Osvětlování vertikálních květinových zahrad v interiérech

Ing. Stanislav Haš, CSc., Agroenergo, Ing. Dagmar Hillová, PhD. | Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre, Fakulta záhradníctva krajinného inžinierstva

 

Význam květin v interiéru

Od 70. let minulého století se začínají uplatňovat zcela nové myšlenky ohledně rostlin a důvody pro jejich umísťování v interiérech. Byl založen celosvětový projekt Plants for People, rostliny pro člověka. V rámci tohoto projektu jsou studovány a cílevědomě uplatňovány přímé vlivy rostlin na fyzikální stav prostředí a na psychiku lidí v interiéru. Rostliny pomáhají zvyšovat vlhkost vzduchu a snižovat obsah oxidu uhličitého v interiérovém prostředí, pomáhají udržovat dobrý zdravotní stav, náladu, dobrou pohodu a invenci lidí. To se příznivě projevuje na poměru lidí k práci, na jejich výkonnosti. Zmíněné skutečnosti potvrzuje řada výzkumných prací, které byly v této oblasti realizovány.

Obr. 1. Přepočet vertikální osvětlenosti na střední osvětlenost rostlin

Uvedené vlivy se v plné míře projevují tam, kde jsou rostliny ve výborném zdravotním stavu a optimálně osvětleny. Důležité je též jejich patřičné architektonické včlenění do prostoru, jejich skladba, barevnost, jas. Podstatné je i jejich umístění v příhodných estetických nádobách.
Rostliny se umísťují samostatně, ale stále častěji ve vhodně sladěných skupinách na různých podestách, na podlaze nebo ve žlabech vytvořených v podlaze, ve ver tikálních rámech jako paravány trvalým stanovištěm nebo pojízdných, ale též jako květinové obrazy na stěnách nebo jako velkoplošné vertikální květinové zahrady (zelené stěny).

Vertikální květinové zahrady jsou vytvářeny zejména v různých veřejně přístupných prostorách, v restauracích a kavárnách, v předsálí divadelních a koncertních budov. Zvláštní význam je jim přikládán v komerčních a bankovních prostorách, kde mají zaujmout klienty, kteří přicházejí k obchodním jednáním.
Příjemné přírodní prostředí, které zelená stěna navozuje, uvádí klienty do klidné atmosféry, vede je k duševní pohodě, k soustředění, k mobilizaci myšlení pro dosažení optimálních výsledků nadcházejícího jednání a k potlačení stresu a nervozity při delším čekání na jednání.

Obr. 2. Osvětlovací soustava vertikální zelené stěny s reflektory (Capita Land, Singapur)

Hodnocení osvětlenosti květinových záhonů

Světelné poměry osvětlovaných květin je třeba hodnotit jednak z hlediska zajišťování jejich biologických procesů, jednak z hlediska zrakového vnímání člověka. Převážná část květinových výzdob je dnes sestavována z rostlin s nižší světelnou náročností, 300 až 800 lx. Takových hodnot lze v interiéru dosahovat v blízkosti prosklených otvorů. Pro kvalitní zrakové vnímání rostlin ale takové intenzity osvětlení nestačí.
Ve světelné technice jsou světelné poměry zpravidla hodnoceny na vodorovných, v některých případech i na svislých rovinách. Podle této zvyklosti jsou i údaje o osvětlení rostlin udávány pro vodorovné roviny. To je ovšem nesmyslné, protože vodorovných ploch mají rostliny velmi málo. Pro hodnocení biologických procesů je třeba považovat rostliny za prostorová tělesa a fotobiologicky aktivní ozářenost hodnotit jako průměrnou hodnotu ozářeností všech různě postavených ploch rostlin. Ve [3] bylo uvedeno, že je přijatelné hodnotit intenzitu ozáření jako průměrné (střední) ozáření kulového vrchlíku, jehož osa se stále natáčí do směru přicházejícího fotosynteticky aktivního (asimilačního) záření.

