Shrnutí 1

Trochu historie 1

Denní světlo je nejlepší 2

Problémy s monitory 3

Clonění a přesměrovávání světla zvenčí 3

Umělé doplňování denního světla 3

Zabraňme oslňování 4

Kolik světla potřebujeme 4

Regulace světla dle situace 5

Když už oči tak neslouží... 5

Ostatní prostory budov 6

Pracovní osvětlení od soumraku do rozednění: zcela žluté 6

Osvětlení pro noční orientaci 7

Exteriéry budov 7

Hi-tech okna 7

Odkazy 8

Shrnutí

Veřejné instituce pracují téměř výhradně jen ve dne, a měly by téměř zcela vystačit s denním světlem, tak jako to dokázaly v minulých staletích. K tomu bývá po­třeba přebytky přírodního světla přesměrovat z míst těs­ně u oken dál, do hloubky místností, kde už by jinak bylo světla málo. Nesmí se stávat, že zaclonění oken např. proti slunci vede až k tomu, že se zbytečně roz­svěcuje umělé osvětlení. Pro dobré využití přírodního, natož umělého světla je potřeba, aby místnost světlo co nejméně pohlcovala, tj. měla všechny povrchy co možná světlé.

Pro umělé doplňování denního světla jsou vhodné jen bílé zářivky typu T8 nebo T5, tzv. třípásmové, napá­jené elektronickými vysokofrekvenčními předřadníky. Tam, kde se svítí stovky hodin ročně, by předřadníky měly umožňovat plynulou regulaci výkonu zářivek, aby se uměle nepřidávalo více světla, než je momentál­ně nutné. Leckde to může dobře zajistit jen automatická regulace se světelným čidlem i čidlem na přítomnost osob. Celkové základní osvětlení pracovních místností by nemělo být příliš silné, stačí desítky luxů až sto luxů, jen skutečné pracovní plochy by měly mít možnost přisvětlení až na stovky luxů. Přisvětlování musí být dokonale regulovatelné jednotlivými uživateli. Pro přisvěcování můžou být vhodnější kompaktní zá­řivky, ovšem s odděleným elektronickým předřadníkem umožňujícím regulaci světla.

Je důležité si uvědomit, že při dvakrát světlejší ploše stačí polovina světla k okamžitému vyvolání stejného zrakového vjemu: podstatné jsou jasy, tedy to, co sku­tečně vidíme, ne intenzity osvětlení. A že umělým osvětlením je nutné šetřit: ptát se nejen „nesvítíte zby­tečně?“, ale také „nesvítíme zbytečně sil­ně?“ A také, že zrak se dokáže dobře přizpůsobit velmi různým jasům, má-li k tomu čas a podmínky – při třiceti kiloluxech venku a třech stech luxů, ba i jen třiceti luxech uvnitř vidíme nakonec téměř stejně dobře.

Velkou intenzitou umělého osvětlení nelze kompen­zovat ztrátu akomodační schopnosti lidí nad 45 či nad 50 let: jediným správným řešením je za takových podmínek důsledné používání čtecích brýlí, případně i dvou různých, pro různé vzdálenosti pracovních ploch.

Pokud se v budově pracuje i před rozedněním nebo po setmění, má přejít na režim mnohem slabšího, fil­tro­vaného osvětlení. To nemá obsahovat modrou složku, má tedy být sytě žluté nebo dokonce oranžové a podobat se tím starému osvětlení pomocí plamene. Jen lo­kál­ně, pro nezbytné případy rozlišování všech ba­rev, je přijatelné přidat na cílovou plochu bílé světlo s intenzitou několika luxů, pro to se hodí nejslabší kompaktní zá­řiv­ky nebo LEDky. Naopak, pro běžnou práci s texty je tehdy vhodné ubrat modré složky na monitorech.

Zcela noční osvětlení, sloužící lidem se zrakem adaptovaným na tmu k případné ori­entaci na chodbách atd., má mít intenzitu jen desetiny luxu, jako venku při úplňku. To může být opět bílé.

Venkovní osvětlení, kromě toho, že nemá svítit nikam mimo skutečné cílové plochy, nemá být v provo­zu v době, kdy do budovy a z ní nikdo nechodí. Při pou­ze občasných chodcích se hodí světla spínat čidly. Totéž platí pro případné osvětlení fasád, které má být realizováno směrem shora dolů, s intenzi­tou pod deset luxů, a zapnuto jen na dobu, kdy je diváky či chodci skutečně využito; takovým osvět­lením lze ev. nahradit samostatně rozmístěné ve­řejné osvětlení.

