Uliční osvětlení, ze kterého mají všichni radost

Uliční osvětlení, ze kterého mají všichni radost

V roce 1996 vyšla slavná kniha Faktor 4, viz amper.ped.muni.cz/faktor4. Její podtitul zní Dvojnásobný blahobyt – poloviční spotřeba přírodních zdrojů. Kniha je plná příkladů stejných služeb se čtvrtinovou spotřebou. Mnohé jsou již ze začátku osmdesátých let, ale jejich následování se ještě stále nestalo samozřejmostí. Většinou je na vině nevědomost nebo neochota.

Faktor 4 je dobrý začátek, ale nestačí. Zejména v Evropské unii se proto mluví o faktoru 10 – tak je třeba do poloviny dvacátého prvního století snížit naši materiálovou a energetickou náročnost. K tomu je nutné změnit nejen technologie, ale i přístup k problémům. Odměnou jsou mnohem menší náklady na suroviny i radikální omezení znečištění. Uspořit dvacet procent elektřiny*) může být nákladné, uspořit jí čtyři pětiny nebo devět desetin bývá výhodnější a získávají přitom všichni, i příroda.

Faktor 4 v osvětlování
Pokusme se ukázat, že přístupnou možností realizovat faktor 4 je lepší venkovní osvětlení. Nejenže k němu stačí čtvrtina elektřiny, ono se přitom stane kvalitnějším, pro všechny příjemnějším. Odpadne i světelné znečištění, problém, o kterém ještě mnozí ani nevědí. Ten klíčový krok je prostý: pustit světlo jen tam, kde je chceme, a nikam jinam. Především tedy ne ze svítidel rovnou do očí, tím spíše ne vzhůru do nebe.

Určitě jste si někdy všimli, jak si pomáhají na železnici. Běžná stará svítidla jsou upravena tak, že nemají spodní vypouklý ,,průhledný“ (ve skutečnosti silně rozptylující) kryt. Strojvůdce před sebou dobře vidí osvětlenou trať, místo aby tím nejnápadnějším byly oslnivé plošky svítidel.

Moderní řešení se liší tím, že svítidla spodní kryt sice mají, ale z rovinného čirého skla, které má být přesně vodorovné. V dutině nad sklem jsou skvěle odrážející reflektory, občas i dokonalého tvaru pro daný účel, trvale čisté. Vůbec žádné světlo nemůže odejít nahoru, mírně pod horizontální rovinu jde světla natolik málo, že jas svítidla a svítivost jsou dostatečně malé – stručně řečeno, nesvítí do očí.

Když světlo neuniká, kam nemá, využije se v užitečných směrech. Běžná nová svítidla s vypouklým spodním krytem posílají nesmyslným směrem i třicet procent světla. Stará svítidla, jejichž kryty již dávno nejsou čiré, a navíc jsou špinavé, jsou na tom ještě hůř. Snad až polovinu světla lze při jejich náhradě obrátit ze škodlivých směrů strměji dolů, kde může být k užitku. To ale je stále pouze faktor 2. Jak tedy elektrický příkon snížit ještě na polovinu?

Jeden způsob všichni odborníci znají – použít dokonalou kombinaci světelného zdroje a reflektoru, která pošle světlo jen tam, kde je skutečně zapotřebí, tedy např. ne do zahrad a na zdi domů, ale jen podél ulice. I to může znamenat další zdvojnásobení účinnosti. Světelné znečištění vinou nevhodného směrování světla tak skončí.

Druhá cesta je méně zřejmá – když svítidla nesvítí do očí, zrak přestane být oslňován a adaptuje se na menší jas okolí, stane se citlivějším. Pak stačí poloviční osvětlenost vozovky, chodníku či parku, a přesto je na cestu vidět lépe než pod původními oslňujícími svítidly. Přestane-li oslňování, pomůže to nejvíce lidem s méně průhlednými čočkami či sklivci, tedy např. seniorům. Přímé světlo nevhodných svítidel jim totiž natolik snižuje kontrast scény, že nepomohou ani pětkrát silnější výbojky. Zamysleme se nad tím, pro koho vlastně osvětlujeme venkovní prostředí – pro ty, co vidí skvěle, nebo pro ty, kterým zrak (již) tak dobře neslouží?

Čtvrtinová spotřeba elektřiny využitím opticky dokonalých svítidel je skutečně možná. Jako obvykle ve spojitosti s faktorem 4 přináší taková změna mnoho dalších výhod. Světlo vyplýtvané obvyklým veřejným osvětlením neznamená jen zbytečně spálené uhlí čili další přídavek ke globálnímu oteplování, ono také skutečně vadí – je znečištěním podobně závažným jako hluk.

První si to uvědomili asi hvězdáři. Už od začátku rozmachu osvětlování rtuťovými výbojkami se snaží chránit alespoň okolí observatoří – pro většinu pozorování je totiž třeba tmavá obloha. V roce 1988 vznikla z jejich iniciativy Mezinárodní společnost pro temné nebe (International Dark Sky Association). Ta má nyní více než pět tisíc členů. Jsou mezi nimi odborníci z praxe věnující se venkovnímu osvětlování, elektrárenské společnosti i celá města, např. Los Angeles nebo Cape Town, ale také třeba zoologové.