Pro průměrnou ozářenost rostliny E_eSS vyhovuje vztah

kde E_e^ je ozářenost na rovině kolmé k dopadajícím paprskům.
V pobytových interiérech jsou pro doplňkové fotosynteticky aktivní ozařování používány světelné zdroje, které zároveň slouží ke zlepšení zrakového vnímání člověka. Proto jsou při výpočtech i v běžné mluvě používány fotometrické pojmy, veličiny a jednotky (intenzita osvětlení, osvětlenost, svítivost, světlo). Při výpočtu osvětlenosti vertikálních zelených stěn je zpravidla počítána osvětlenost na svislé rovině E_v:



kde znaky veličin jsou podle obr. 1. Při výpočtech horizontální nebo vertikální osvětlenosti závisí její hodnota na velikosti úhlu dopadu světla b na rovinu s výpočetním bodem. Při výpočtu průměrné osvětlenosti na sférické ploše se tento úhel neuplatní. Výsledkem řešení je tedy:



Je-li k dispozici výpočtem získané světelné pole od umělých světelných zdrojů (bez hodnot odraženého světla) o m sloupcích a n řadách, pro každou řadu výpočetních bodů postačí počítat jen s úhlem dopadu b v rovině svislé osy každého svítidla a pak je

kde
e je kolmá vzdálenost svítidla od stěny,
c_n svislá vzdálenost výpočetního bodu od paty kolmice vedené středem svítidla na rovinu zelené stěny.

I člověk vnímá rostlinu jako prostorový útvar, takže způsob hodnocení průměrné intenzity osvětlení je vhodný i pro zrakové vnímání.

Obr. 3. Osvětlovací soustava vertikální zelené stěny s vestavěnými stropními svítidly (Club Med, Paříž)

Zásadní pravidla pro osvětlování rostlin

Skutečné světelné podmínky z hlediska dobrého zrakového vnímání člověka ovšem nelze hodnotit intenzitou osvětlení. Člověk vnímá jen světlo, které přichází do jeho oka, tedy světlo, které se odrazí od pozorovaného objektu. Podstatnou vlastností každého objektu pro jeho vizuální vjem je jeho jasnost. Příslušnou fotometrickou veličinou je jas (značí se L), hodnocený jednotkami kandela na metr čtverečný (cd/m2).
U rozptylně odrážejících povrchů je jas závislý na intenzitě osvětlení E a na činiteli odrazu světla ρ pozorovaného předmětu:

Jas, který má vydávat předmět, aby ho člověk dobře viděl, je závislý na velikosti pozorovaného detailu d a na vzdálenosti pozorování D. Kritériem dobrého vidění je tzv. poměrná pozorovací vzdálenost δ

 

Má-li mít rostlina na člověka hluboký psychologický vliv, musí ji člověk dobře vidět a vnímat i všechny její části: listy, jejich kresbu, ale i řapíky, stvoly, detaily jejích květů, tedy části zhruba o rozměrech od 5 mm. Při předpokladu, že člověk rostlinu pozoruje ze vzdálenosti 1 m, je poměrná pozorovací vzdálenost δ = 200. Pro tuto hodnotu doporučují normy volit intenzitu osvětlení E = 300 lx. Normy stanovují hodnoty pro pracovní činnosti, kdy se předpokládá, že pozorované předměty mají činitel odrazu 0,7 až 0,8. Jas takových předmětů je 80 cd/m2. Pozoruje-li člověk při uvedené intenzitě osvětlení rostlinu, jejíž činitel odrazu je 20 %, její jas je jenom 20 cd/m2.


Obr. 4. Nevhodné nasvětlení stropu nad zelenou stěnou (DDB headquarter, Paříž)

Minimální hodnota jasu, který je příjemný pro zrakové vnímání a který nezpůsobuje únavu zraku, je 65 až 80 cd/m2. Pro dosažení takového jasu u rostlin musí být intenzita jejich osvětlení alespoň 1 000 lx.

Se zvětšující se poměrnou pozorovací vzdáleností požadavky na dobré osvětlení rostou. Při pozorování rostliny ze vzdálenosti 5 m se zvyšuje požadavek na jas rostlin na 120 cd/m2. Z toho plyne, že osvětlenost zelených stěn má být ve větší výšce větší. Pro dobrou světelnou pohodu a příznivé psychologické působení rostlin nestačí ale jen uvedené hodnoty jasů. Je třeba ještě zajistit, aby květinové výzdoby nebyly jasově monotónní. Květina musí působit svými barvami, tvarem, rozmanitostí.