Trochu historie

Začněme úvahou, jak asi takové budovy fungovaly v polovině devatenáctého století, pokud jde o osvětlení. Odpověď se zdá jasná: fungovaly jen přes den. Od deví­ti ráno do tří odpoledne bylo u oken světla i v prosinci a lednu vždy dostatek, a v jiných měsících při­nejmen­ším od osmi do čtyř hodin – ve dvou třetinách roku bylo pak možné pracovat i mnohem déle, ale úřední hodiny mimo takové základní období jistě ne­byly. Zrakově zvlášť náročné práce bylo možné za zimních rán o hodinu odložit, až bude světla hojnost. A že tehdy zrakově náročné mohly být: doku­menty psané šedou tužkou na neběleném či zažloutlém papíře, či ve dvacátém století psacím strojem na „prů­klepáku“ se čtou mnohem hůře než dnešní dokonale kontrastní, ostré texty z laserové tiskárny.

Za pozornost stojí, že staré budovy mívají vysoké místnosti s okny sahajícími téměř ke stropu. Pro práci s dokumenty je totiž denní osvětlení postačující do vzdálenosti asi jedenapůlkrát větší než je výška horního okraje okna. Je-li místnost vy­soká pět metrů a okna končí půl metru pod stropem, dopadá i ve vzdálenosti sedmi metrů od oken na stoly během dne dost světla. Tak ostatně dosud funguje např. většina školních uče­ben.

Jinak tomu bývalo v některých továrnách s drahými výkonnými stroji – např. v textilkách se už v osmnác­tém století pracovávalo na tři směny, při ole­jo­vých lampách. Ty doznaly začátkem devatenáctého století zlepšení, ale i tak svítily stěží desetkrát více než svíčka. Továrny byly pak první, které osvětlování zlevnily instalováním rozvodů plynu a plynových hořáků. Po vyná­lezu plynoměrů se takové osvětlování postupně zavádělo i v městských domácnostech; to vedlo ke změně život­ního stylu, totiž ke čtení knih za zimních večerů.¹ V poslední třetině deva­tenáctého století byl postupně olej nahrazen petro­lejem.²

Teprve všeobecné rozšíření „pun­čoško­vých“ lamp, kdy je plamenem jen vyhřívána křehká mřížka z oxidů thoria a ceru, umožnilo koncem devatenáctého století efektivně pracovat s málo kontrastními, netištěnými dokumenty i bez denní­ho světla. Bylo to ale svícení drahé. Na jednotku světelného toku, lumen spotřebová­valo ne zlo­mek wattu jako žárovka, ale několik wattů. V zimě to samo o sobě nevadilo, pokud bylo potřeba topit, ale plyn, natož petrolej byl na topení přílišným luxusem oproti dřevu nebo uhlí. Drahé bylo i elektrické svícení na začátku dvacátého století. Noční práce se v kancelá­řích vyplatila leda v redakcích novin, aby mohly ráno vyjít. Silné osvětlení celého prostoru nebylo v kancelá­řích obvyklé; když už, tak se používaly stolní lampy. Pěkným příkladem budovy, která měla splnit nejvyšší nároky na kancelářskou práci v době před zářivkami byla vzdušná „21“, čili mrakodrap ve Zlíně dokončený v roce 1938. Osa budovy je od obou stěn vzdálena jen dvojnásobek výšky oken, a proto bývala ve dne dobře osvětlena.

Ve druhé polovině dvacátého století se rozšířily zá­řivky, které poskytují při daném elektrickém příkonu šestkrát více světla (až sto lumenů na watt) než žárovky. To umožnilo zdánlivou nezávislost kancelářské práce na denním světle. Způsobilo to úplnou proměnu architektu­ry, kdy se začaly stavět bu­dovy s rozsáhlými, poměrně nízkými podlažími – aby se jich do dané výšky budovy vešlo co nejvíce – bez atrií či světlíků uprostřed, odkázané i ve dne často již pět metrů od oken téměř úplně na umělé osvětlení.

