Iluminácia Dómu svätej Alžbety v Košiciach

Na dosiahnutie správneho osvetlenia Dómu svätej Alžbety bolo treba vytvoriť jednotný systém, zároveň však riešiť každú časť objektu individuálne. Prioritnou požiadavkou bolo použiť úsporné LED svietidlá, ktoré by sa dali ovládať a využívať podľa aktuálnych príležitostí a ktoré by dovoľovali meniť aj farebné nasvietenie katedrály.

Projekt osvetlenia
Nový projekt osvetlenia katedrály: DGA, s.r.o., pod vedením Ing. Mgr. art. Radovana Gonosa v spolupráci s Ing. arch. Máriou Kukučkovou (projekcia osvetlenia)
Svetelnotechnické parametre (podklad projektu): prof. Ing. Alfonz Smola, PhD.
Dodávateľ svietidiel iGuzzini a komunikačnej technológie: BELLATRIX, s. r. o.
Montáž svietidiel vrátane elektroinštalácie: ELTODO OSVETLENIE, s. r. o.
Odborný dohľad: Ing. Kristína Markušová, riaditeľka Krajského pamiatkového úradu v Košiciach, prof. Jozef Porubovič, vedúci tímu reštaurátorov
Vlastník: Farnosť sv. Alžbety v Košiciach zastúpená Ing. Emilom Oetterom

Koncept osvetlenia

Na výsledný charakter iluminácie katedrály mali okrem odborného návrhu projektu významný vplyv aj požiadavky investora, ktorým bolo Mesto Košice. Zároveň treba povedať, že celý projekt by sa nepodarilo zrealizovať, nebyť podpory vlastníka, Farnosti sv. Alžbety v Košiciach.

Výrazná členitosť a rozmanitosť fasád Dómu sv. Alžbety v Košiciach, veľmi pekne a bohato zdobených, vyplýva z histórie jej výstavby. Stavebným materiálom katedrály bol farebne veľmi rôznorodý pieskovec, strecha je zase pokrytá viacfarebne glazovanou škridlou. Na dosiahnutie správneho osvetlenia tak bolo treba vytvoriť síce jednotný systém, zároveň však riešiť každú časť objektu individuálne. Prioritnou požiadavkou bolo použiť úsporné LED svietidlá, ktoré by sa dali ovládať a využívať podľa aktuálnych príležitostí a ktoré by dovoľovali meniť aj farebné nasvietenie katedrály. Po­užitie svietidiel priamo na objekte Dómu bolo obmedzené len na také typy, ktoré by sa dali osadiť do škár medzi kamenné prvky najmä na zábradlí.

Aby sa splnili všetky požiadavky, po náročných prípravných prácach sa v spolupráci s architektonickým ateliérom DGA (viacnásobná obhliadka objektu, meranie činiteľa odrazu stien aj striech, modelovanie objektu na výpočet) stanovil tento koncept osvetlenia:
1.    Základné, plošné nasvietenie katedrály sa bude realizovať z okolitých budov a stĺpov.
2.    Plastické a dynamické nasvietenie významných prvkov a hlbšie zapustených fasád katedrály sa uskutoční svietidlami osadenými priamo na objekte Dómu.  Do tejto skupiny patria aj zemné svietidlá na podsvietenie jednotlivých pilierov Dómu.
3.    Na základné, každodenné osvetlenie katedrály sa vybralo teplé biele svetlo s teplotou chromatickosti Tc = 3 000 K.
4.    Využívanie farebného osvetlenia sa vymedzilo na obdobie významných príležitostí, osláv a sviatkov. Zároveň sa vzhľadom na charakter pamiatky a jej dôstojnú prezentáciu vybrali na farebné osvetlenie len časti katedrály – portály fasád, balkóny, terasy a ochodze severnej veže.

