Aktuální vydání

Číslo 4/2021 vyšlo tiskem 14. 4. 2021. V elektronické verzi na webu 3. 5. 2021. 

Téma: Inteligentní budovy; Elektroinstalace; Zabezpečovací technika

Hlavní článek
Elektrické a úžitkové vlastnosti komerčných primárnych alkalických článkov

Číslo 2/2021 vyšlo tiskem
9. 4. 2021. V elektronické verzi na webu 19. 4. 2021.

Denní světlo
Denné osvetlenie novostavby telocvične pomocou GLASSFLOOR

Příslušenství osvětlovacích soustav
DALI LINK – inteligentní a ekonomické řízení osvětlení pro samostatné místnosti
Napájecí zdroje LED s bezdrátovým rozhraním v nabídce MEAN WELL

Reakce na konstatování z 508. USNESENÍ SENÁTU PARLAMENTU ČESKÉ REPUBLIKY

8. 4. 2021 | doc. Ing. Tomáš Novák, Ph.D. | www.svetlo.info

Vážení kolegové, předem se omlouvám, že budu obtěžovat dlouhou reakcí. Dovoluji si obrátit se na Vás s prosbou o to, abyste (abychom) aktivně začali v rámci svých možností působit na své zastupitele, poslance, senátory atd.

Vážení kolegové, předem se omlouvám, že budu obtěžovat dlouhou reakcí. Dovoluji si obrátit se na Vás s prosbou o to, abyste (abychom) aktivně začali v rámci svých možností působit na své zastupitele, poslance, senátory atd. Pokuste se prosím, tedy pokud budete harmonizovat s níže uvedenými argumenty, tyto využít (popřípadě rozvinout) a edukovat naše politiky (a nejen je) tak, aby se v rámci osvětlování respektovala bezpečnost (v dopravě a také obyvatel ve městech a obcích) i estetika při naprosto samozřejmém přihlédnutí k environmentálním a zdravotním vlivům osvětlení jako takového.

K prosbě mě vede 508. USNESENÍ SENÁTU PARLAMENTU ČESKÉ REPUBLIKY z 27. schůze, konané 14. října 2020. Usnesení bylo přijato k závěrům 21. veřejného slyšení Senátu na téma „Světlo – dobrý sluha, zlý pán“. V níže uvedeném textu se budu snažit vysvětlit důvody na základě rozboru předmětného usnesení Senátu. V příspěvku budu rozebírat jednotlivá konstatování Senátu (dále jen Konstatování). Doporučeními, která jsou součástí stejného usnesení, se budu zabývat v jiném textu.

Konstatování: Světelné znečištění je novodobým, stále narůstajícím problémem, který nejen ovlivňuje kvalitu lidských životů, ale má také negativní účinky na faunu a flóru.

Reakce: Růst generování záření umělými zdroji ve viditelném (a nejen viditelném) spektru ve veřejném prostoru je problém. Nelze zpochybňovat ovlivňování nočního prostoru parazitním světlem, ale je nejdřív nutné tento jev kvantifikovat a zasadit ho do kontextu. Právě v kontextu kvality lidských životů bych si dovolil uvést příklad denního cyklu obyvatele velkoměsta a denního cyklu našeho předka, jehož chování ještě respektovalo evoluční vývoj.

Vezmeme-li denní rytmus osvětlenosti, se kterým se setkával náš předek, tak když ráno vylezl z jeskyně, ocitl se na denním světle (20 až 100 klx). Když sluníčko zapadlo, tak měl na vybranou. Buď zůstal venku a snažil se něco ulovit a pohyboval se v úrovních (0,001 až 0,25 lx), nebo si sedl k ohni (který nešel zhasnout) a pohyboval se, jedl i spal v jeskyni, kde byl oheň schopen generovat osvětlenosti v řádech 1 až 10 lx. Při vnitřních ručních aktivitách bylo nezbytně nutné si přisvítit. Předpokládám, že v rámci tohoto světelného cyklu neměl nikdo problémy se spánkem, popřípadě s cirkadiánními rytmy, protože naši předci byli synchronizováni vysokými dávkami záření.

