Svetlosno zagađenje

U poslednjih 50-tak godina učinjen je zapanjujući napredak u tehnici osvetljenja. Višestruko su uvećani efikasnost opreme, vek izvora svetlosti, kao i izbor izvora svetlosti najrazličitijih snaga, temperatura boje i indeksa reprodukcije boje. Ogroman porast spoljnog osvetljenja je doneo velike koristi društvu, ali njegova upotreba je i uzročnik određenih problema, pojave svetlosnog zagađenja.

Loše projektovano ili preterano osvetljenje može da bude uzrok ozbiljnih psiholoških i ekoloških problema: ometa astronomska posmatranja, ugrožava životne cikluse nekih biljaka i životinja (koji su u skladu sa prirodnim osvetljenjem), ometa ljude u svakodnevnim aktivnostima... Astronomi su prvi skrenuli pažnju na ovaj problem, a i šira javnost počinje da podiže svoj glas. Širom sveta formiraju se udruženja čiji je cilj da se ovaj problem shvati ozbiljno i termin svetlosno zagađenje je ušao u brojne zakone o zaštiti životne sredine.

SVETLOSNO ZAGAĐENJE = NEŽELJENA SVETLOST

Sama svetlost se ne može nazvati zagađivačem; tek preterana ili pogrešna upotreba je čini štetnom. Preciznije je koristiti termin "neželjena svetlost" da bismo definisali onu svetlost koja predstavlja rasipanje energije i uzrokuje sve negativne pojave vezane za veštačko osvetljenje.

Neželjena svetlost se može podeliti u 3 kategorije prema tipu zagađenja koje izaziva i za koje je neophodno naći odgovarajuće rešenje:

1. Povećani sjaj neba (tzv. svetlosna pečurka) nastaje kada je svetlost usmerena na gore i osvetljava nebo reflektujući se o čestice u vazduhu (prašina, čestice vode, itd.)
Povećani sjaj neba potiče od:

• veštačke svetlosti direktno usmerene ka nebu i
• svetlosti reflektovane od kolovoza i okolnog tla

Ispitivanja su pokazala da upravo reflektovana svetlost ima najveći uticaj na sjaj neba, nezavisno od fotometrijske raspodele svetiljke.

2. Zaslepljujuća sjajnost (blještanje) uzrokovana prevelikim kontrastom između svetlosnog izvora i okruženja. To se dešava kada u oko prodre veliki svetlosni fluks čime se umanjuju vidne sposobnosti oka, prvenstveno kontrastna osetljivost i oštrina vida.

3. Svetlosno ometanje je uzrokovano viškom svetlosti koju određena instalacija osvetljenja emituje na neželjene površine. Ovo se manifestuje na različite načine, kao na primer spoljno osvetljenje usmereno na prozore kuća koja ometa san ili aktivnosti stanara.

POVEĆANI SJAJ NEBA
(svetlosna pečurka)

Urađen je veliki broj studija u kojima su izvršena upoređivanja svetlosnih zagađenja koja nastaju osvetljavanjem istih tipova saobraćajnica različitim tipovima svetiljki. Međutim, proračuni reflektovanog fluksa nisu dovoljno precizni. Takođe, ove studije su na isti način tretirale fluks koji se reflektuje sa kolovoza i fluks koji se reflektuje od okruženja, što nije tačno, s obzirom da  kolovoz i okruženje puta obično nemaju iste refleksione osobine. Imajući u vidu da ova komponenta ima dominantan uticaj na svetlosno zagađenje, bilo je potrebno uraditi preciznije proračune fluksa reflektovanog ka nebu, koji bi uvažavali različite faktore refleksija kolovoza i njegovog okruženja.

Jean-François Laporte i Marc Gillet iz kompanije Schréder su objavili opsežnu studiju, u kojoj je korišćena nova metoda proračuna reflektovanog svetlosnog fluksa, i u kojoj su posebno računati fluksevi reflektovani od kolovoza i od njegovog okruženja.

U njihovoj studiji, baziranoj na 175 fotometrijskih očitavanja, obuhvaćeni su brojni parametri: tip i snaga svetlosnog izvora, svetlosna raspodela svetiljki, oblik protektora, konfiguracija puta i površina kolovoza. Ukupno je urađeno više od 86 000 fotometrijskih proračuna. Autori su posebno analizirali ponašanje svetlosnog fluksa usmerenog na gore u zavisnosti od vrste površine puta i okoline.

Tip kolovoza i vrsta okruženja su važni faktori

Rezultati su jasno pokazali koliki je uticaj tipa putnog pokrivača i okolne površine na količinu svetlosnog zagađenja, i to bez obzira na tip svetiljke.

Reflektovani fluks je skoro 2 puta manji kod asfaltnih kolovoznih površina nego kod betonskih, iako je fotometrijska efikasnost oko 20% veća u slučaju betonskih nego u slučaju asfaltnih podloga.

U slučaju travnog okruženja puta ukupni fluks izračen ka nebu je skoro 2,5 puta manji nego kada je okolina puta popločana.

Ovi podaci otvaraju nove mogućnosti borbe protiv svetlosnog zagađenja, uticanjem na neposredno okruženje osvetljenog puta.

OBLIK PROTEKTORA:
Ne postoji jednostavan odgovor ili preporučeni šablon

Jedan od glavnih parametara u studiji jeste oblik protektora: ravni, blago zakrivljeni ili duboki protektor. Za svaki od ovih modela je proračunata količina svetlosti koja se emituje ka nebu u zavisnosti od vrste i snage izvora, vrste kolovozne površine i okoline.