Denní světlo je nejlepší

I dnes se nicméně v úřadech pracuje převážně ve dne, tehdy také mívají otevřeno pro veřejnost. Sedět blízko okna, s hojností denního světla a výhledem ven je komfort, který přispívá k pohodě, zvyšuje produktivi­tu práce, a – vůbec ne zanedbatelně – šetří peníze na umělé osvětlování. V letních, ba i  jarních vedrech navíc ohřívá místnost méně než i to nejúčinnější stejně silné umělé osvětlení. „Ne­závislost“ na denním světle je sku­tečně jen zdánlivá.

Daylighting, čili osvětlování interiérů světlem pří­rodního původu, je opět podstatné téma architektury, jako bylo před sto lety, kdy o něm nemluvilo, protože bylo samozřejmé. Jak kvůli nutnému razantnímu snížení užívání fosilních paliv, tak kvůli zdravotním, hu­mán­ním, estetickým, i čistě „kapitalistickým“ aspektům. Jsme totiž živočichové, kteří jsou aktivní hlavně ve dne, a až donedávna pobývali celý den venku. Střídání silné­ho denního světla, které má za jasných dní ve stínu sil­nou modrou složku, a pří­rodní noční tmy je pro naše zdraví, pohodu, a tedy i vý­konnost podstatné.³

Denní světlo může být v kancelářích i rušivé. Pře­de­vším přímé slunce dopadající na bílý papír. Bílé plo­chy otočené ke slunci mí­vají tak velký jas, že pohled na ně je nepříjemný. Všich­ni naštěstí známe pomůcku, na rozdíl od předminulého století běžně dostupnou, totiž tmavé brýle. Ty mohou být vhodným vybavením kance­láře na dobu, kdy na pra­covní plochu přímo svítí slunce. V zimě nemusejí být po­třeba, protože na vodorovný stůl dopadá světlo naplocho, i bílé papíry mají tehdy jasy snesitelné. Jindy může být vhodnou pomůckou pohyblivý čtecí stolek, který lze vhodně otočit a naklonit, aby na papír dopadaly sluneční paprsky jen zboku.

Problémy s monitory

S nástupem počítačů a jejich obrazovek začalo denní světlo dělat ještě větší problémy. Obrazovka je totiž po vynálezu promítání druhým případem v histo­rii, kdy „světlo snižuje viditelnost“. Svítí sama ob­razovka, a pokud na ni svítí ještě něco jiného, je ob­raz hůře zře­telný. Co víc, u starých monitorů s lesklým sklem je kromě žádoucí­ho ob­razu vidět také odraz místnosti – okna, osluněných svět­lých ploch, případně i jasných ústí svíti­del. Způsob osvětlování kanceláří se vlivem užívání skleně­ných monitorů zcela proměnil. S okny začal být problém, těžko se vybíralo, kam si mo­nitor postavit a kam si sednout. Běžným opatřením za­čalo být okna zakrýt a raději svítit jen zářivkami strmě shora. I z krásně prosklené kanceláře, jak sloužila třeba více než sto let, učinit jakousi jeskyni. V „nadzemní sklepy“ se proměnily i auly univerzit s vysokánskými okny.

Technika se naštěstí zlepšila, místo zavazejících těžkých monitorů se dnes nakupují jen tenké, s matným povr­chem a řádově menším topným výkonem. Ty také velmi snižují únavu zraku. Odraz místnosti v nich nevi­díme; přesto je vhodné dbát na co možná malé osvětlení obrazovky zvenčí. Tím, že nezabírají tolik místa a dají se snadno přemísťovat, vzniká možnost, že se dle denní i roční doby dají posunout tak, aby denní svět­lo vidi­tel­nost obrazu nekazilo. Ideální je, když jsou na zvlášt­ním otočném rameni, pak lze bez obtíží polohu i nato­čení monitoru během dne měnit. Pomůže také, když sám uživatel má tmavé oblečení.