Je-li objekt osvětlován jen denním světlem, které je v interiéru převážně rozptýlené, nevytvářejí se žádné ostré stíny, vytrácejí se vjemy pro prostorovost, rostliny se jeví jako ploché, nevýrazné a ne zajímavé objekty, které nepoutají pozornost člověka. Větší plochy takto osvětlovaných rostlin pak působí až depresivně, jako pohled do neznámého tmavého prostoru a při delším pobytu člověka vedou k únavě jeho zraku.

Do jisté míry lze jasovou rozmanitost zajistit střídáním rostlin s různými odstíny listů, s listy jednobarevnými a bíle nebo žlutě panašovanými nebo zbarvenými do různých odstínů červené, s barevnými listeny a květy. V této souvislosti je dobré se zmínit i o schopnosti zraku vidět v širším zorném poli žlutou a modrou barvu.
Květinová stěna, která má po stranách květiny se žlutými nebo modrými odstíny, se lidskému oku vždy jeví širší, prostornější, vyvolává u člověka pocit větší volnosti.
Rozložení rostlin ve stěně ale zpravidla má svou ideu, splňuje určité představy jejího autora. A tyto představy vůbec nemusí být v souladu s požadavkem na jasovou rozmanitost. Ale i kdyby v souladu byly, působí květinová plocha osvětlená jen denním rozptýleným světlem jako louka při zamračeném počasí. Ale to není dobré, neboť květinové výzdoby mají působit optimisticky, jako rozkvetlé louky v plném slunečním světle. K zajištění takového stavu je třeba téměř všechny interiérové zelené stěny osvětlovat umělými světelnými zdroji.

Obr. 5. Jasové zarámování zelené stěny (Credit du nord heat ofice, Paříž)

Aby květinové výzdoby působily optimisticky, musí být ve zcela přirozených barvách – tak, jako by byly osvětleny sluncem. Při umělém osvětlení je proto důležitá teplota chromatičnosti a index podání barev světelných zdrojů. Pro účinné psychologické působení rostlin na člověka je třeba, aby se spektrum zdrojů co nejvíce blížilo spektru Slunce a oblohy. Teplota chromatičnosti takového světla je vyšší než 4 000 K, tedy s větším podílem krátkovlnného záření modré oblasti spektra. Aby umělé světlo co nejvěrněji vyjadřovalo všechny barvy a jejich odstíny, musí být jeho index podání barev vyšší než 80.

Světelné zdroje pro osvětlování rostlin by měly mít barvu světla nejméně 840, lépe 940, bývá označována jako neutrálně bílá.

Tam, kde je vysoký podíl denního světla, je vhodná barva světla až 860 nebo 960, označována je jako chladně bílá nebo denní. Světlo s teplotou chromatičnosti nad 4 000 K má příznivý vliv i na cirkadiánní cykly člověka, které řídí jeho chování v průběhu jednoho dne. Pro pracovní schopnosti jsou velmi důležité cykly tvorby enzymu melatoninu, tzv. spánkového hormonu. Ten se tvoří s nadcházející nocí a odbourává se s nadcházejícím dnem.


Obr. 6. Jasová pasparta zelené stěny (Club House Vertical Garden le Valais, Hongkong)

Jeho činnost je spektrálně závislá, zelená a zejména modrá barva vedou k jeho odbourávání. Světelné zdroje s teplotou chromatičnosti nad 4 000 K i v průběhu krátkého působení významně ovlivňují rychlé probuzení a rychlý nástup k aktivnímu myšlení a práci člověka. Z tohoto hlediska je důležité osvětlovat takovými zdroji i zelené vertikální stěny, které jsou umístěny ve vstupních prostorách objektů.

Zelené stěny musí mít především horní osvětlení, které podporuje zachování přirozených podmínek vývoje rostlin a jejich tvarového uspořádání. Všechny dobře profesionálně osvětlené zelené stěny jsou opatřeny poměrně hustě rozmístěnými svítidly (s roztečí 0,3 až 0,6 m). Vyšší stěny jsou vždy osvětlovány reflektorovými svítidly o úhlu poloviční svítivosti 6 až 12°, u nižších stěn je tento úhel do 25° (obr. 2). K osvětlení nižších stěn jsou voleny buď také světlomety nebo vestavěná stropní svítidla (obr. 3). Vestavěná svítidla obvykle nelze použít v kazetových stropech. Tam je nutné svítidla instalovat v souladu s uspořádáním kazet; nelze dodržet umístění podle světelnětechnického výpočtu pro osvětlení stěny.