Nyní proveďme srovnání s klasickým obyvatelem velkoměsta v naší společnosti. Ráno vstává ve svém bytě (do 200 lx), sejde po schodech (do 200 lx) většinou ještě před rozedněním, přeběhne ulici (do 50 lx), vběhne do metra (do 300 lx) a usadí se ve své kanceláři (do 750 lx), kde je do večera. Odchod domů probíhá zhruba stejně, pouze s tou změnou, že na něj při krátkém přesunu venku působí ono „světelné znečištění (opět do 50 lx)“, před kterým se jde schovat do svého příbytku s osvětlením do asi 200 lx, a v rámci těchto aktivit si pustí počítač, televizi nebo sleduje svůj chytrý telefon, což odpovídá hodnotám v oblasti 20 až 40 lx podle pozorovací vzdálenosti a jasu obrazovky.

Kde se nachází míra rušivosti? Co je „světelný smog“? Nevím.

Co vím, je, že existují evropské normy, které s  omezením rušivého světla umějí pracovat a jsou implementované i v národních normách. Proč se neuplatňují a nevymáhají, to už opět nevím. A také ještě vím, že v Ostravě, kde jsme prováděli dlouhodobá měření, se osvětlenost způsobená jasem oblohy (při většině meteorologických situací) pohybuje pod hodnotou 0,2 lx, a to ještě nevíme, jak se v těchto hodnotách dokáže projevit Měsíc, který v úplňku (při obloze „neznečištěné“ mraky a opravdovým smogem) generuje hodnotu horizontální osvětlenosti asi 0,25 lx. V přírodě se osvětlenosti pohybují ještě o řád až o dva níže, právě v závislosti na fázi Měsíce, klimatických podmínkách a blízkých umělých zdrojích světla.

Na základě uvedeného se domnívám, že nelze vytrhnout problematiku z času, prostoru, společenských vazeb, přírodních zdrojů světla a chování společnosti jako takové. Pokusme se prosím zamyslet nad výše zmíněnými hodnotami a jejich výskytem, než začneme jakýmkoliv způsobem reagovat, potažmo konstatovat.

Konstatování: V současnosti je velmi obtížné nalézt bezchybný příklad venkovního osvětlení, naopak většina je těch špatných nebo nedostatečných, které buďto nevyhovují směrovostí, nebo používají světlo s velkým podílem modré složky, případně svítí příliš silně, oslňují nebo svítí do obytných domů.

Reakce: Tímto „konstatováním“ senátoři odsoudili „většinu“ výrobců, projektantů a provozovatelů osvětlovacích soustav, ale také evropských normotvůrců nebo starostů měst a obcí, kteří spravují veřejné osvětlení, do role naprostých pitomců, amatérů a diletantů.

Jistě existují špatné osvětlovací soustavy, ale zejména v oblasti veřejného osvětlení, na které je kladen velký důraz ohledně minimalizace nákladů na provoz, jsou nově montované osvětlovací soustavy velmi sofistikované. A to jak z pohledu energetického, tak z pohledu minimalizace generování světelného toku do oblastí bez potřeby zvýšeného jasu. Pokud se bavíme o starých osvětlovacích soustavách veřejného osvětlení, které jsou morálně i fyzicky zastaralé a provozované za prahem jejich životnosti, tak to je již otázka na to, jak je tato veřejná služba financována a zda není náhodou podfinancována. Pokud se budeme bavit o dalších velmi důležitých složkách venkovního osvětlení, tak to jsou venkovní pracovní prostory, které jsou také svázány normativními požadavky a požadavky na ekonomiku provozu. U nových osvětlovacích soustav ve venkovních pracovních prostorách, potažmo venkovních sportovištích, budeme také velmi těžko hledat osvětlovací soustavu, která bude příkladem neefektivního využití elektrické energie, a tudíž i neefektivního vyzařování světelného toku mimo vytyčenou oblast. Zbývají tedy světelné reklamy, billboardy, velká obchodní centra, architektura atd., které nejsou koncipované za účelem zajištění bezpečnosti v daném prostoru a pro vykonávání dané práce, ale za účelem reklamy a prodeje. Tyto osvětlovací soustavy jsou dominantně umístěné vertikálně, a tudíž musí vyzařovat jak vodorovně, tak do horního poloprostoru (standardně 50 %). Upozorňuji, že do této kategorie patří i vánoční osvětlení a výzdoba, která je funkční nezanedbatelnou část roku. Nicméně z hlediska bezpečnosti jsou tyto soustavy zbytné a z hlediska estetiky jsou zbytné v nočních hodinách mimo otevírací hodiny.

