Vieme, čo od osvetlenia chceme?
Osvetlenie verejných pozemných komunikácií a priľahlého priestoru má prispieť k pocitu bezpečnosti chodcov, cyklistov a vodičov motorových vozidiel počas noci a poskytnúť orientáciu používateľom osvetľovacieho zariadenia v relevantnom priestore. Pri návrhu osvetľovacích zariadení treba vziať do úvahy hľadisko dennej a nočnej funkcie, šetrenia energiou, ochrany hmyzu, rušivého vyžarovania svetla do okolia a ochrany životného prostredia vôbec. Často sa však na základné funkcie osvetlenia a ich vzájomné súvislosti zabúda.
Zaistenie bezpečnosti používateľov dopravného priestoru však bolo v spojení s vhodným osvetlením dlhé roky na okraji záujmu miest a obcí. Pritom možno vo všeobecnosti konštatovať, že osvetlenie miest a obcí prispieva ku kvalite nočného života a dotvára obraz relevantného priestoru. Vzhľadom na jeho význam treba jednoznačne rešpektovať požiadavky, ktoré stanovuje norma STN EN 13201 Osvetlenie pozemných komunikácií, a riešiť ho komplexne v nasledujúcich súvislostiach.
Pri projekte osvetlenia pozemných komunikácií treba brať do úvahy celkového udržiavacieho činiteľa vypočítaného pre zvolené osvetľovacie zariadenie, klimatické podmienky a stanovený plán údržby. Kompletný plán údržby obsahuje intervaly výmeny svetelných zdrojov a predradníkov, čistenia svietidiel a spôsob čistenia. Postupy na vykonávanie fotometrických a iných meraní osvetľovacích zariadení pozemných komunikácií a príklady formulárov protokolu o skúške obsahuje norma STN EN 13201 Osvetlenie pozemných komunikácií.
Denná a nočná funkcia
Umiestnenie osvetľovacích zariadení môže spôsobiť veľké rozdiely medzi dňom a nocou.
Pre dennú funkciu sa musí vziať do úvahy:
- výber svietidiel,
- voľba upevnenia svietidiel (môže sa riešiť inštaláciou svietidiel na stožiare s výložníkom alebo bez výložníka, na závesné laná alebo priamo na budovy),
- vzhľad a farba osvetľovacích stožiarov,
- odstup a výška osvetľovacích stožiarov alebo prevesového zariadenia vo vzťahu k výške priľahlých budov, stromov a iných vyčnievajúcich objektov v zornom poli,
- poloha osvetľovacích stožiarov vo vzťahu k obrazu krajiny,
- vzhľad, dĺžka a sklon výložníkov na stožiaroch,
- sklon svietidiel.
Pre nočnú funkciu sa musí prihliadať na:
- farebný vzhľad svetla svetelného zdroja,
- stupeň podania farieb, ktorý je potrebný na vedenie vozidla, orientáciu chodcov a na identifikáciu osôb a objektov,
- montážnu výšku svietidiel,
- vzhľad svietiaceho svietidla,
- vzhľad svietiaceho osvetľovacieho zariadenia,
- optické vedenie priamym svetlom svietidiel,
- prechodné zníženie úrovne osvetlenia.
Úspory energie
Osvetľovacie zariadenie má spĺňať požiadavky na osvetlenie relevantného priestoru bez plytvania energiou. Dôležité je, aby sa pritom z dôvodu znižovania spotreby energie nezľavovalo z vizuálnych vlastností osvetľovacieho zariadenia. To vyžaduje voľbu vhodnej kombinácie technických prvkov osvetľovacieho zariadenia.
Základné prvky osvetľovacieho zariadenia môžeme deliť do týchto skupín:
- svetelné zdroje,
- predradníky,
- svietidlá,
- rozmiestnenie svietidiel,
- ovládací a riadiaci systém,
- regulácia príkonu svetelných zdrojov.
Jadro osvetľovacieho zariadenia tvoria svetelné zdroje a ich výber rozhoduje o hospodárnosti osvetlenia. Základným parametrom pre voľbu svetelných zdrojov je merný výkon a ich životnosť. Na osvetlenie verejných pozemných komunikácií a priľahlého priestoru sa používajú predovšetkým výbojky. Každý výrobca svetelných zdrojov rozdeľuje svoje výrobky do niekoľkých produktových radov, podľa pomeru ceny a výkonu. Jednu skupinu tvoria výbojky, ktoré vďaka výborným parametrom v úspore energie a spoľahlivosti počas celej životnosti minimalizujú celkové investičné náklady. V druhej skupine sú výbojky pre spotrebiteľa, ktorý má záujem okamžite zlepšiť osvetlenie pozemných komunikácií, nechce však dosiahnuť zníženie celkových investičných nákladov za cenu dlhodobej návratnosti. Tretiu skupinu tvoria výbojky určené spotrebiteľom, ktorých hodnotiacim kritériom je iba cena.
Pripomeňme, že výbojky nemôžeme zapojiť priamo na sieť, lebo by to viedlo k ich zničeniu. Preto do obvodu zaraďujeme predradník. Pri striedavom napájaní to najčastejšie býva kombinácia tlmivky a kondenzátora na zlepšenie účinníka. Kvalita predradníkov veľmi významne rozhoduje o bilancii premeny elektrickej energie na svetlo, napr. predradníky induktívneho typu sú neefektívne, pre optimálne využívanie výbojok musíme prejsť na elektronické predradníky. Elektronický predradník nahrádza pri výbojkách štandardnú výbavu svietidla (nielen tlmivku a kompenzačný kondenzátor, ale aj zapaľovač) kompletnou elektronickou napájacou jednotkou. Spotreba elektrickej energie pri jeho využití klesne o 11 až 40 % v závislosti od zvoleného prevádzkového režimu. V praxi sa veľmi osvedčil.