Clonění a přesměrovávání světla zvenčí

I při optimálním umístění pracovních ploch bývá po­třeba množství světla zvenčí regulovat. Někdy kvůli vi­ditelnosti obrazu, jindy pro snížení tepelného příkonu do interiéru. Když ještě není nutno interiér chránit před tep­lem, ba naopak je vhodné sluncem přitopit, je správ­nou alternativou ubrat světla co nejméně, jenom je vhodně přesměrovat. To mohou zvládnout i žaluzie, jejichž lamely lze naklápět. Lépe to dokáží, pokud jsou orient­ované miskovitými prohlubněmi nahoru a na této straně mají zrcadlový povrch – tehdy jimi lze odrážet přímé sluneční paprsky a zčásti i světlo ze zatažené ob­lohy dále na strop, čímž vzniká obdoba exteriéru: svět­lo při­chází shora, z bílého stropu, jakoby z nebe. Moder­ní kancelář­ské budovy mívají takto řešená za­skle­ná atria. To je ide­ální prostředí i pro čtení papí­rových dokumentů a psaní poznámek. Pěkným příkla­dem je ně­mecká budova Ener­gon.

Pracuje-li v místnosti více osob, může být vhodné, aby manipulaci s pohyblivou žaluzií zajišťovala auto­matika, např. lamely žaluzie přivřela, když slunce začne přímo svítit do místnosti nebo už moc hřeje, a naopak otevřela nebo žaluzii odsunula, když už je světla málo. Samozřejmě, každou automatiku je potřeba mít možnost přemoci ručním ovládáním. Automatické zavírání po­hyblivé clony může být užitečné i z jiného dů­vodu, jako je snížení zbytečného solárního ohřevu interiéru během víkendů nebo snížení úniku světla ven při pou­žití umělého osvětlení ráno či večer.

Různé části oken, pokud jde o jejich výšku, obvykle vyžadují různé nastavení stínicích a odrazných prvků. Nejhornější část oken může zůstat dokonce necloněná, ta přece svítí daleko do místnosti, kde se to téměř vž­dy hodí. Takové osvětlování se používalo i u velkých poslucháren, a samozřejmě u kostelů, však se tomu říká bazilikální okna či světlo. Bohužel, dnes obvyklá stínicí a přesměrovávací zařízení takový komfort nenabízejí... Dají se alespoň namontovat dvě různá, pro vršek a spodek okna. Nebo k horní části okna přidat zvenčí lesklou polici, která světlo přesměruje na bílý strop a současně zastíní přímé slunce dopadající na stoly blízko okna. Pouhým zlepšením rovnoměrnosti osvětlení místnosti, tedy ubráním světla blízko oken, se může odstranit dojem, že daleko od oken „je nějak moc tma“.

Na trhu jsou i optické soustavy s lesklými zrcadlový­mi plochami důmyslného tvaru, které mohou nahradit horní část okna. Světlo sbírají hlavně z oblohy nad bu­dovou a zrcadlovým tunelem je dopravují na vzdálený konec místnosti, kde je přesměrují dolů. I jinde než v horním podlaží tak vytvářejí něco jako světlíky. Jednodušší jsou samozřejmě právě ty světlíky, dnes mohou mít také složitou optiku a značnou svis­lou délku, pak se jim říká též světelné studny. Mohou taky brát světlo jen ze severní strany, bez přímého slunce. Více o technologiích využití denního světla viz [3].

Umělé doplňování denního světla

Daleko od oken bývá bohužel, mimo horní podlaží se světlíky, i tak leckdy potřeba ve dne přisvítit uměle. Pro kombi­nování s denním světlem jsou vhodné zářivky s dosta­tečně silnou modrou složkou označované jako cool white nebo daylight, s tzv. barevnou teplotou aspoň 5000 K. Dnes by mělo v každém případě jít o tzv. tří­pásmové zářivky, které se vyrábějí ve dvou průměrech, 8/8 palce (tj. 25 mm, označované jako T8) a 5/8 palce (T5, asi 16 mm). Tenčí verze může mít poněkud vyšší účinnost i životnost (až dvacet tisíc hodin), má ale vyš­ší jas, takže se nehodí pro ty případy, kdy je přímo v zorném poli a příliš oslňuje.

Zářivky by měly dnes být vždy napájeny tzv. elek­tronickým předřadníkem, jehož výstupem je střídavý proud o frek­venci desítek kilohertzů. Elektronické před­řad­níky mají několik zásadních výhod proti dosud běžným tlu­mivkám. Mají menší spotřebu elektřiny, ne­vrčí a nepře­rušují výboj v zářivce s frekvencí 100 Hz. Takové pře­rušování světla sice přímo nevnímáme, ale může unavovat zrak, je nebezpečné např. pro epileptiky, a může být nebez­pečné v dílnách s točivými stroji (to se pravda kanceláří netýká). Kde se kombinuje denní světlo se zá­řivkovým, tam se hodí používat dražší typy elek­tronických předřadníků, které umožňují plynulou regu­laci výkonu zářivek. Pokud se taková regulace správně používá, přináší velké úspory elektřiny, protože po většinu dne ne­musí zářivky svítit naplno.