Je nutné zdůraznit, že technické normy na omezování rušivého světla pamatují. Co ale nemohou technické normy postihnout, je jejich vymahatelnost a například i vůle orgánů státní moci, že v určitých hodinách není vhodné tyto osvětlovací soustavy provozovat. Domnívám se, že za takovýto krok by většina obyvatel poděkovala a hledal by se marně někdo se zásadními připomínkami.

V rámci „konstatování“ ještě chybí vyjádření k modré složce světla. Nejdřív je nutné začít světlem obecně. Světlo je takové záření, které je schopné vyvolat zrakový vjem. Tudíž pomocí tohoto záření přenášíme informace do mozku (přes 80 % všech informací). Pokud nebude součástí vyzařovaného spektra jakákoliv viditelná složka, tak se nemůže odrazit, a tudíž do mozku nedostáváme informace o této barvě. Jestliže tedy nebude ve spektru modrá složka, pak se například od modré značky nebo modrých kalhot nemůže odrazit, a vzhledem k tomu, že jiné vlnové délky než modrou modré materiály neodrážejí, tak v nočním dopravním prostoru vůči tmavému pozadí zůstanou stejně tmavé, a tudíž nerozpoznatelné. Možná by stálo za to, upozornit i na fakt, že v noci, při nízkých hladinách adaptačních jasů začínají fungovat v našem oku fotoreceptory (tyčinky), které jsou právě z pohledu citlivosti na kratší vlnové délky citlivější na modrou barvu (tento jev popsal známý český fyziolog Jan Evangelista Purkyně). Vzhledem k tomu, že tyčinky jsou rozmístěné dominantně v periferní oblasti, tak z hlediska včasné rozpoznatelnosti potenciální překážky přicházející do vozovky, je tato složka nezbytná. Můžu-li se dohadovat, proč je tato složka trnem v oku, tak nacházím dvě oblasti zájmů.

První oblast je astronomická. Je fakt, že krátkovlnné složky (fialová, modrá) se nejlépe rozptylují v atmosféře. Protože je ve spektru Slunce fialové málo, tak je obloha modrá a chová se jako sekundární zdroj světla. Takto to funguje i v noci a modrá složka z umělých i přírodních zdrojů při jasné bezoblačné obloze zvyšuje její jas. Nicméně onen „světelný smog“ nevzniká tak vysoko v atmosféře. On vzniká díky rozptylu světla na klasickém smogu i ostatních atmosférických jevech. Mimochodem by stálo za to, zamyslet se nad faktem, že kromě jasné oblohy, která je modrá, ostatní jevy jako mraky atd. jsou již bílé, respektive šedé. To znamená, že se ke všem částem spektra chovají stejně, tedy neselektivně. Jako druhé „mimochodem“ je nutné upozornit na fakt, že Měsíc neodřezává modrou složku z odraženého slunečního záření.

