časopis z vydavatelství
FCC PUBLIC

Aktuální vydání

Číslo 4-5/2021 vyšlo tiskem
17. 9. 2021. V elektronické verzi na webu 17. 9. 2021.

Světelnětechnická zařízení
Rekonstrukce osvětlení podchodu a nástupišť vlakového nádraží Ústí nad Orlicí

Veřejné osvětlení
Osvětlení parku u Biskupství ostravsko-opavského v Ostravě
Venkovní osvětlovací soustavy a rušivé světlo
Generel verejného osvetlenia 9. časť
Environmentálne hľadiská

Generel verejného osvetlenia 6. časť

prof. Ing. Dionýz Gašparovský, PhD., Ing. arch. Beata Polomová, PhD. | www.stuba.sk

Návrhová fáza generelu osvetlenia 2 – Farba svetla a kontrast farieb

V šiestej časti série článkov o genereli verejného osvetlenia priblížime možnosti využitia farieb a kontrastu farieb vo vonkajšom osvetlení. LED technológia prináša do osvetlenia nebývalé možnosti aplikácie pestrých farieb a dynamickej variácie osvetlenia, čím dáva projektantom osvetlenia takmer neobmedzenú slobodu expresívnej tvorby. V rukách neodborníkov však tento nástroj predstavuje potenciálne riziko tzv. farebnej presýtenosti. To len podčiarkuje význam generelu verejného osvetlenia, stanovujúceho rámcové pravidlá pre osvetlenie objektov a priestorov jednotlivo aj vo vzájomných súvislostiach. Návody a odporúčania pre tvorbu generelu verejného osvetlenia vychádzajú zo smernice Medzinárodnej komisie pre osvetlenie CIE 234:2019 aplikovanej v slovenských a českých legislatívnych a technických podmienkach.

Obr. 41. Ukážka účinku rozdielnej náhradnej teploty chromatickosti pri dopade svetla na rovnaký povrch plastiky z pieskovca počas osvetľovacích skúšok: vľavo viac ako 3 000 K, vpravo 2 800 K; socha sv. Juraja, nádvorie Primaciálneho paláca, Bratislava
Obr. 41. Ukážka účinku rozdielnej náhradnej teploty chromatickosti pri dopade svetla na rovnaký povrch plastiky z pieskovca počas osvetľovacích skúšok: vľavo viac ako 3 000 K, vpravo 2 800 K; socha sv. Juraja, nádvorie Primaciálneho paláca, Bratislava

10.5 Farba svetla vo vzťahu k aplikácii

Farebné vlastnosti svetla majú na kvalitu vonkajšieho osvetlenia zásadný vplyv. Posudzujú sa prostredníctvom farebného tónu svetla a schopnosti verne zobraziť farebný vzhľad osvetľovaných predmetov. Rovnako je tu vplyv spektrálnej odrazivosti povrchu, ktorý determinuje farebné vlastnosti odrazeného svetla. Vo vonkajšom osvetlení vnímame najmä svetlo odrazené, iba v menšej miere svetlo prichádzajúce priamo zo zdrojov svetla (svietidiel), ktoré považujeme za obťažujúce, popr. oslňujúce. Náhradná teplota chromatickosti v kelvinoch vyjadruje, či svetlo vnímame ako teplé, studené, alebo neutrálne (obr. 41). Okrem bielej farby môže byť aplikované svetlo aj zo škály pestrých farebných tónov, ktoré sa popisujú prostredníctvom trichromatických súradníc, napr. v štandardnej kolorimetrickej sústave CIE 1931 (x, y).

Vo vonkajšom osvetlení donedávna ešte tradične dominovala žltá farba sodíkových výbojok s nízkou náhradnou teplotou chromatickosti 2 200 K. To sa ale postupne mení a v mnohých mestách už prevažuje biele svetlo z LED svietidiel, väčšinou teplé biele. Studené svetlo sa uprednostňuje v niektorých aplikáciách technického osvetlenia a používa sa vo vybraných prípadoch architektonického osvetlenia. V posledných niekoľkých rokoch však silnejú hlasy za obmedzenie až zastavenie používania zdrojov svetla s vyšším podielom „modrých zložiek“ spektra kvôli údajne negatívnym vplyvom na človeka, na životné prostredie a jas oblohy. Zo strany niektorých zainteresovaných subjektov sa požaduje pre verejné osvetlenie návrat k jantárovo žltej farbe (tzv. amber LED). Teplé biele svetlo je vnímané ako príjemnejšie aj zo strany obyvateľov. Tieto vplyvy sú ešte predmetom skúmania a čas ukáže, aká farba svetla bude v budúcosti uprednostňovaná vo vonkajšom osvetlení.