Svítidla se umísťují vždy nad horní úrovní stěny nebo na ní, obvykle ve vzdálenosti 0,8 až 1,5 m před plochou stěny. Je třeba je směrovat tak, aby osvětlovala především zelenou stěnu, a nikoliv její okolí.

Obr. 7. Světelné zvýraznění zelené stěny (Icon Hotel Vertical Garden and Stairs, Hongkong)

Má-li okolí stěny velký jas, oko člověka se automaticky soustředí na toto místo a estetický a psychologický efekt stěny je potlačen. Jinak ale působí rovnoměrně osvětlená svislá stěna nad zelenou stěnou, kdy je vytvořena iluze krajiny zasahující až k obzoru, nad nímž se klene jasná obloha.
Zasahuje-li velký jas v této výšce ještě do větší šířky, než má zelená stěna, poněkud se snižuje obvykle nevhodný vliv perspektivního zužování stěny do výšky a vytváří se dojem větší prostornosti a větší volnosti.

Je-li stěna osvětlována světelnými zdroji s teplotou chromatičnosti vyšší než 5 000 K, osvětlená stěna nad zelenou stěnou vyvolává pocit jasného dne, což zejména v období krátkých dnů velmi účinně působí na aktivitu všech pracovníků, klientů, zákazníků přicházejících ráno do objektu.

Zcela naopak ale působí nerovnoměrné jasné nasvětlení stropu nad nízkou zelenou stěnou. To se projevuje zejména u tónovaných podhledů, kde na stropě vznikají nepříjemné světlé plochy (obr. 4), které odvádějí oko pozorovatele od pohledu na zelenou stěnu. Nevhodné je i boční osvětlování rostlin, zejména jsou-li použita vestavěná sví tidla s větším úhlem poloviční svítivosti, která na vedlejších stěnách opět vytvářejí nepříznivá pole s větším jasem, než je jas zelené stěny.
Navrhuje-li se přece jen boční osvětlení, pak vždy jen spolu s horním osvětlením a při použití světlometů s úzkým světelným svazkem směrovaným po stěně šikmo dolů. Zcela nevhodné je osvětlení rostlin jen zdola. To sice může přinášet určité atraktivní efekty, ale při delším pozorování je to pro oko člověka unavující a pro suchozemské rostliny zcela nepřirozené a zničující. Z hlediska zrakových vjemů člověka je vhodné tlumit i světlo horních svítidel odražené od podlahy.

Pro omezení nepříznivých jasů okolí zelené stěny se používají různá opatření: nátěry stěn s činitelem odrazu světla do 30 % (tmavší odstíny teplých barev, tmavá šedá, střední až tmavá hnědá), tmavá dřeva či tmavší tkaniny (obr. 5). Použít lze i clony pověšené od svítidel dolů. U barevně hodně pestrých květinových stěn je zajímavé i řešení, kdy okolí stěny má z obou stran vyšší jas, ale je velmi rovnoměrně osvětleno a jasově zcela monotónní (obr. 6).

Taková plocha působí jako zarámování stěny a neodvádí pozornost pozorovatele, spíše soustřeďuje pohled na barevně příjemnou stěnu. Květinové stěny mají být osvětlovány s vysokou rovnoměrností intenzity osvětlení, nejlépe s poměrem maxima k minimu 1 : 0,7 až 0,5. Přitom lze zanedbat úzké okrajové plochy tak do 5 až 8 % z celkové plochy stěny, kde je osvětlenost menší. Výjimkou z rovnoměrného osvětlení může být místní přisvětlení některé partie stěny, kterou chce její architekt záměrně zvýraznit nebo kde jsou osazeny rostliny s vysokou světelnou náročností, např. orchideje (obr. 7).

U vysokých stěn se uplatní zvýraznění jasové rozmanitosti vlivem prostupu světla listy rostlin. Rostliny propouštějí především světlo ve žlutozelené spektrální oblasti. Prostup je značně závislý na druhu rostlin a na stáří jejich listů. Bývá zhruba 30 až 70 %. Světlo, které projde listem, vytváří zvláště u světlezelených listů příjemně osvětlenou plochu.