Ideální je, když si každý uživatel může případné umělé přisvěcování regulovat sám, např. ikonami na ob­razovce počítače. Hledí-li převážně na obrazovku, může umělé osvětlení podstatně zeslabit nebo vypnout, čte-li drobné nebo málo kontrastní písmo, světla si přidá. Jednodušší může být regulovat nějaké menší místní sví­tidlo, stolní lampu nebo její obdobu připevněnou jinak. Podstatné je, aby šlo měnit sklon, výšku i místo, nad nímž je zavěšena, např. leváci si raději posvítí z pravé strany. Regulaci základní osvětlovací soustavy, umístěné ve stropě nebo svítící na bílý strop, lze nechat na automatice, která udržuje zvolenou základní intenzitu osvětlení i za situace, že se přírodní světlo často mění, jako když přes slunce chodí mraky. Samozřejmě, i lokální svíti­dlo dnes musí být zářivkové. Je-li nevysoko nad stolem, může pro ně být vhodnější kompaktní zářivka, čili U-trubi­ce, případně i vícenásobná, než zářivka lineární, přestože kompaktní zářivka je vždy méně účinná než rovná trubice stejného příkonu. To proto, že světlo kompaktní zářivky lze lépe nasměrovat na pracovní plo­chu. Nejlepší dostupnou technikou je v tomto případě nikoliv kompaktní zářivka s integrovaným před­řadníkem, používaná pro jednoduchou náhradu žá­rovek, ale zářivka s předřadníkem odděleným. Taková zářivka zabírá méně místa a její rela­tivně drahý do­plněk, předřadník, se od ní nezahřívá. Může pak sloužit mnoho let. Jak již řečeno, oddělený elektronický předřadník může a má být schopen příkon zářivky spojitě regulovat.

Takovou high-tech regulaci je možné doplnit i do starých svítidel, nicméně levněji doplnitelná a leckde užitečná je i technika mnohem jedno­dušší, ba starobylá: mít na téměř každém stropním svíti­dle vypínač ovládaný visící šňůrkou se zátěží na konci, na níž lze ve stoje dosáhnout. Je to přehledné a z daného místa snáze použitelné než řada vypínačů někde na zdi. Jak světla ráno přibývá, postupně lze vypínat zářivky, které jsou blíže u okna. Jen ty poslední z nich, které jsou v nejtemnějším koutě místnosti, mají být bez samostatného ovládání, takže je lze vypnout pouze vypínačem na zdi.

Zabraňme oslňování

U umělého osvětlení i u modifikování denního světla jdoucího zvenčí je důležité vyhýbat se jak oslňování, tak možným odrazům v obrazovkách. Oslňováním při­tom rozumíme v širokém slova smyslu situaci, kdy jsou v něčím zorném poli přítomné plochy tak vysokého jasu, že jejich odstranění či snížení jejich jasu taková osoba uví­tá. Umělé zdroje ani jejich optické obrazy s vysokým ja­sem by proto neměly být v zorném poli, nebo alespoň ne blízko směrů, do nichž při práci či pohybu v interiéru lidé hledí.

Například dnes běžné opat­ření proti přímému oslu­nění, totiž clona z bílých látkových pruhů, může oslnění způsobovat: osluněná látka může mít vyšší jas než oblo­ha či krajina, která by jinak byla z nitra místnosti v témže směru vidět. Oslnění, které tím vzniká, se pak bohužel často kompenzuje zvláště sil­ným umělým osvětlením ploch od okna vzdá­lených, aby do­sahovaly srovnatelně vysokého jasu...