Svítíme do vzduchu
Tmavou oblohu za bezměsíčných nocí nepotřebují jen astronomové. Ona okouzluje každého, po celé milióny let, co lidský druh vznikal. Jen několik posledních městských generací žilo bez ní, a je otázkou, jak to jejich duše zmrzačilo – možná podobně jako absence čistých luk, hájů a potoků. Snaha porozumět hvězdám nad sebou vedla ke zrodu vědy a je stále mocnou pobídkou pro zvídavé děti, aby se pustily do namáhavých studií. Není divu, že tmavé noční nebe již bývá výslovně uváděno jako významný přírodní zdroj, který je nutné chránit – např. ve statutech některých národních parků nebo v dokumentech OSN.

Venkovní svítidla, která vůbec nesvítí nad horizontální rovinu (říká se jim plně cloněná, fully shielded), tmu nočního nebe neruší. Světlo rozptýlené chodníkem, které nedopadne do našich očí nebo na okolní stromy či domy, totiž odchází za jasné noci nerušeně nahoru do vesmíru, podobně jako ve dne slunce svítí dolů na zem. Zpátky se rozptýlí jen malá část světla. Vzduch nad námi se za bezměsíčné noci stává světlým vlivem paprsků, které se šíří ze špatných svítidel přibližně vodorovně a při dlouhé cestě ovzduším se postupně rozptýlí šikmo nahoru nebo dolů.

Až budou ve městech jen plně cloněná svítidla, bude možné opět vídat Mléčnou dráhu, a jestliže se zase objeví jasná kometa, bude vidět i z okna. Jistě, ještě bude záležet na intenzitě osvětlení nočních ulic a náměstí a jejich počtu – uprostřed města bude nebe přece jen světlejší než na horách. Pak lze přemýšlet o tom, které venkovní prostory je třeba osvětlovat, jak silně a kdy je to skutečně žádoucí.

Svítíme na cizí půdu
Světelné znečištění neruší jen chodce a řidiče nebo milovníky přírody. Možná nejzávažnější je ohrožení zdraví lidí, podobně jako je může ohrožovat hluk z dopravy. Mám na mysli skutečnost, že v noci nemají doma tmu. Lidé ale tmu potřebují, jinak je narušen spánek a přirozený biorytmus. Hlavním problémem je opět přímé světlo svítidel pronikající do oken. Je to něco podobného tomu, když si někdo po desáté večer pustí v otevřeném autě pod okny domu naplno rádio. Proti hluku se člověk může bránit i s pomocí zákona, proti světlu to doposud není zvykem. Je však třeba, aby se tento stav změnil, neboť neklidný spánek lidí, kterým do zavřených víček svítí uliční svítidlo, má pro jejich život vážné následky.

Ne že by dříve takový problém neexistoval – v nocích kolem úplňku podobně rušívá Měsíc. Jenže ten moc nevadí, není-li jasno, nesvítí stejným směrem celou noc a poskytuje nejvýš desetinu luxu; venkovní svítidlo může interiér osvětlovat třicetkrát silněji.

Až rozum, slušnost nebo i zákon vyloučí, aby svítidla svítila i na cizí pozemky, bude na čase zabývat se více tím, jak se v interiérech projevuje osvětlená krajina. Může to vést k tomu, že po desáté hodině večerní bude osvětlována méně nebo vůbec ne, aby osvětlení neškodilo těm, kteří je platí. Dobré příklady vypínání světel v obcích, kde je pozdě v noci a brzy ráno nikdo nepotřebuje, ostatně existují, přestože jsou vedeny spíše snahou neplýtvat než snahou neškodit.

Zabíjíme noční život
Lidé v noci většinou spí, ale spousta živočichů právě tehdy ožije. Pro svou aktivitu potřebují tmu. Příkladem je ježek. Může se mu dobře dařit i v zahradách na předměstí, jen je třeba, aby se blížily přírodě v tom hlavním, totiž aby v nich byla skutečná noc.

Všimněte si někdy, co je to za špínu v průsvitných mísách, kterými jsou dole zakryta stará netěsná svítidla. Většinou je to mrtvý hmyz, často zákonem chráněné druhy. Ale např. počet motýlů, kteří zahynou vinou venkovních světel, je ještě vyšší, nemusí všichni skončit v pasti uvnitř svítidla. Zvyšuje se i pravděpodobnost jejich ulovení netopýry (ti se k svítidlům létají „pást“), často umírají vysílením. Místo kroužení kolem svítidel měli shánět potravu nebo pokračovat v tahu, jak vyžaduje jejich životní cyklus.