Druhá zájmová oblast je oblast fyziologická, mající vliv právě na cirkadiánní rytmy. Díky nevizuálním receptorům (nepřispívají ke zrakovému vjemu), které jsou nejcitlivější právě v modré oblasti, je snaha tuto složku potlačit. V této situaci je ale nutné si položit otázku vztahující se k intenzitám a expozicím, která již byla nakousnuta již na začátku reakce. Hygienici a lékaři používají léčbu světlem, která slouží k optimalizaci tvorby spánkového hormonu (zejména u starších lidí), popřípadě k jeho posunu při mezikontinentálních letech (jet lag). Jedná se o intenzity přes 1 000 lx a expozice v řádu minimálně desítek minut s vyzařováním zejména v oblasti modré (denní barva světla). Pokud budeme hledat v zahraniční literatuře, relevantní odkaz pracující s posunem tvorby spánkového hormonu testovaný na lidech tak, že byli ozařováni definovaným standardním zdrojem (spektrálním vyzařováním) definovanou intenzitou světla a definovaný čas, říká, že při intenzitách meších než asi 30 lx a expozicích kratších než desítky minut nedochází u průměrného pozorovatele k posunu cirkadiánních rytmů, bez ohledu na spektrální složení. Srozumitelně řečeno, řada rádoby odborníků zaměňuje vliv plošných světelných zdrojů, jako jsou displeje mobilních telefonů, tabletů či počítačů, kde je vliv na spánkové deprivace prokázaný, s vlivem veřejného osvětlení na člověka. Při pohledu na displej mobilního telefonu se musí lidský zrak adaptovat až na jasy přesahující 500 cd·m–2, oproti tomu průměrný jas pohledových ploch osvětlovaných veřejným osvětlením se v nočních hodinách pohybuje na úrovni minimálně 50krát nižší.

Konstatování: Vyšší bezpečnost přitom nemá přímou souvislost s vyšší osvětleností, ale s kvalitou osvětlení prostoru.

Reakce: Samozřejmě že kvalita osvětlení prostoru je podmínka nutná. Nikoliv však postačující. Všem, kteří „konstatovali“ a odhlasovali tuto větu, doporučuji, aby si otestovali své schopnosti například stmíváním lampičky u své postele a ověřili si, zda se jejich schopnost číst náhodou při stejných kvalitativních podmínkách a se sníženou kvantitou (tedy osvětleností) nějak nemění. Samozřejmě že mění, a to od nuly do asi 500 lx velmi významně. Když se znovu odvolám na normy, tak oněch zmíněných 500 lx (požadavek na kancelářské prostory) je hodnota, do které se rychlost přenosu informace do mozku zvyšuje strmě, a má tudíž smysl navrhovat umělé osvětlovací soustavy podle zrakových požadavků. Nad tuto hodnotu už je nárůst pomalejší a není ekonomické realizovat pro standardní zrakové úkoly umělé osvětlení s vyšší osvětleností.

Ověřte si prosím, jak se mění reakční doba řidičů (Vaše reakční doba), jestliže dojde ke snížení hladin osvětleností (jasů), a jaké to může mít z Vašeho úhlu pohledu konsekvence. Ověřte si prosím také vazbu umělého osvětlení na městské kamerové systémy a celkovou bezpečnost ve městech a obcích. V souvislosti s bezpečností doporučuji i historické poohlédnutí do Velké Británie, která se v energetické krizi v 70. letech minulého století pokusila veřejné osvětlení omezit. Velmi zajímavě působí statistiky nočních dopravních nehod a kriminality.

Konstatování: Řešením je používání osvětlení s regulovanou či omezenou intenzitou a vhodným složením vyzařovaného spektra bez minimalizace modré složky či s ní.

Reakce: Pro informaci všech se svítidla, respektive osvětlovací soustavy s možností regulace stávají standardem a zejména jejich provozovatelé se snaží co nejvíce přiblížit k onomu akceptovatelnému minimu, jež je vyjádřeno pomocí technických norem. V tomto případě se jedná o limity osvětleností, popřípadě jasů. Opět se zde v konstatování dozvídáme o vhodnosti spektra bez modré složky, zatímco všechny normy a hygienické předpisy se snaží vynutit spektrum naopak s co nejširším vyzařováním tak, abychom získávali co nejvíc informací ze svého okolí. V  oblastech zájmu amatérských astronomů (profesionálové pozorují v jiných částech spektra) a odůvodněných požadavků ochránců přírody pak je tyto požadavky nutné respektovat.