Schopnosť zobrazenia farieb sa vyjadruje prostredníctvom všeobecného indexu podania farieb Ra. Nízkotlakové sodíkové výbojky majú tento index rovný nule, nie sú schopné rozlíšiť žiadne farby, a hoci to boli najúčinnejšie zdroje svetla vôbec, na vonkajšie osvetlenie intravilánov sa nepoužívali. Uplatňovali sa predovšetkým na osvetlenie diaľnic a ciest prvej triedy, najmä v zahraničí (obr. 42). Na Slovensku boli určité snahy použiť tieto svetelné zdroje na verejné osvetlenie (možno ich nájsť napr. na hlavnej ceste vo Veľkej Lomnici), ich svetlo je však také nepríjemné, že okrem relatívne vysokej účinnosti neexistuje žiadna motivácia na ich širšie použitie. Okrem toho merný výkon súčasných LED svietidiel konkuruje nízkotlakovým sodíkovým výbojkám, pričom LED zdroje produkujú svetlo s podstatne lepším indexom podania farieb – najmenej 70. Posledné nízkotlakové sodíkové výbojky boli vyrobené v roku 2019 a dnes už nie sú dostupné na trhu. Vysokotlakové sodíkové výbojky majú index podania farieb Ra 20 až 22, už sa však používajú len na zvláštne účely (v poľnohospodárstve), príp. na výmenu výbojok v existujúcich svietidlách a svetlometoch, k dispozícii sú ale aj zodpovedajúce LED náhrady.

Obr. 42. Osvetlenie diaľnice A3 medzi mestami Bruxelles a Liège (Belgicko) nízkotlakovými sodíkovými výbojkami 2006
Obr. 42. Osvetlenie diaľnice A3 medzi mestami Bruxelles a Liège (Belgicko) nízkotlakovými sodíkovými výbojkami 2006

Referenčnou farbou objektu je farba, ako ju vnímame v podmienkach denného svetla. Spektrum denného svetla sa však mení tak počas dňa, ako aj v priebehu roka. Ak sú predmetom osvetlenia objekty s rôznou farbou povrchu (obr. 43) a je treba tieto farebné diferencie vyzdvihnúť, možno to dosiahnuť použitím rôznych svetelných zdrojov (obr. 14). Niektoré typy výbojových zdrojov svetla vo všeobecnosti nevytvárajú dobré podanie farieb, pre určité farby materiálov sa dali napriek tomu vhodne použiť – napr. žlté alebo okrové farby sa dobre podávajú vo svetle vysokotlakových sodíkových výbojok (obr. 44). Naopak s týmito svetelnými zdrojmi sa modré povrchy zdajú výslovne fádne až nevábne. Súčasné LED zdroje s bielou farbou svetla sú schopné vytvárať chromatickosť osvetľovaných povrchov oveľa konzistentnejšie a v širšom rozsahu farieb ako ktorýkoľvek iný bežne dostupný svetelný zdroj.

Obr. 43. Rôzna odrazivosť historických povrchov vedľa seba prezentuje večer iný obraz ako cez deň; tu je viac dramatický v rozdielnych fasádach omietaného vs. neomietaného muriva, čo je v tomto prípade pozitívum, zároveň prichádza nová situácia v historických prostrediach: klasické sodíkové osvetlenie ulíc tvorilo svojou farbou vyčlenenú vlastnú uličnú sieť oproti architektonickému okoliu, čo pri nových LED zdrojoch nebude také zreteľné
Obr. 43. Rôzna odrazivosť historických povrchov vedľa seba prezentuje večer iný obraz ako cez deň; tu je viac dramatický v rozdielnych fasádach omietaného vs. neomietaného muriva, čo je v tomto prípade pozitívum, zároveň prichádza nová situácia v historických prostrediach: klasické sodíkové osvetlenie ulíc tvorilo svojou farbou vyčlenenú vlastnú uličnú sieť oproti architektonickému okoliu, čo pri nových LED zdrojoch nebude také zreteľné

