Halogenidové výbojky ve veřejném osvětlení

Halogenidové výbojky ve veřejném osvětlení

Ing. Petr Žák, Etna

První důvod vychází z historického vývoje veřejného osvětlení, který lze zjednodušeně rozdělit do tří etap:

• První etapa je charakteristická zaváděním veřejného osvětlení ve městech obecně. V této fázi bylo klíčovým požadavkem to, aby městské komunikace byly osvětleny. Důvodem pro zavádění veřejného osvětlení byla bezpečnost uživatelů komunikací, ale i rozvíjející se noční život ve městech.

• Druhou etapu je možné nazvat etapou ekonomickou. V tomto období bylo, díky technickému rozvoji v oblasti svítidel i světelných zdrojů, hlavní snahou dosáhnout co nejvyšší účinnosti osvětlovacích soustav používáním světelných zdrojů s vysokým měrným výkonem a svítidel s vysokou účinností.

• Třetí etapa, současná, by mohla nést název etapa kvalitativní. Kromě požadavků na nízkou energetickou náročnost osvětlovacích soustav se začínají zohledňovat parametry kvality osvětlení. Mezi ně patří věrné rozlišování barev, které zajišťují světelné zdroje s velkým indexem podání barev. Důležitým požadavkem se stává též potřeba dokonalého clonění svítidel. S tímto nárokem souvisí problematika omezení světelného znečištění a obtěžujícího osvětlení, které mají vliv na okolní prostředí. Mezi kvalitativní parametry lze zahrnout i možnost barevně odlišit určité městské celky využitím veřejného osvětlení. Halogenidové výbojky jsou jedním ze zdrojů, které mají vysoký index podání barev a vyrábějí se v různých teplotách chromatičnosti.

Druhým důvodem, který by bylo možné označit jako důvod „estetický“, je skutečnost, že osvětlovací soustavy již nejsou chápány jako nutný technický prvek spojený s komunikací, ale jsou vnímány jako součást městského mobiliáře, který má svůj vzhled a výraz. Svítidla jsou městským prvkem, jenž ve dne i v noci charakterizuje určité městské celky.

Halogenidové výbojky se ve srovnání se sodíkovými výbojkami vyrábějí v kompaktním provedení, které je dáno vnitřním konstrukčním uspořádáním. Kompaktní rozměry těchto zdrojů umožňují lepší využití optických systémů svítidel a návrh tvarově elegantních svítidel.

Třetím důvodem, z pohledu světelné techniky asi nejzajímavějším, je bezpečnost provozu. Podle statistik je nehodovost na silnicích v nočních hodinách výrazně vyšší v porovnání s denní dobou. Tento fakt je dán mnoha důvody, ale předpokládá se, že hlavní příčinou je snížená viditelnost způsobená nízkými hladinami osvětlenosti. V praxi není z hlediska technického ani ekonomického možné dosáhnout takových hladin osvětlení jako v denní dobu nebo jako v interiérech. Proto se zkoumá, co ovlivňuje rychlost reakce a zrakový výkon, a hledá se řešení, jak dosáhnout co nejlepších výsledků v rámci daných omezení. V posledních několika letech se uskutečňuje množství výzkumů [2], [3], jež se zaměřují na vliv spektrálního složení světla na viditelnost, zrakový výkon a reakce. Přitom se zjišťuje, že spektrální složení světla významně ovlivňuje zrakový výkon i rychlost reakce. Vliv se projevuje jinak při vysokých intenzitách a jinak při nízkých intenzitách osvětlení.

Světelný tok zdrojů je z definice přímo svázán se spektrální citlivostí lidského oka. Ta se ale mění v závislosti na světelných podmínkách. Změna citlivosti zraku je dána přítomností dvou typů fotoreceptorů na sítnici: tyčinek a čípků. Čípky jsou aktivní při vysokých hladinách osvětlení (tzv. fotopické vidění) a tyčinky jsou aktivní při velmi nízkých hladinách osvětlení (tzv. skotopické vidění). Stav mezi těmito dvěma jevy se nazývá mezopické vidění. Spektrální citlivost čípků udává křivka V(l). Tato křivka má pro fotopické i skotopické vidění podobný průběh, ale při skotopickém vidění nastává posun směrem ke kratším vlnovým délkám. Vzhledem k tomu, že při nočních podmínkách dochází k posunu křivky V(l) z oblasti fotopického vidění do mezopické oblasti, mění se i „vnímaná hodnota světelného toku“ (jasnosti osvětlovaných povrchů) u různých světelných zdrojů^*). To, jak výrazný je posun, závisí na světelných podmínk

Pro zjištění vlivu spektrálního složení světla na reakce člověka bylo řešeno několik výzkumných úkolů [1], [2], [3]. Jedním z nich je výzkum, při kterém byly porovnávány soustavy s těmito světelnými zdroji: rtuťová výbojka, nízkotlaká sodíková výbojka, vysokotlaká sodíková výbojka, halogenidová výbojka a žárovka. Jeho výsledky jsou uvedeny v tab. 1 a udávají, kolikrát vyšší musí být hladiny jasu komunikace, aby bylo dosaženo stejných reakčních časů jako při jasu komunikace 1cd/m² osvětlené halogenidovými výbojkami. Je třeba poznamenat, že uvedené výsledky nejsou obecné, ale platí pro určitý typ a velikost překážky, adaptační jas, kontrast a další. Nicméně se na základě výsledků dalších výzkumů ukazuje, že v osvětlovacích soustavách s halogenidovými výbojkami postačují pro stejné reakční časy nižší hladiny jasů než u soustav s ostatními světelnými zdroji.

Jednou z prvních realizovaných osvětlovacích soustav veřejného osvětlení s halogenidovými výbojkami u nás je osvětlení ve Velkých Hamrech realizované v roce 2000 (viz následující článek Ing. Pavelky).

^*) Světelné jednotky, včetně světelného toku, jsou odvozeny ze zářivých na základě spektrální citlivosti normálního pozorovatele V(l).