Pokusme si rozebrat význam modré složky například ve veřejném osvětlení. Pokud tato nebude přítomná ve světelném toku, nemůže se odrazit a jakékoliv modré předměty (příkazové značky, návěstidla a třeba i nejrozšířenější barva kalhot atd.) zůstávají tmavé. Tmavé předměty na tmavém pozadí jsou nerozpoznatelné, mozek o nich nedostává dostatek informací, a významně se tak snižuje rozlišitelnost chodců a překážek a zejména reakční doba přijíždějících řidičů.

Konstatování: Některá místa jsou navíc osvětlována zbytečně či neúčelně.

Reakce: Jistě, nicméně je nutné vést regulérní diskusi, která to jsou a zejména kdy jsou tato místa osvětlována zbytečně a neúčelně. Jedná se o veřejné osvětlení? Jedná se o osvětlení venkovních pracovních prostorů? Jedná se architekturní osvětlení? Jedná se o osvětlení reklam? Jedná se o vyzařování z oken kanceláří a bytů? Nebo se jedná o vyzařování automobilů? Ještě by bylo možné položit otázku, jestli se náhodou nejedná i o již zmíněný přírodní zdroj nočního osvětlení, tedy Měsíc?

Rušivé světlo mohou generovat všechny tyto světelné zdroje včetně Měsíce, který také zvyšuje jas oblohy svou modrou složkou a snižuje tak viditelnost hvězd. Když už jsme u Měsíce, tak bych si dovolili uvést jedno srovnání s veřejným osvětlením v České republice. Měsíc v úplňku generuje do atmosféry nad ČR asi 20 Glm světelného toku, zatímco celé veřejné osvětlení se svým přímým i odraženým vyzařováním je schopno vygenerovat zhruba 1 Glm. Tedy 20krát méně.

Z mého úhlu pohledu je tedy nutné pracovat se všemi umělými světelnými zdroji, které ovlivňují noční venkovní prostředí, a pracovat s nimi jak v čase, tak v prostoru. Domnívám se, že ostrakizace veřejného osvětlení, která naším veřejným prostorem prostupuje, není namístě nejen z důvodu srovnání s chováním Měsíce, ale zejména z toho důvodu, že toto zajišťuje bezpečnost nejen na komunikacích, ale celkově v intravilánech měst a obcí. Dále je také nutné vzít v potaz to, že i když je obecně veřejné osvětlení v ČR morálně i fyzicky zastaralé, tak se stále jedná o velmi sofistikovanou osvětlovací soustavu s minimálním přímým vyzařováním do horního poloprostoru.

Ke zbytečnému a neúčelnému osvětlování je nutné si uvědomit, že existují harmonizované technické normy, které vyžadují minimální akceptovatelné hodnoty pro dané zrakové úkoly, jež nelze z hlediska bezpečnosti nedodržet. Při dodržení norem má tedy velký vliv na kvalitu osvětlovacích soustav nejen projektant, ale také instituce státní správy, které se podílejí na vydávání stavebních povolení, na vydávání kolaudačních rozhodnutí a uvádění osvětlovací soustavy do provozu. Vzhledem k tomu, že většina venkovních osvětlovacích soustav je provozována subjekty za účelem dosažení zisku nebo městy a obcemi s napnutým rozpočtem, které mají tuto povinnost ze zákona, tak nelze předpokládat, že má někdo zásadní zájem jakkoliv přesvětlovat. Například ve většině obcí se veřejné osvětlení vypíná ve 23 hodin včetně průjezdních komunikací druhých a třetích tříd, což je z hlediska bezpečnosti a zákonných ustanovení nepřípustné. V takových velmi rozšířených situacích lze konstatování přeformulovat, že v obci se nesvítí „zbytečně či neúčelně“, v obci se svítí „účelově nedostatečně“.