Návrh osvetlenia

K prvým fázam návrhu osvetlenia patrili dôkladná obhliadka objektu a výpočet činiteľov odrazu jednotlivých fasád katedrály. Súčasným meraním jasu L (cd/m²) a osvetlenosti E (lx) v konkrétnych bodoch fasády sa získali údaje potrebné na výpočet činiteľa odrazu, a to použitím vzťahu:
L = ρ . E/π (cd/m²; – ; lx)

Každé meranie sa niekoľkokrát opakovalo s istým vzdialenostným rozptylom v rozsahu 20 až 50 cm – účelom bolo lepšie zohľadnenie meniacej sa farby pieskovca. Pri návrhu osvetlenia sa následne uvažovala spriemerovaná hodnota činiteľa odrazu. Priemerné odraznosti fasád katedrály sú uvedené v tab. 1.

Návrh osvetlenia sa riešil výpočtovým programom RELUX (obr. 1), svietidlami iGuzzini v LED vyhotovení a krytím vhodným v exteriéri vyžadujúcom parameter IP66 a IP67. Na riadenie svietidiel sa ako najvhodnejší zvolil DMX protokol, na komunikáciu osvetľovacej sústavy sa vybrala kombinácia bezdrôtovej technológie spoločnosti Lumen Radio a klasických káblových rozvodov pre štandard DMX-RDM.

Obr. 1 Návrh osvetlenia sa riešil výpočtovým programom RELUX, vľavo severozápadný pohľad, vpravo juhovýchodný

Riešenie

Plošná iluminácia katedrály sa rieši osvetlením z okolitých budov a stĺpov existujúceho verejného osvetlenia. Snahou bolo v maximálnej miere využiť jestvujúce pozície z predchádzajúcej, dnes už nefunkčnej iluminácie katedrály. Nové pozície na okolitých budovách a jeden nový stožiar sa doplnili po odsúhlasení pamiatkovým úradom. Existujúce výškové historické stožiare sa doplnili konzolami, ktoré umožnili estetické osadenie až štyroch reflektorov v jednom rade. Spolu 39 ks reflektorov na okolitých budovách a 32 ks na stĺpoch pouličného osvetlenia umožňuje nočnú prezentáciu katedrály tak, ako ju vnímame počas bežného dňa. Na tento účel sa použili reflektory iGuzzini MAXIWOODY vybavené jedným LED COB čipom 53 W, 7 000 lm, s teplým bielym svetlom (Tc = 3 000 K). Svietidlá sú dizajnovo totožné, stmievateľné, farebne prispôsobené miestam inštalácie a líšia sa jedine optikou – Spot 8˚ alebo Flood 30˚ (obr. 2).

Obr. 2 Reflektory iGuzzini MAXIWOODY sú vybavené jedným LED COB čipom 53 W, 7 000 lm, vytvárajú teplé biele svetlo. Svietidlá sa líšia optikou – Spot 8˚ alebo Flood 30˚

Vhodnou kombináciou optík s difúzormi alebo fresnelovými šošovkami sa svetelný tok svietidiel usmerňuje na katedrálu tak, aby sa osvetlili rovnomerne všetky jej časti. Nežiaduce svetlo zasahujúce vedľajšie objekty, prípadné oslnenie po stranách sa obmedzilo clonami a klapkami.

Priamo na katedrále sa na vytvorenie plastickosti a celkovo dynamickejšieho charakteru osvetlenia použili lineárne svietidlá z produktového radu iGuzzini LINEALUCE. Rozmerovo väčšie plochy (zapustené fasády terás, hlavné portály a vysoké horné cípy) osvetľujú výkonnejšie iGuzzini LINEALUCE COMPACT (52 W, 220 V). Rozmerovo menšie iGuzzini LINEALUCE MINI (13W – 40W, 48VDC) osvetľujú strechy, prechodové balkóny a terasy severnej veže.

Akákoľvek symetrickosť na katedrále je len zdanlivá. V skutočnosti je každý rozstup na zábradlí iný, každý balkón má inú dĺžku. Aj výškovo sú jednotlivé fasády členené viac, než sa na prvý pohľad zdá. Vzhľadom na to bolo treba riešiť každú oddelenú časť fasád osobitne, inak by sa tieto „architektonické tajomstvá“ prejavili ako tmavé miesta hneď vedľa jasne osvetlených. Svietidlá s dĺžkami od 0,5 do 1,6 m sa spájali do potrebných línií a osádzali sa prostredníctvom nehrdzavejúcich konzol, ktoré zároveň umožnili ich naklápanie oproti fasáde a splnili požiadavku montáže výlučne do škár zábradlí.