V sektore svietidiel neexistuje žiadne všeobecné pravidlo na ich nákup. Na trhu je veľké množstvo svietidiel v rôznych cenách a im zodpovedajúcej kvalite. Svietidlá na osvetlenie pozemných komunikácií musia zabezpečiť optický komfort, majú mať premenný výstup (stmievanie), musia disponovať potrebnou modularitou, a to najmä z hľadiska optiky, príkonu svetelných zdrojov a ďalšieho príslušenstva. Okrem toho by mali mať aj pekný vzhľad a pod. Vyššia investícia do svietidiel s lepším krytím sa môže v krátkom čase vrátiť v znížených nákladoch na prevádzku a údržbu osvetľovacieho zariadenia.
Na pozemných komunikáciách sa používajú predovšetkým osvetľovacie stožiare a prevesové zariadenia. Osvetľovacie stožiare sa vyrábajú pre menovité výšky 4 – 5 – 6 m (používajú sa na cestičky pre chodcov alebo cyklistické komunikácie). Najviac sa vyrábajú stožiare na menovité výšky 8 – 10 – 12 m. Osvetľovacie stožiare nad 12 m (od 14 až po výšku 40 m, odstupňované po 4 m) sú vhodné pre mimoúrovňové križovatky, veľké komunikačné priestory a pod. V praxi sa používa osvetľovacia sústava jednostranná (ľavostranná alebo pravostranná) – svietidlá sú na okraji komunikácie, párová (svietidlá sú po obidvoch stranách komunikácie oproti sebe), vystriedaná (svietidlá sú striedavo po obidvoch stranách komunikácie) alebo s prevesovými osvetľovacími zariadeniami (svietidlá sú zavesené na lane v osi komunikácie alebo kolmo na jej os).
Ovládací a riadiaci systém má zabezpečiť spoľahlivé a efektívne zapínanie a vypínanie osvetľovacieho zariadenia spolu s možnosťou kontroly elektrických veličín, dôležitých na ekonomické vyhodnotenie prevádzky. Najmodernejšia je kombinácia bezdrôtového zapínania pomocou mobilnej telefónnej siete s impulzom z riadiaceho počítača. Tento spôsob ovládania je schopný prechodne znížiť intenzitu osvetlenia v nočných hodinách, odpočítať na diaľku aktuálnu spotrebu elektrickej energie a pod.
Snaha o maximálnu hospodárnosť prevádzky viedla k možnosti regulácie príkonu svetelných zdrojov. Dobre a efektívne navrhnutá regulácia je schopná prevádzkovateľovi ušetriť približne 35 % nákladov na elektrickú energiu, asi o 50 % predĺžiť životnosť svetelných zdrojov a znížiť náklady na prevádzku (odpočty spotreby, opravy) približne o 10 %.
Ochrana životného prostredia
Hoci sa s tým zvyčajne nepočíta, svetlo vyžarované zo svietidiel upevnených na osvetľovacích stožiaroch alebo prevesových zariadeniach môže byť v noci pascou pre hmyz. Ten je prispôsobený svetlu mesiaca a hviezd a pri nesprávnom výbere svietidiel a svetelných zdrojov má narušený životný rytmus a ľahko stráca orientáciu. Osobitne je to zreteľné v prípade ultrafialového žiarenia a fialovomodrého svetla žiariviek a vysokotlakových ortuťových výbojok. Naproti tomu na pomarančovočervené farby svetla vysokotlakových sodíkových výbojok hmyz takmer nereaguje.
Pri vyšších živočíchoch má veľký význam pri použitom svietidle hodnota svietivosti v smere zvierajúcom s vertikálou uhol 70°. V tomto smere by napr. najvyššia hodnota svietivosti svietidiel s vysokotlakovými sodíkovými výbojkami nemala byť z hľadiska životného prostredia nad 500 cd a v prípade žiariviek asi 100 cd.
Ani nočná obloha by nemala byť ovplyvnená rušivým pôsobením osvetlenia pozemných komunikácií. Na svetlej oblohe v mestských podmienkach nevidno hviezdy ani s profesionálnym vybavením. Preto sklon svietidiel a triedy pre obmedzenie oslnenia treba prispôsobiť možnosti astronomického pozorovania a minimalizovať rušivé vyžarovanie svetla do susediacich nehnuteľností.
Životné prostredie treba zároveň chrániť pred nebezpečným odpadom zo svetelných zdrojov. Preto predovšetkým žiarivky a vysokotlakové výbojky obsahujúce ortuť nepatria do bežného komunálneho odpadu. Na zberných dvoroch a vo vybratých predajniach možno nájsť špeciálne kontajnery na separovaný zber. Škodlivá ortuť nie je v najmodernejších vysokotlakových sodíkových výbojkách a nízkotlakových sodíkových výbojkách. V každom prípade požiadavky na osvetlenie pozemných komunikácií z hľadiska životného prostredia nemožno podceňovať. To platí nielen v mestských, ale aj vo vidieckych podmienkach.
prof. Ing. Pavol Horňák, DrSc.
Foto: Miro Nemec a TechnoTeam Bildverarbeitung
Autor pôsobí ako profesor na Katedre elektroenergetiky Fakulty elektrotechniky a informatiky STU v Bratislave.