Větší pozornost než hmyz vzbuzují tažní ptáci, kteří se v noci skutečně orientují podle hvězd. Jsou-li nějaká světla pod nimi, ztrácejí orientaci a jejich cesta se prodlužuje, což mívá osudné následky. Světla na vysokých budovách vedou často k tomu, že ptáci do budov narážejí. Počty ptáků, kteří se tak zraní nebo hned zahynou, jsou obrovské. Naštěstí se proti jejich zabíjení už zvedá odpor, viz např. Fatal Light Awareness Program (www.flap.org). Zvlášť nebezpečné jsou pohyblivé svazky světel, které bývají na benzinových čerpadlech nebo diskotékách. Méně škodlivé by bylo lákat zákazníky sirénou...

Jak moc svítit
Staré technické normy nikomu nepřikazují, kdy, kde a jak musí něco venku osvětlovat. Jestliže něco osvětlovat chce, doporučují nějaké hodnoty minimální osvětlenosti nebo jasu vozovky či terénu, někdy také navrhují spodní hranici rovnoměrnosti těchto veličin. Ve skutečnosti je ale potřebný opak.

Od svícení loučemi přešla města k plynovým hořákům, k žárovkám a různým typům výbojek. Příkony takových světel se moc neměnily, ale účinnosti velmi rostly. Světla přibývalo do té míry, že začalo škodit. Nynější doporučení musí být opačné: jaký největší světelný tok se smí vytvářet na jednotku plochy, která má být venku osvětlena. I v městských centrech stačí 24 lumenů na metr čtvereční, v obytných čtvrtích je vhodný horní limit čtvrtinový, na vsi desetinový. Je na specialistech, aby při daném horním limitu světelného toku co nejkvalitněji osvětlili danou plochu. Přirozeně to vede k pečlivému směrování světla, účinně to omezuje plýtvání elektřinou a světelné znečištění – podrobněji viz IDA Outdoor Lighting Code Handbook (k dispozici na www.darksky.org), vycházející z nejlepších amerických příkladů.

Změna noční krajiny po instalování kvalitních svítidel je zřejmá z obrázků, které ukazují proměnu, která byla uskutečněna ve městě Barlovento na Kanárských ostrovech v roce 1992. Světelné znečištění působené původním osvětlením nevadilo jen lidem ve městě (i když na fotografii je vidět, jak velmi nepříjemné bylo), ale také observatoři Kanárského astronomického ústavu nad ním. Bylo proto změněno na takové, které je mnohem hospodárnější a pro všechny výhodnější.

Původní svítidla představovala čtyřboké lucerny s rozptylným zasklením s vysokotlakou sodíkovou výbojkou 100 W.

Na náměstí San Andreas byly použity nové čtyřboké lucerny, u nichž je výbojka umístěna ve vrchlíku a doplněna reflektorem, takže nahoru jde jen jedno promile světla (rozptýleného na bočních sklech) místo předchozí jedné třetiny.

Na hlavní třídě města byla původní svítidla nahrazena plně cloněnými svítidly zakončenými dole vodorovným sklem. Proto také nejsou svítidla sama vůbec patrná, jde o pohled zdálky.

Další úsporu přineslo, že vysokotlaké výbojky byly nahrazeny nízkotlakými (s příkonem 35 W). Celkově tak klesla spotřeba elektřiny třikrát. Klesl i světelný tok směrem dolů, ten ale jen o tři procenta. Zato světelný tok do horního poloprostoru klesl o 85 % (zbylých 15 % způsobuje osvětlený terén).

Obrázky jsou pořízeny po půlnoci, proto je na nich tak liduprázdno. Poskytl je laskavě Instituto de Astrofísica de Canarias, viz www.iac.es/galeria/fpaz/adap.htm. (tam lze vidět více, např. působivé animace).

Můžeme to napravit
Uvedené příklady snad ukázaly, že stojí za to přemýšlet o venkovním osvětlení z různých hledisek. Jeho škodlivé vlivy lze z valné části vyloučit a získat přitom ohromné výhody pro všechny, snad až na ty, kteří chtějí prodat více elektřiny nebo mizerná svítidla (těch je ale přece méně než nás ostatních). Je zapotřebí, aby se takovým skutečně kvalitním osvětlováním zabývalo více lidí, a mnoho dalších aby se o ně alespoň zajímalo. Platformou pro to je již zmíněná IDA i další národní a regionální sdružení, která mají stejný cíl. U nás se taková skupina ustavila při České astronomické společnosti a je otevřena všem zájemcům. Prozatímní název je Sekce pro temné nebe, což je srozumitelné všem, kteří vědí o světových aktivitách v této oblasti. Při zájmu o členství, ať již pro snížení městských výdajů, klidný spánek nebo propagaci kvalitních svítidel, lze kontaktovat někoho ze členů. Viz http://svetlo.astro.cz, kde najdete i mnoho dalších informací.

Těm, kteří se osvětlováním profesionálně zabývají, navíc doporučuji stát se členem International Dark Sky Association, společnosti, které se již podařil průlom do navyklého způsobu osvětlování za veřejné prostředky. Docílit toho, aby za deset dvacet let byla i všechna česká venkovní svítidla nahrazena novými, plně cloněnými, je určitě možné. Vždyť způsob, jakým je většina obcí a měst osvětlována dosud, je tím nejstrašnějším masovým plýtváním elektřinou, o kterém vím. Nebo znáte nějaký horší?