Rekonstrukce osvětlení haly Hlavního nádraží v Praze

Rekonstrukce osvětlení haly Hlavního nádraží v Praze

Téměř každý z nás jistě cestoval vlakem. A mnozí se pohybovali v odbavovací hale pražského Hlavního nádraží. Ti, kteří mají něco společného s oborem světlo a osvětlení, ale i laická veřejnost, si jistě povšimli osvětlení této prostory. Je to učebnicový příklad toho, jak hledisko architekta naprosto potlačí hledisko světelného technika. Již v době návrhu projektu osvětlení se stavěli k tomuto řešení naši přední odborníci, tehdy soustředění ve studiu světelné techniky v TESLA Holešovice, zamítavě.

Oč vlastně jde? Hala je rozdělena na dvě výškové úrovně. V horní části je osvětlení provedeno lineárními zářivkami 18 W (podle údajů pracovníků ČD 14 000 ks), z nichž valná část je nainstalována ve svítidlech s tmavě červeně eloxovanou kruhovou odraznou plochou po čtyřech trubicích tak „důvtipně“, že až jedna čtvrtina délky trubice svítí nad podhled. V dolní části haly jsou použita atypická svítidla, původně osazená vysokotlakými rtuťovými výbojkami 400 W (obr. 1).Těleso svítidla je kovové, chromované. Horní část je zavěšena od stropu haly na čtyřech trubkách, spodní část je odnímatelná. Svítidlo je ve spodní části zakryto matovým sklem (3), nad ním v rotačním reflektoru (1) byl umístěn světelný zdroj. Celek nebyl řešen z hlediska krytí optické části, v horní části byla větrací mřížka, svítidlo bylo značně znečišťováno i trusem v hale přebývajících holubů a krycí skla se musela minimálně dvakrát ročně mýt. Postupně byly rtuťové výbojky nahrazovány sodíkovými vysokotlakými výbojkami SHLP 340W a tam, kde byla porušena tlumivka, žárovkami 500 W.

České dráhy, vědomy si vysoké energetické náročnosti osvětlení, vypsaly v roce 1999 výběrové řízení na vypracování návrhu a realizaci racionalizačního opatření ke snížení spotřeby elektrické energie osvětlení odbavovací haly Praha hlavní nádraží. Konkrétně šlo o řešení spodní části haly s požadavkem zachovat vnější vzhled dosavadních svítidel. Zakázku získala společnost EL TODO Power s. r. o. ze skupiny společností ELTODO. Tato firma má dlouholeté zkušenosti s výrobou moderních svítidel pro veřejné osvětlení typů MC 2, MC 12, Z1, které mají díky speciální technologii krytí optické části IP66.

Je známo, že hlavním účelem svítidla je usměrňovat světelný tok světelného zdroje na osvětlovanou plochu. Tento požadavek je splněn, je-li svítidlo opatřeno optimalizovanou odraznou plochou, v konkrétním případě tvarovaným reflektorem. Pro zachování užitných vlastností svítidla po dobu jeho životnosti je dále třeba zabezpečit utěsnění světelně činné části a pro snížení spotřeby energie na osvětlení použít světelný zdroj s vysokým měrným výkonem (lm/W). Na základě těchto zásad přistoupili pracovníci skupiny společností ELTODO k řešení tohoto úkolu.

Vlastní realizaci úpravy svítidel předcházela studie osvětlení, zpracovaná pracovníky společnosti ELTODO Citelum s. r. o., která vycházela z tohoto zadání: dolní část odbavovací nádražní haly rozměrů 135 × 45 m je v současné době osvětlena 26 řadami atypických svítidel. Proti čtyřem otevřeným dvoukřídlým vstupním-výstupním dveřím v prosklené fasádě haly jsou situovány vždy dvě řady s roztečí 4 m a devíti svítidly v každé řadě. Tím vznikají čtyři osvětlené komunikační pruhy napříč odbavovací halou. Plocha haly mezi těmito vstupními koridory je osvětlena vždy šesti řadami typově shodných svítidel o rozteči 5,5 m. Celkový počet instalovaných svítidel je 216.

V současné době jsou tato svítidla – až na výjimky – osazena výbojkami SHLP 340W, což je jednoduchá náhrada původně navržených RVL 400W s menším příkonem a větším světelným tokem.

Při výpočtu modernizovaného osvětlení v odbavovací hale se počítalo s využitím reflektorů svítidel typu MC 2 se středním nastavením polohy zdroje, alternativně pro sodíkovou výbojku 100 W a 150 W. Navrženy byly čiré sodíkové vysokotlaké výbojky, např. General Electric, označení Lucalox (LU). Do svítidel nouzového osvětlení v každém případě doporučujeme dvouhořákové sodíkové vysokotlaké výbojky, např. firmy Sylvania SHP TS (Twinarc). Předností těchto výbojek je okamžitý znovuzápal při mžikovém výpadku napájecího napětí. Parametry světelných zdrojů jsou v tab. 1.

Vzhledem k požadavku zadavatele na zachování stávajícího designu svítidel, včetně rozptylujícího krycího skla, byl světelný tok použitých zdrojů ve výpočtech snížen o 30 %, tj. vlastně o předpokládané snížení účinnosti způsobené difuzorem.Výpočet byl proveden pro celou plochu odbavovací haly. Výsledky výpočtů jsou v tab. 2.0

Z vypočtených hodnot vyplývá, že požadavek zadavatele na úroveň osvětlenosti splní vysokotlaká sodíková výbojka o příkonu 100 W. Tento typ světelného zdroje mohl být pro danou aplikaci navržen, neboť zadavatel nepožadoval zdroje s určeným indexem barevného podání a teplotou chromatičnosti a pro daný, v podstatě komunikační prostor vyhovují svými parametry sodíkové vysokotlaké výbojky.