Všetky lineárne svietidlá sú vo vyhotovení DMX-RDM, čo umožňuje ich riadenie a programovanie na požadované svetelné scény. Okrem monochromatických svietidiel osvetľujúcich strechy Dómu sú ostatné svietidlá v RGB-W alebo W-RGB-W vyhotovení (obr. 3). To umožňuje voľbu štandardného bieleho alebo sviatočného, farebného osvetlenia. Každá nová svetelná línia sa začína W-RGB-W typom a pokračuje potrebným počtom RGB-W svietidiel. Táto kombinácia je dôležitá vzhľadom na rovnomerné nasvietenie a elimináciu tmavých škvŕn na začiatku každej novej línie pri osvetlení bielym svetlom (obr. 4).

Obr. 3 Lineárne svietidlá Linealuce compact RGB-W, W-RGBW (vľavo), Linealuce mini RGB-W, W-RGB-W (vpravo)

Obr. 4 Začiatok línie svietidlom W-RGB-W (vľavo), začiatok línie svietidlom RGB-W

LED čipy lineárnych svietidiel sú vybavené vlastnou špeciálne upravenou šošovkou a celé svietidlo ďalším difúznym filmom. Výsledkom je wall-washer efekt s veľmi dobrou rovnomernosťou osvetlenia. Celý svetelný tok je usmernený k fasáde, pričom sa eliminuje nežiaduci svetelný smog. Na terasách katedrály sa na dosiahnutie potrebných jasov L = 10 – 15 cd/m² doplnili nastaviteľné RGB-W reflektory iGuzzini MAXIWOODY DMX-RDM 36 W, 1 800 lm, so širokou FLOOD alebo úzkou SPOT optikou (obr. 5).

Obr. 5 Maxiwoody RGB-W, FLOOD 30˚, SPOT 8˚ (vľavo),

Výklopné zemné svietidlá iGuzzini LIGHT UP PRO (30 W) s úzkou SPOT optikou na podsvietenie pilierov majú jednotlivé LED čipy s teplým bielym svetlom takisto vybavené fresnelovými šošovkami. Šošovky roztiahnu úzky svetelný lúč na celú výšku oporného piliera a zvýraznia dynamiku osvetlenia spodnej časti katedrály. Intenzitu podsvietenia pilierov oslabuje vzdialenosť zemných svietidiel od fasády, ktorú vzhľadom na význam dlažby v okolí katedrály nebolo možné upraviť. Využili sa tak len pozície zemných svietidiel z predchádzajúceho, dnes už nefunkčného, osvetlenia katedrály.

Ďalšie architektonicky dôležité detaily (reliéfy nad vstupmi, pamätník Františka II. Rákociho) sú dosvetlené malými reflektormi iGuzzini iPRO mini s rôznymi optikami, osadenými na historických lucernách pouličného osvetlenia okolo katedrály. Južný vstup s visutým svorníkom a sankustník na streche dosvetľujú ďalšie svietidlá zo série iGuzzini WOODY a MAXIWOODY.

Vizualizácie celého výsledného návrhu sú na obr. 6 a 7, hotovú realizáciu vidieť na obr 8.

Obr. 6 Vizualizácie zo severného pohľadu, hore biele osvetlenie, dole modré osvetlenie

Osvetľovacia sústava

Celkový inštalovaný príkon novej osvetľovacej sústavy je 11,3 kW, udávaná životnosť LED diód je 50 000 h L70. Farebná stabilita LED čipov Mac Adam je menšia ako 3. Mesačné náklady na prevádzku sa odhadujú na 300 €.