Rezultati su pokazali da svetiljke sa ravnim protektorom nisu uvek najbolje rešenje kada je u pitanju svetlosno zagađenje. U nekim slučajevima najbolje rezultate su dale svetiljke sa blago zakrivljenim protektorom. Dakle, ne postoji osnova za obaveznu primenu ravnih protektora!

Pri korišćenju svetiljki sa dubokim protektorom značajna količina svetlosnog fluksa se emituje direktno ka nebu. Ali zahvaljujući velikom razmaku između stubova, koji je omogućen boljim iskorišćenjem svetlosnog fluksa iz svakog izvora, smanjen je ukupan broj svetiljki, a time i reflektovani svetlosni fluks.	Kod svetiljki sa blago zakrivljenim protektorom značajno je smanjen fluks koji se emituje ka nebu. Međutim, zbog uže karakteristike svetiljki sa ovim tipom protektora, rastojanja između stubova moraju biti manja, pa je količina fluksa reflektovanog od podloge veća nego u prethodnom slučaju.	Ako su svetiljke sa ravnim protektorom postavljene horizontalno (sa nagibom 0°) fluks koji svetiljka emituje ka nebu je u potpunosti eliminisan. Međutim, u slučaju korišćenja ovog tipa protektora rastojanja između stubova su još manja nego u slučaju zakrivljenog protektora i reflektovani fluks od podloge, kao i instalisana snaga su još veći.

Ovo jasno pokazuje da ne možemo uvek preporučiti isti tip svetiljke, kao i da najbolje rešenje zahteva specifičnu analizu koja će uzeti u obzir sve parametre životne sredine. Potrebno je doći do kompromisa između ukupne instalisane snage (tj. potrošnje električne energije) i fluksa emitovanog ka nebu. To zavisi od velikog broja faktora i zahteva izradu detaljne analize.

Za najbolje rezultate u borbi protiv svetlosnog zagađenja šablonski pristup je neprihvatljiv.

KLJUČNA REČ: EFIKASNOST

Dijagram pokazuje da je ukupni svetlosni fluks izračen ka nebu (direktni i reflektovani) srazmeran prosečnoj vrednosti fluksa potrebnog za ostvarenje željene sjajnosti na kolovozu. To znači da ukoliko uspemo da smanjimo vrednost fluksa, a održimo istu vrednost sjajnosti, ukupni svetlosni fluks usmeren ka nebu će se smanjiti proporcionalno, bez obzira na oblik protektora.

Ukratko, fotometrijska efikasnost instalacije je ono što može značajno smanjiti količinu neželjene svetlosti.

Ustvari, uvek se vraćamo istom pitanju: optimizacija optike. Samo istrajavanjem na rešavanju ovog problema moći ćemo uspešno da sprečimo svetlosno zagađenje. Dobra svetiljka je ona koja može optimalno da koristi svetlosni fluks iz izvora da bi precizno osvetlila zadatu površinu. Svetiljke koje obezbeđuju precizno osvetljenje su one koje treba koristiti.

U svakom slučaju, ove "pametne" svetiljke omogućuju ne samo smanjenje svetlosnog zagađenja, već i broja svetiljki i snage sijalica. Rezultat: znatna ušteda energije, što je jedan od osnovnih kriterijuma za pitanja održivog razvoja.

Opšte mere (preporuke) za smanjenje svetlosnog zagađenja

• Upotreba odgovarajuće optike kako bi se precizno kontrolisao svetlosni snop i usmerio na površinu koja se osvetljava bez nepotrebnog rasipanja svetlosnog fluksa. Pri izboru tipa svetiljke ne treba koristiti šablonski pristup, već tražiti optimalno rešenje za konkretan slučaj.
• Osvetljavanje vertikalnih površina odozgo, kad god je to moguće. Ukoliko osvetljavanje odozgo nije moguće, treba koristiti dodatni pribori za precizno usmeravanje svetlosnog fluksa, kao što su rasteri, zastori, svetlosni topovi (tube) i naravno svetiljke sa odgovarajućom svetlosnom raspodelom.
• Za osvetljavanje velikih otvorenih površina treba koristiti asimetrične reflektore sa malim nagibima, umesto simetričnih sa velikim nagibima.
• Upotreba visokoefikasnih svetiljki sa visokim stepenom zaštite - instalacija osvetljenja se projektuje tako da zahtevi budu ispunjeni na kraju eksploatacionog perioda. Kod  svetiljki sa visokim stepenom zaštite svetlosni gubitak tokom radnog veka je minimalan, što omogućuje smanjenje snage izvora i, samim tim, i svetlosnog zagađenja.
• Izbegavanje svetiljki bez optike po svaku cenu, naročito svetlosnih kugli. Postoje visokoefikasne svetiljke sličnog sfernog oblika.
• Ugao maksimalnog svetlosnog intenziteta treba da bude manji od 70 , kako bi se blještanje svelo na minimum.
• Redukcija svetlosnog fluksa na saobraćajnicama na kojima u kasnijim noćnim satima značajnije opada frekvencija saobraćaja.
• Isključivanje osvetljenja reklama i dekorativnog osvetljenja fasada u kasnim noćnim satima (na primer od ponoći do jutra).