V některých případech, kde jsou světlomety jen málo pootočeny od svislice, může při pohledu na horní partie stěny docházet k oslnění. Při výpočtech se tento jev neprojeví, protože ty berou v úvahu jen normativně daný obvyklý směr pohledu. U vysokých zelených stěn je ale třeba počítat s tím, že člověk se touží dívat i na horní partie stěn, a může být tedy nepříjemně oslněn. Takové, i krátkodobé, oslnění vždy způsobí nepříjemný psychický pocit a náladový stav. V případech, kde může taková situace nastávat, je třeba svítidla opatřit neprůhlednou clonou proti oslnění. Obdobný jev může nastat i u zelených stěn, v jejichž prostoru jsou umístěna okna s čirým sklem, ve kterých se zrcadlí svítící plocha svítidel. Okny odražené světlo může v některých místech prostoru způsobit oslnění. Tomuto jevu lze zamezit vyplněním okenních otvorů difuzním, hladkým nebo ornamentálním sklem nebo polymerovými deskami či opatřit původní skleněné tabule difuzně odrážející fólií, zpravidla bílou se vzorkem nebo i vhodně barevně vzorovanou. Používají-li se k osvětlování halogenidové výbojky, je třeba dodržet minimální bezpečnou vzdálenost od rostlin. Výbojková svítidla vysílají ve značné míře infračervené záření. To po absorpci rostlinnými tkáněmi způsobí značný nárůst teploty v buňkách, ničí chlorofylová zrna, listy se barví do červena, nebo dokonce ničí buňky, listy zbělají a odumírají.

Při osvětlování květinových výzdob je důležitá nejen intenzita osvětlení, ale též denní doba osvětlování. Tyto doby jsou uváděny pro doporučené intenzity osvětlení. Jestliže je skutečná hodnota intenzity osvětlení menší, je třeba dobu denního osvětlování prodloužit. Při větší osvětlenosti může být doba osvětlování zkrácena.
Doporučované doby osvětlování jsou pro rostliny nejčastěji osazované do vertikálních stěn 12 až 16 h. Jelikož rostliny ve vertikálních stěnách obvykle vykazují menší světelnou náročnost, než jsou požadavky pro optimální zrakové vjemy člověka, zvolená intenzita je větší a doba osvětlování je volena 9 až 12 h denně.
Tato doba se řídí časovým spínačem podle doby pobytu lidí v prostoru. Jsou-li použity některé rostliny s vysokou světelnou náročností, např. orchideje rodů Cattleya nebo Phalaenopsis, které potřebují osvětlenost 7 000 až 8 000 lx, musí být plochy s těmito rostlinami opatřeny ještě doplňkovým místním osvětlením. Orchideje rodu Phalaenopsis potřebují mít pro dlouhé a opakované kvetení kratší dobu denního osvětlení, 7 až 8 h, takže svítidla pro jejich místní osvětlení je vhodné připojit k obvodu se samostatným časovým spínačem Tato svítidla jsou v provozu celoročně, i když orchideje nekvetou. Uvedené zásady vedou k závěrům, že pro příznivý psychologický účinek zelených stěn je důležité také jejich architektonické začlenění do celého prostoru, včetně účelových úprav jejich okolí.
Z toho vyplývá nutná vzájemná spolupráce stavebního architekta s architektem stěny a se světelným technikem. Fotografie vertikálních květinových stěn jsou převzaty z www.verticalgardenpatrickblanc.com.

Literatura:
[1] BLANC, P.: The Vertical Garden, Norton and Comp., Inc., 2012.
[2] HAŠ, S. – ŠKODA, J. – HILLOVÁ, D.: Osvětlování rostlin v interiéru. In: Sborník Kurz osvětlovací techniky XXIX, Česká společnost pro osvětlování, 2012.
[3] HAŠ, S. – FIKAROVÁ, L.: Navrhování osvětlení pro interiérové květiny. Světlo, 2011/3.
[4] KRTILOVÁ, A. – MATOUŠEK, J. – MONZER, L.: Světlo a osvětlování. Aviceum, 1981.
[5] KUŤKOVÁ, T. – FIKAROVÁ, L. – HAŠ, S.: Možnosti osvětlování rostlin v interiéru. Světlo, 2011/5.

Recenze: Ing. Petr Hutla, CSc., VÚZT, Praha