Obecně platí, že při snaze ubrat přebytečného světla blízko u okna by se onen přebytek měl neoslňujícím způso­bem přesměrovat do stropu nebo na protější zeď, ide­álně tak, aby nesvítil do očí lidem, kteří se na okno po­dívají. Rušivé mohou být i lamely, na nichž se leskne slunce. Co je velmi podstatné: zaclonění přímého oslu­nění, nebo obecně příliš silného světla zvenčí, ve pro­spěch osob, které pracují blízko oken, by nemělo nikdy vést k potřebě rozsvítit či zesílit umělé osvětlení. Pokud se to ani pomocí nejlepších technologií umístěných na oknech nedaří, může být vhodné použít místní clonění osob či pracovních ploch, např. prů­svitnou či jednostranně od­raznou plochou na pohyb­livém rameni či závěsu, někdy i jen clonění očí štítkem, které příliš nesníží žá­doucí průnik světla do hloubky místnosti.

Kolik světla potřebujeme

Od geometrických a kvalitativních úvah se dostává­me k otázce kvantity: kolik světla je kdy a na co potře­ba. Poté, co se docílí toho, aby přírodní osvětlení bylo maximálně využito, místo aby bylo nahrazováno umě­lým, je to z environmentálního hlediska další velmi podstatné téma. U něj je vhodné si uvědomit, že jakmile se technologie umělého osvětlování zprůmyslnily zave­dením svítiplynu, žárovek a zářivek, celý vývoj po­stojů, preferencí a zvyklostí v tomto oboru byl ovliv­ňován, ba přímo veden právě osvětlovacím průmyslem. V něm pracovala většina lidí, kteří problematice tech­nicky rozuměli. Ti ovšem byli zainteresováni na tom, aby se jejich produk­tů prodalo co nejvíce. Je nepo­chybné, že taková hybná síla působí doposud. A je pří­značné, že technická dopo­ručení, pokud jde o intenzitu světla, se vyvíjejí podle toho, co vůbec technika té doby je schopna zajistit: do­poručované intenzity stále rostou, realizované intenzity snad ještě více. Například Tech­nický slovník naučný [6] uvádí dopo­ručení tehdejší relevantn­í české organizace (ESČ): mi­nimální intenzity osvět­lení v kancelářích by podle něj měly být 30 lx (doporu­čené 50 lx až 100 lx), v místech s extrémně náročnými vizuálními úkoly (kreslírny) pak 50 lx (dopo­ručené 100 lx až 200 lx i více). Jaké jsou dnešní dolní meze? Desetinásobné, 300 lx a 500 lx!

Ani umělé osvětlení takovými, vlastně obrovskými intenzitami dosahujícími leckde celý tisíc luxů není ale plnohodnotnou náhražkou denního světla. Je kromě toho drahé, investičně a zejména provozně. Způsobuje nemalý podíl emisí skleníkových plynů: málo platné, elektřina, která by se neprosvítila a tím též neprotopi­la, by znamenala snížení provozu právě těch elektráren, které jsou poháněny fosilními palivy a mají nej­větší provozní náklady. Udává se, že běžná spotřeba „moderních“ kancelářských budov je jen na umělé osvětlení dvacet až třicet kilowatthodin na metr čtve­reční podlahové plochy a rok! Porovnejme to se spotře­bou pasivních domů na vytápění: ta je poloviční, s limi­tem 15 kWh/m²a... Navíc, protože jde o „fosilní elektři­nu“, primární spotře­ba energie je alespoň trojnásobná, může tedy dosahovat až 100 kWh/m²a. Uvědomíme-li si, že emise fosilního uhlíku musí bohaté země, k nimž patříme i my, snížit do roku 2050 přinejmenším na pětinu těch dnešních, pak asi nemůže umělé osvětlení kanceláře zavinit emise půl tuny CO₂ na tam zaměstnanou osobu a rok, celou čtvrtinu toho, co bude možné si dovolit pro všechny po­třeby připadající na jednu osobu... Dnešní umělé osvět­lování znamená kromě toho v mnoha institucích další spotřebu: watty, které tečou do osvětlení, se pak z kli­matizované budovy nákladně odčerpávají do horkého vnějšího prostředí. Zejména tehdy je silné umělé svícení naprosto neudržitelné.