Posielanie riadiacich povelov sa rieši bezdrôtovou technológiou CRMX od spoločnosti Lumen Radio. Prijímače sú rozmiestnené jednak priamo na Dóme, ale aj na okolitých budovách a stožiaroch, všade tam, kde je potrebné distribuovať riadiaci signál DMX-RDM. Prijímač odovzdáva povely prostredníctvom výstupov v protokole DMX, prípadne cez DMX-DALI konverziu aj v protokole DALI. Svietidlá sú prepojené združeným káblom certifikovaným pre DMX512 protokol, ktorým sa jednak riadia a jednak napájajú. Riadenie umožňuje plné využitie výhod DMX-RDM komunikácie.

Obr. 8 Skutočná realizácia iluminácie

Nové osvetlenie, nová kultúra

Po úspešnom projekte Európske hlavné mesto kultúry 2013 – Košice je osvetlenie Dómu svätej Alžbety ďalším významným krokom na oživenie a skrášlenie Košíc. Často si totiž krásu či zvláštnosti významných stavieb uvedomíme viac pri nočnom osvetlení ako pri plnom dennom svetle. Dúfajme, že novoobjavená krása tejto národnej kultúrnej pamiatky skultúrni o čosi viac nielen mesto Košice, ale aj ľudí žijúcich v ňom vrátane návštevníkov a turistov.  

Trocha histórie
Najvýchodnejšia gotická katedrála v Európe vznikala uprostred košického námestia od konca 14. storočia. S jej stavbou sa začalo medzi rokmi 1380 a 1402, pričom dokončenie výstavby sa datuje do roku 1508. Dnes je najväčším kostolom na Slovensku s plochou 1 200 m2 a kapacitou viac než 5 000 ľudí.
Predchodcom stavby bol románsky kostol zasvätený svätému Michalovi, pravdepodobne z polovice 11. storočia. V 13. storočí sa svätá Alžbeta Uhorská (Durínska) stala nielen patrónkou mesta, ale aj novou patrónkou farského kostola. Pri tejto príležitosti bol kostol čiastočne upravený v gotickom štýle, v roku 1380 však vyhorel. To bola príležitosť na stavbu nového, okázalého chrámu, ktorý by zodpovedal významnému postaveniu stredovekých Košíc. Okolo pôvodného kostola sa začal stavať nový chrám, ktorého výstavba sa oficiálne ukončila v spomínanom roku 1508. Ďalšie roky plné viacerých nepokojov, úprav chrámu a prírodných katastrof doviedli katedrálu v druhej polovici 19. storočia do havarijného stavu. Ešte do konca tohto storočia prebehla veľká rekonštrukcia pod vedením architekta uhorskej neogotiky, profesora Imricha Steindla. Z finančných dôvodov sa však nerealizoval celý jeho projekt obnovy a katedrála získala dnešnú podobu. Centrum Košíc tak zdobí nádherná päťloďová stavba so sankustníkom a dvomi nerovnakými vežami – severnou, Žigmundovou, a južnou, nedostavanou Matejovou, nazvanou po Matejovi Korvínovi.   
Z dôvodu šetrenia sa pri poslednej rekonštrukcii použili menej kvalitné materiály, čo si pomerne rýchlo vyžiadalo ďalšie úpravy. Rekonštrukčné práce prebiehajú na katedrále priebežne od roku 1978 dodnes a konečne prišiel rad aj na nové exteriérové osvetlenie.
Zdroj: http://sk.wikipedia.org

Foto a obrázky: archív autorov

Tento príspevok vznikol s podporou Vedeckej grantovej agentúry Ministerstva školstva SR na základe zmluvy VEGA 1/0988/12 Energetická hospodárnosť osvetlenia v budovách.

prof. Ing. Alfonz Smola, PhD., Ing. Katarína Šoltésová
K. Šoltésová pôsobí v spoločnosti Bellatrix, s.r.o.

A. Smola pracuje v Ústave elektroenergetiky a aplikovanej elektrotechniky Fakulty elektrotechniky a informatiky STU v Bratislave.

Článok bol uverejnený v časopise TZB HAUSTECHNIK.