Obr. 44. Farebný kontrast sodíkových výbojok zdôrazňujúci lodžie vežovej časti budovy pri osvetlení hladkých fasád teplým bielym svetlom halogenidových výbojok; budova mestského úradu v Dunajskej Strede
Obr. 44. Farebný kontrast sodíkových výbojok zdôrazňujúci lodžie vežovej časti budovy pri osvetlení hladkých fasád teplým bielym svetlom halogenidových výbojok; budova mestského úradu v Dunajskej Strede

Svetlo pestrých farieb je vhodné na osvetlenie materiálov v situáciách, kde by pomohlo charakter takýchto povrchov zdôrazniť alebo vyzdvihnúť z pozadia (obr. 45). Červeným svetlom je možné efektívne osvetliť múr z tehál, pod zeleným svetlom budú porasty a tráva svieže, pri modrom svetle vodné plochy získajú hĺbku a priezračná voda fontán získa viditeľnosť. S farbou svetla sa úzko spájajú aj klimatické asociácie a v daných podmienkach, či aplikáciách, sa môžu vytvárať preferencie pre výber farby svetla. Svetlo s výraznejším spektrálnym zložením v prospech dlhších vlnových dĺžok vytvára pocit tepla, svetlo posunuté k modrým vlnovým dĺžkam navodzuje dojem chladu. Pri voľbe (náhradnej) teploty chromatickosti a farebnosti svetla (farebného tónu) netreba zabúdať na požiadavky na ochranu nočného ekosystému, nielen v environmentálne citlivejších oblastiach krajiny, ale napr. aj v mestskom parku a pod.

Treba mať na pamäti aj kultúrne rozdiely, resp. vyjadrenie kultúrnej charakteristiky miesta, ktorá môže byť vnesená do večerného obrazu. Existujú aj iné možné preferencie použitia farebného svetla alebo tónovaného bieleho svetla pri trvalých inštaláciách. Jednou je oblasť iluminácie kultúrneho dedičstva. Rozdielna náhradná teplota chromatickosti môže napr. zámerne vyjadriť rozdielnu úlohu objektov, čím napomôže prehľadnej interpretácii a správnemu pochopeniu súčastí areálov alebo súčastí mesta (obr. 46). Jemné vnesenie kontrastnej farebnosti na trvalú „bielu“ ilumináciu musí však byť regulované, aby nepôsobilo kontraproduktívne. Inou situáciou je večerná aplikácia národných farieb na nefarebných povrchoch, resp. fasádach významných budov. Sem možno priradiť aj tradičné názvy objektov nesúcich farebnú charakteristiku. Ďalším prípadom sú prejavy korporátnej identity, ktorá potrebuje byť viditeľná a jednoznačne identifikovateľná aj večer. Toto uplatňujú najmä moderné budovy, napr. banky (obr. 9).

Obr. 45. Výrazný farebný kontrast iluminovanej fasády budovy v zóne nočnej zábavy v Amsterdame (Holandsko)
Obr. 45. Výrazný farebný kontrast iluminovanej fasády budovy v zóne nočnej zábavy v Amsterdame (Holandsko)

Obr. 46. Pri rovnakom osvetlení okenných otvorov je pre celkový vnem z objektu dôležitá vonkajšia plošná iluminácia (vľavo bez nasvetlenia, vpravo teplá biela farba); náhradná teplota chromatickosti v oknách a ich rovnaký kompozičný model osvetlenia zabezpečujú vizuálnu jednotu prostredia; v tomto zmysle je generel pre ohraničenú zónu základom pre realizácie, ktoré sa môžu uskutočňovať postupne, Leuven (Belgicko)
Obr. 46. Pri rovnakom osvetlení okenných otvorov je pre celkový vnem z objektu dôležitá vonkajšia plošná iluminácia (vľavo bez nasvetlenia, vpravo teplá biela farba); náhradná teplota chromatickosti v oknách a ich rovnaký kompozičný model osvetlenia zabezpečujú vizuálnu jednotu prostredia; v tomto zmysle je generel pre ohraničenú zónu základom pre realizácie, ktoré sa môžu uskutočňovať postupne, Leuven (Belgicko)