Rozložení osvětlenosti s použitím navržených reflektorů a s využitím stávajících difuzorů (rozptylných skel) splní i požadavky na rovnoměrnost.

Nahlédněme pro zajímavost ještě do tab. 1. Zde jsou pro porovnání uvedeny i hodnoty světelného toku původně použitých světelných zdrojů. Odpovídající parametry osvětlení původní osvětlovací soustavy byly na úrovni požadavků zadavatele (2. sloupec tab. 2). Z porovnání těchto hodnot (výbojky RVLX, SHLP) s hodnotami výbojek použitých v realizaci (LU 100) a s výsledky výpočtů a měření v tab. 2 vyplývá velmi nízká účinnost původní konstrukce svítidel a celé osvětlovací soustavy.

Na základě zmíněné studie přistoupila společnost ELTODO Power s. r. o. k výrobě prototypu a po jeho funkčním vyzkoušení k rekonstrukci všech svítidel s touto konstrukční úpravou (obr. 1).

Do svítidla je vložena plechová kruhová deska (4), ve středu s tvarovaným otvorem, k němuž je speciální technologií shora přitmelen tvarovaný reflektor (8) s utěsněnou průchodkou pro vysokotlakou sodíkovou výbojku (10). Vedle reflektoru jsou umístěna předřadná zařízení: tlumivka (9) a zapalovač s odpojovačem (5) v semiparalelním zapojení. Kruhová deska (4) průměru shodného s průměrem difuzoru svítidla (3) je k tomuto sklu přitmelena (11) a celý systém je vložen do upevňovacího prstence. Z navržené konstrukční úpravy vyplývá, že systém reflektor kruhová deska-rozptylné sklo tvoří jeden uzavřený celek s krytím IP66, který je utěsněn, a nevyžaduje tudíž údržbu. Tento blok je zpětně montován do tělesa stávajícího svítidla a pro usnadnění montáže zavěšen na izolovaných ocelových lankách (7). Ta se při přitažení upevňovacího kruhu k tělesu složí do prostoru svítidla, a konstrukční úprava umožňuje vykonávat údržbu jednou osobou. Svítidla jsou na montážní lávce zavěšena na čtyřech tyčích (12), které slouží i jako kanál pro vedení napájecího kabelu. Centrální kompenzace pro celou osvětlovací soustavu je v rozvodné skříni. Svítidla byla za plného provozu postupně demontována, rekonstruována a zpětně montována vždy ob tři řady. Při zpětné montáži byly vyměněny i přívodní kabely. Na horní část svítidel do prostoru větracích mřížek byly ještě namontovány zábrany proti ptákům, aby se předešlo znečištění holubím trusem.

Po zpětné montáži všech rekonstruovaných svítidel bylo uskutečněno kontrolní měření. Měřením se zjistila průměrná hodnota osvětlenosti a rovnoměrnost osvětlení. Napájecí napětí nebylo známo. Bylo vytipováno měřicí pole 4,95 × 4,4 m v levé části haly, v prostoru mezi vchody. Výsledky měření a jejich porovnání s požadovanými a vypočtenými hodnotami jsou uvedeny v tab. 2.

Z této tabulky je patrné, že naměřené hodnoty jsou vyšší než hodnoty určené výpočtem. Tento rozdíl může být způsoben i výběrem měřené plochy. Hodnoty byly totiž vypočteny pro celou plochu vstupní haly, zatímco měření bylo uskutečněno pouze na reprezentativní části plochy. Na této volbě samozřejmě závisí také rovnoměrnost osvětlení.

Z toho vyplývá, že nastala velmi dobrá shoda mezi teoreticky vypočtenými hodnotami osvětlení a ověřením těchto hodnot měřením v praxi.

Z popsaného řešení racionalizačního opatření k dosažení úspory energie je patrné, že při realizaci rekonstrukcí osvětlovacích soustav lze při využití odborných znalostí, po užití vhodných komponent, technologie a světelných zdrojů s vysokým měrným výkonem dosáhnout nejen výrazné úspory elektrické energie, ale i zlepšení světelnětechnických parametrů. V tomto konkrétním případě – při svícení 8 760 h ročně – je návratnost veškerých vložených prostředků, zahrnujících náklady na projekt, rekonstrukci, demontáž i montáž, neuvěřitelných deset měsíců. A do tohoto čísla je zahrnuta pouze úspora nákladů za elektrickou energii při poměrně nízké sazbě. Nejsou v ní zahrnuty náklady na čištění původních svítidel, náklady na výměnu světelných zdrojů s kratší dobou života.

Domnívám se, že rovnoměrnost osvětlení haly 0,86 a téměř dvojnásobná hodnota osvětlenosti při snížení příkonu soustavy na 25 % je docela slušný výsledek.

Popsané řešení se však týká pouze spodní části haly, do které ústí východy z metra. Horní část, dosud osvětlovaná množstvím zářivek, na řešení zatím čeká.

Tab. 1. Světelnětechnické parametry navržených světelných zdrojů

Tab. 2. Požadované, vypočtené a naměřené hodnoty osvětlení