Díky tomu, že každá osvětlovací soustava je jedinečná s jedinečnými podmínkami zrakových úkolů, má smysl regulovat pouze tehdy, když to umožňuje konkrétní situace, na základě které lze například akceptovat delší reakční dobu (například přetřídění komunikace při snížené hustotě provozu nebo při snížení povolené rychlosti) nebo jednodušší pracovní úkol (nikoliv samotné práce, ale například pouze kontrola).

Z výše uvedeného vyplývá, že dotační politika musí být komplexní. Pokud se tato bude aplikovat, musí zahrnovat veškeré osvětlovací soustavy, které jsou potenciálními zdroji rušivého světla, a zároveň respektovat fakt, že osvětlovací soustava není jen světelný zdroj, respektive svítidlo, ale celý komplex mechanických, elektrických a optických komponentů včetně napájecí soustavy a podpěrných prvků. Současné dotační tituly pokrývají pouze veřejné osvětlení, nikoliv jiné osvětlovací soustavy. Dominantní podmínkou poskytnutí státního příspěvku je pouze snížení spotřeby elektrické energie minimálně o 35 % (například program EFEKT a operační program MŽP) s uznatelnými náklady jen na výměnu svítidel a jejich ovládání. Pokud bychom si chtěli udělat rychlý odhad reálné situace s dotační politikou, tak jenom v rámci VO v ČR existuje více než 1,3 milionu svítidel. Cena svítidla se pohybuje přibližně do 10 000 korun, nicméně cena všech prvků osvětlovací soustavy obsluhujících jedno svítidlo je asi do 100 000 korun. Vzhledem ke stáří osvětlovacích soustav ve městech a obcích, počtu svítidel, životnosti prvků osvětlovacích soustav si jistě dokážete představit, v jaké situaci se daná osvětlovací soustava ve vašem městě či obci nachází, jaké jsou finanční náklady na její obnovu a jak tato čísla korespondují s dotačními tituly.

Další otázka tedy zní: Může vůbec dojít ke zlepšení stavu veřejného osvětlení?

Konstatování: Stimulem ke změně může být veřejná diskuse, všeobecná popularizace, zvyšování povědomí veřejnosti o účincích světla v noci, vhodná dotační politika státu a regulace.

Reakce: Domnívám se, že veřejnou diskusi by uvítali všichni uživatelé světla včetně odborníků. Doposud mi ale ve veřejné diskusi chybí základní důvod nočního svícení. Tedy aby lidé viděli, dokázali získávat dostatek informací ze svého okolí a mohli vykonávat své pracovní, respektive společenské povinnosti. Pokud nebudeme své aktivity (a to nejen venkovní) omezovat pouze na dobu mezi východem a západem slunce, tak (a to zejména v zimních měsících) toto světlo využívat musíme. Prosím Vás, abyste si každý jeden uvědomili, jak a kdy umělé světlo v období bez přítomnosti denního světla využíváte a jakým způsobem lze (nelze) tyto činnosti realizovat bez světla. Pokusme se zamyslet nad fungováním celé společnosti bez možnosti využití nejen umělého osvětlení a pak teprve začněme navrhovat možnosti omezení rušivého světla.

Doporučuji, abychom se nejdříve zamysleli nad smysluplným využitím současných možností ve smyslu využití nočního klidu i v oblasti světelné techniky a aplikací stávajících technických norem, které omezení rušivého světla řeší. Až po uvedení těchto kroků v život je možné začít řešit nutnost další regulace, eventuálně dotační politiky.

Shrnutí

Na základě výše zmíněného bych rád poukázal na fakt, že i když je oblast světelné techniky, díky bouřlivému rozvoji LED, v turbulentním období, tak z pohledu aplikace omezování rušivého světla je odborná veřejnost schopna vyjít vstříc reálným požadavkům, které nebudou popírat fyzikální zákony a vytvářet tlak na snižování bezpečnosti v noci.

V případě, že státní orgány začnou pracovat se stávajícími technickými normami spojenými s limity na rušivé osvětlení ve venkovním prostoru a vymáhat dodržování těchto limitů, lze dosáhnout významného omezení generování rušivého světla s minimálními finančními náklady.