knižnice prvkov. Existujú aj voľne dostupné "freeware" programy, ktoré poskytujú projektantom i širokej verejnosti užitočné nástroje pre návrh a výpočet osvetlenia.
Programy môžeme rozdeliť na:
· výpočtové - výsledkom sú svetelnotechnické parametre (Dialux, Relux, Light-scape, Europic, Calculux, Winlux, Wils, ...),
· vizualizačné - výsledkom je iba (obrázok) osvetlenia (3D Studio, Auto-Cad, LightSpace, Corel Photo- Paint, ...).
V príspevku boli spracované simulácie v programoch Dialux a Relux, ktoré patria medzi voľne šíriteľné programy s možnosťou fotorealistickej vizualizácie. K dispozícií sú vo všetkých hlavných svetových jazykoch. Výstupom z programov sú informácie o parametroch osvetľovacej sústavy. Medzi najčastejšie riešené zadania patrí intenzita umelého osvetlenia, jeho rovnomernosť a jas. Programy ďalej ponúkajú grafické výstupy, ktoré prezentujú tzv. izofotické mapy, trojrozmerné scény - 3D modely, rôzne rastrové 2D a 3D grafy a pod. Tieto aplikácie umožňujú import a export do všetkých CAD programov v .dxf a .dwg formáte. Primárne slúžia na návrhovanie osvetlenia plochy a pracujú najmä s katalógovými listami v elektronickej podobe. Listy poskytujú jednotlivé firmy spoločnosti Dial a Relux, čím výrobcovia svietidiel prezentujú seba a svoje výrobky.
Programy v rámci vizualizácie ponúkajú:
· interaktívnu 3-D vizualizáciu - jednoduchý pohyb po miestnosti,
· filmy - možnosť prehliadky fotorealistickej vizualizácie svetelného výpočtu,
· vizualizácia - používanie textúry na realistické stvárnenie,
· fotorealizmus - vďaka integrovanému modulu na stvárnenie scén
· farebné odstupňovanie - poskytuje zbežný náhľad na výsledok osvetlenia aj pre komplikovanejšie usporiadanie scén,
· výsledky môžu byť vytlačené na tlačiarni alebo exportované do .pdf súboru,
· každý pohľad na scénu a každé vyobrazenie scény môže byť uložené do .jpg súboru,
· interakcia (import a export) - po ukončení návrhu osvetlenia môžu byť .dwg a .dxf súbory importované a exportované spolu s výsledkami,
· 3-D Import - vkladanie kompletných budov ako 3-D objekty.
Simulácia v programoch Dialux a Relux
Na začiatku projektovania osvetlenia v spomínaných softvéroch je potrebné názorné vymodelovanie miestností, zadefinovanie povrchov, materiálov a častí interiéru. V ďalšom kroku môžu byť zadané elementy miestnosti, ako sú okná, dvere, stĺpy, atď. Vkladanie objektov do priestoru sa realizuje presúvaním jednotlivých prvkov z projektového manažéra. Následne je možné zadefinovanie ich rozmerov, textúry, farieb a ich súradníc pre uloženie v priestore. Hlavným krokom návrhu osvetľovacej sústavy je vloženie svietidiel do projektu.
Svietidlá je možné vkladať do projektu zo špeciálnej knižnice alebo z online databáz, kde sú k dispozícií svietidlá od desiatok výrobcov a distribútorov. Po návrhu 3D modelu simulovaného priestoru nasleduje výpočet svetelnotechnických parametrov. Tieto programy dokážu na základe zadaných údajov vypočítať osvetlenosť a jas v posudzovanom priestore. Pri výpočtoch sa zohľadňujú odporúčania CIE a požiadavky najnovších európskych noriem STN EN 12464-1 a STN EN 12464-2. Po realizácií výpočtu programom vieme sledovať distribúciu svetla a predchádzať tak nevhodnému rozloženiu a chybnej inštalácii svietidiel do priestoru. Zmenou polohy svietidla alebo zámenou za iný typ či výkon, dokážeme sledovať výsledné efekty a úrovne osvetlenia. Na základe vypočítaných hodnôt je možné znázorniť tzv. izofotické krivky v simulovanom prostredí (obr. 3). Je to pomyselná rovinná alebo priestorová krivka, ktorá spája všetky body v meranom priestore, ktoré sú charakteristické rovnakou, alebo približne rovnakou hodnotou niektorej z meraných svetelnotechnických veličín.
Ďalšou z funkcií, ktorú má možnosť projektant využiť, je zobrazovanie plošných a priestorových máp osvetlenosti a jasu v priestore. Ide v podstate o 2D a 3D zobrazenia nepravými farbami, kde sa farebná škála mení na základe zmeny osvetlenosti alebo jasu. V literatúre sa môžeme stretnúť aj s pomenovaním plošná mapa resp. izofotická plocha (pre 2D zobrazenie) a priestorová mapa (pre 3D zobrazenie)(obr.4).
Na odčítanie orientačných hodnôt osvetlenosti v jednotlivých bodoch pôdorysu meraného priestoru je možné využiť 3D znázornenie rastrového diagramu osvetlenosti (obr. 5). Taktiež tieto programy projektantom ponúkajú vizualizáciu kriviek svietivosti, ktoré radíme medzi najdôležitejšie parametre svietidla, pretože udávajú spôsob rozloženia svetelného toku (obr.6 - Dialux, obr.7 - Relux).
Záver
Nové výskumy a výsledky bádaní v oblasti vplyvu svetla na ľudský organizmus a jeho psychiku boli dôvodom na vytvorenie nových noriem, predpisov a doporučení na osvetlenie vnútorných priestorov. Správne navrhnuté osvetlenie zabezpečuje požadované podmienky na vykonávanie zrakových úloh. Stále viac treba prehlbovať jeho kvalitu na pracoviskách riešením svetelnotechnických projektov. Ich výstupom sú osvetľovacie sústavy prispievajúce k zrakovej pohode človeka a v súlade s príslušnými normami a právnymi predpismi. Projektovanie v sú-časnosti možno realizovať aj modernými vizualizačnými softvérmi. Okrem svetelnotechnických výsledkov ponúkajú vizualizáciu osvetľovaných priestorov a projektantom umožňujú rýchle a jednoduchéspracovanie projektov osvetľovacích sústav bez pracných výpočtov.
Príspevok vznikol s podporou Grantovej agentúry KEGA, ktorej autori ďakujú za finančnú podporu pri riešení projektov, v rámci ktorých vznikol príspevok (KEGA 3/7422/09 Vytvorenie výskumných pred-pokladov na vypracovanie modernej vyso-koškolskej učebnice Ekodizajn v strojárstve a KEGA 3/7426/09 Tvorba didaktických pod-kladov a vydanie vysokoškolskej učebnice "Fyzikálne faktory prostredia - objektivizácia a posudzovanie" pre ťažiskové disciplíny 2. a 3. stupňa vysokoškolského štúdia environ-mentálne ladených študijných programov).
Autorský kolektív
Ing. Katarína Kevická
doc. Ing. Ružena Králiková, PhD.
Ing. Miriama Piňosová
Pridať komentár
Aktuálne vydanie
Partnerské periodiká
Copyright © 2008 TechPark, o.z. | Všetky práva vyhradené | Realizácia: Webmax