10.6 Kontrast farby svetla

Keďže odrazivosť povrchu zásadným spôsobom určuje jeho jas, pri navrhovaní celkového výrazu iluminácie riešenej budovy treba dôkladne zvážiť odrazný charakter jeho povrchu (spektrálny činiteľ odrazu, difúznosť). O to viac bude rad budov s rôznymi povrchmi v prípade rovnomerného osvetlenia pôsobiť kontrastne. Tieto zistenia treba následne vyhodnotiť v rámci sledovanej zóny. Tu je príležitosť sa rozhodnúť, či a ako efektívne odhaliť budovu vo vzťahu k jej okoliu a ako čo najúčinnejšie zdôrazniť jej želanú pozíciu v nočnom obraze mesta. Odrazivosť fasád má vplyv aj na energetickú náročnosť osvetlenia, o čom ešte budeme písať v pokračovaní tohto článku.

Popri rozdieloch v jase sú farebný charakter osvetlenia a najmä náhradná teplota chromatickosti účinnými nástrojmi na vytváranie kontrastov a prispievajú ku kreovaniu vizuálnej odlišnosti a hierarchie v rámci osvetlenia či už jednotlivej budovy (obr. 47), alebo skupiny budov alebo objektov v panoramatickom súbore (obr. 48, obr. 49). Už relatívne malé rozdiely v náhradnej teplote chromatickosti svetelných zdrojov dokážu dosiahnuť určitý stupeň kontrastu. Buď je zámerne želaný ako dôraz, alebo ho ako neželaný produkt treba eliminovať.

Obr. 47. Farebný kontrast rozdeľuje hmotu jedného objektu na dve optické časti; kaplnka rod. Konkolyovcov v Hurbanove
Obr. 47. Farebný kontrast rozdeľuje hmotu jedného objektu na dve optické časti; kaplnka rod. Konkolyovcov v Hurbanove

Obr. 48. Iluminácia mestskej zvonice v Hurbanove modrým svetlom žiariviek v kontraste s teplým bielym osvetlením sochy sv. Jána Nepomuka vpravo; v súčasnosti je budova zvonice nadstavaná o jedno podlažie a má novú ilumináciu
Obr. 48. Iluminácia mestskej zvonice v Hurbanove modrým svetlom žiariviek v kontraste s teplým bielym osvetlením sochy sv. Jána Nepomuka vpravo; v súčasnosti je budova zvonice nadstavaná o jedno podlažie a má novú ilumináciu

Obr. 49. Kontrast neutrálnej a teplej bielej farby svetla pri osvetlení renesančnej budovy Paláca kniežacích biskupov (koniec 16. storočia) a jeho okolia v meste Liège (Belgicko)
Obr. 49. Kontrast neutrálnej a teplej bielej farby svetla pri osvetlení renesančnej budovy Paláca kniežacích biskupov (koniec 16. storočia) a jeho okolia v meste Liège (Belgicko)

Použiť osvetlenie s nasýteným (saturovaným), alebo tónovaným sfarbením? To je otázka, ktorú treba dôkladne zvážiť. Pestrosť farebných tónov je skutočne silným prvkom nočného obrazu (obr. 50, obr. 51). Ak sa použije vhodne a citlivo, bude pôsobiť ako príjemný doplnok k bielemu svetlu. K prezentácii objektu v nočnom prostredí prinesie prvok pôvabu a prekvapenia (obr. 45, obr. 48). Možno sa však stretnúť aj s opačným výsledkom, keď v dôsledku prehnaného využívania farebných nástrojov (väčšinou kvôli neodborným zásahom do procesu plánovania a návrhu osvetlenia) vzniká disproporcionalita a napätie medzi susediacimi objektami a nadmernú pozornosť púta samotné osvetlenie na úkor objektov. Okrem toho hojné používanie pestrofarebného svetla čoskoro unudí a stratí svoju zaujímavosť. Ponuka farebných LED je veľmi široká a cenovo sú dostupné, čo zvádza k ich inštalovaniu aj tam, kde nie sú vôbec potrebné. Okrem statického osvetlenia umožňujú aj dynamické zmeny farieb, ktoré sa v niektorých prípadoch hodia, napr. príležitostne situácie. Takéto dynamické režimy by mali byť vopred definované a aj pri výnimočných okolnostiach by mali existovať rámce na ich implementáciu. Po príchode farebnej a dynamickej LED technológie na trh bolo možné sa často stretnúť so zbytočným „zneužívaním“ farieb a ich regulácie, a to v nekontrolovanom súkromnom aj komerčnom sektore (vo verejnom sektore iba zriedka). Zafungoval však efekt psychologického útlmu a snáď okrem svetelnej výzdoby príbytkov v rezidenčných štvrtiach počas vianočnej sezóny, čo ale nie je trvalá inštalácia iluminácie, je dnes už trend osvetlenia pestrými farbami striedmejší. V pestrofarebných aplikáciách náhradná teplota chromatickosti nemá zmysel a farbu svetla svetelného zdroja treba vyjadriť prostredníctvom trichromatických súradníc, predovšetkým v sústave (x, y) podľa CIE 1931.

Obr. 50. Iluminácia mosta Fragnée cez rieku Meusu v meste Liège (Belgicko) výraznou modrofialovou farbou upriamuje pozornosť návštevníkov mesta na jeden z ústredných prvkov mestskej architektúry
Obr. 50. Iluminácia mosta Fragnée cez rieku Meusu v meste Liège (Belgicko) výraznou modrofialovou farbou upriamuje pozornosť návštevníkov mesta na jeden z ústredných prvkov mestskej architektúry

 
Obr. 51. Farebné akcenty priečelia na historickom námestí s plynúcim dynamickým účinkom meniacich sa sýtych tónov; pozornosť priťahuje náhodilá zmena farieb, ako ojedinelé farebné osvetlenie pôsobí iluminácia v danom mikropriestore narúšajúco; Leuven, (Belgicko)

V našich podmienkach je použitie pestrých farieb a dynamiky v medziach prijateľnosti do tej miery, že sa nepovažuje za rušenie, či dokonca obťažovanie. Iný je prípad komerčných centier v obchodne či priemyselne rozvinutých ázijských krajinách, pre ktoré býva pestrosť až gýčovitosť charakteristickou črtou, ktorá neobchádza ani vonkajšie osvetlenie. Tejto problematike sa teraz pojednanie nebudeme venovať, uveďme však, že sa aktuálne skúma v Medzinárodnej komisii pre osvetlenie CIE, v technickej komisii TC4-58 Rušivé svetlo z pestrofarebného a dynamického osvetlenia.

Je zrejmé, že v niektorých oblastiach mesta má farebné a dynamické osvetlenie svoje miesto. Určite je svetelná pestrosť vhodná v oblastiach zábavy, kde sú sústredené diskotéky, bary, kiná (obr. 45), dá sa o ňom uvažovať v širšom komerčnom centre mesta, ale nie je vhodné v rezidenčných štvrtiach a obytných predmestiach ani v historickom jadre mesta. Naproti tomu jemne tónované farby a pomalé, plynulé zmeny možno považovať za prijateľné i vhodné, ak sú odôvodnené, preverené návrhom a schválené v genereli.

Generel verejného osvetlenia nemá potláčať použitie farebného svetla a dynamiku osvetlenia alebo mu brániť. Má však zaistiť, aby farby a dynamika boli správne uplatnené a vnímané a taktiež rešpektované okolím. Generel verejného osvetlenia má dať jasný návod a limity na použitie farieb vo vonkajšom osvetlení v jednotlivých zónach. Hľadiská uplatnenia farebného svetla sú veľmi dôležitou zložkou prípravy generelu.

prof. Ing. Dionýz Gašparovský, PhD., FEI STU v Bratislave,
Ing. arch. Beata Polomová, PhD., FAD STU v Bratislave

dionyz.gasparovsky@stuba.sk, beata.polomova@stuba.sk

Foto©: Dionýz Gašparovský (obr. 42, 44 až 45, 47 až 50), Beata Polomová (obr. 41, 43, 46, 51)

Literatúra:
[1] CIE 234:2019. A Guide to Urban Lighting Masterplanning.
[2] CIE 094-1993. Guide for Floodlighting.

 

Generel verejného osvetlenia 5. časť