Standardy pro intenzity světla a zvyklosti, jak je splnit, vznikaly zjevně bez vážení vedlejších důsledků. Tak to dál nejde, k umělému svícení je potřeba přistupov­at jako k něčemu nesamozřejmému, vzácnému. Už se naštěstí objevují udržitelnější příklady, třeba nová bu­dova radnice v Melbourne zvaná CH₂. Tam místo tří set luxů udržují minimální osvětlenost sto padesát luxů; pokud v nějakém je místě už tolik denního světla, pří­slušné zářivky se zcela vypínají. Jen nad pracovními plochami si zaměstnanci přisvěcují kompaktní zá­řivkou. Standardně se na pracovní plochu počítá se třemi sty luxy, každý si to může zvýšit až na čtyři sta luxů nebo li­bovolně snížit. Intenzitu světla si lidé upravují podle toho, jestli hledí do papírů nebo na monitor. Jakmi­le za­městnanec vypne počítač, přisvěcování se vypne také. Ráno od šesti do osmi se pro uklízení svítí „jen“ šedesá­ti luxy, od osmi večer do rána je základní osvětlení zhasnuto. Na umělé svícení počítají s elektrickou spo­třebou 8 kWh/m²a. Budova byla zprovozněna v srpnu 2006, reálná spotřeba bude jistě zveřejněna.

Ve skutečnosti se zrakový vjem nakonec téměř ne­změní, pokud všeho světla desetkrát přidáme nebo ube­reme, a počkáme, až se citlivost očí se přizpůsobí (ubrání světla lze simulovat dobře přiléhajícími tmavý­mi brý­lemi). Už pouhá redukce umělého osvět­lení na třetinu přináší velké úspory. Samozřejmě, oči se sku­tečně přizpůsobí jen tehdy, když nejsou ničím oslňovány, potlačit oslnění je proto nejdůležitějším opatřením, aby bylo dobře vidět. Ostrost vidění i rychlost čtení je při jasech dvou, dvaceti i dvou set kandel na metr čtve­reční jen málo odlišná, tomu odpovídají intenzity osvět­lení tištěného dokumentu deset, sto a tisíc luxů.

Dnešní technická doporučení jsou zastaralá nejen morálně, ale i technicky. Nejde totiž o to, kolik světla do­padá na stůl či na zem, ale o to, jaký jas ony plochy mají, tedy kolik světla dopadá nakonec do očí. Pokud má stůl či podlaha dvakrát vyšší odrazivost, téhož úči­nku lze dosáhnout poloviční intenzitou osvětlení. Použí­vání velmi světlých barev, nejlépe bílé především na stropě a na stěnách, je tou nejúčinnější, nejjednod­ušší technologií. Samozřej­mě, velmi světlá místnost může potřebovat častější clo­nění světla zvenčí, to je ale jen dobře, hlavně v létě pro snížení solárního ohřívání interiéru. Pokud jde ověření, je-li jas povrchů v místnosti dost velký, lze formulovat jednoduché pravidlo: není důvodu, aby do očí dopadalo více než sto luxů. Podržíme-li čidlo luxmetru jako „své další oko“, zpravidla tedy v orientaci šikmo dolů, sku­tečnou hodnotu snadno zjistíme.

Regulace světla dle situace

Buduje-li se osvětlení úřadu zcela nově, je rozumné vybavit je tak velkoryse, aby oněch sto luxů do očí opravdu mohlo dopadat, rozumí se kombinací celkového osvětlení a zvláštního osvětlení pracovní plo­chy. Pod­statné ovšem je, aby uživatelé mohli zvolit i ve dne osvětlení výrazně slabší, buď vypnutím někte­rých záři­vek, nebo jejich tlumením, nejlépe pak kombinací obo­jího. Zejména při práci u počítače bylo pokusně zjiš­tě­no, že některé osoby s dobrým zrakem volí jas obrazov­ky, po­kud jej mohou libovolně regulovat, i tak nízký jako 20 cd/m². To odpovídá osvětlení tištěného dokumentu asi osmdesáti luxy. Pro okolí obrazovky stačí, má-li jas dvakrát až třikrát nižší než obrazovka – u světlé místnosti pak stačí osvětlení třiceti luxy. Pro srov­nání, to je hodnota doporučovaná kdysi jako mini­mum pro osvětlení pracovní plochy, ne celé místnosti...

Dostačující intenzita osvětlení, či přesněji potřebný jas pozorovaného předmětu závisí ve skutečnosti na tom, jak velké kontrasty objekt vykazuje, čili jaký je poměr jasů plošek, které je potřeba rozlišit, a jak jemné detaily je potřeba sledovat. U výborně kontrastních černobílých dokumen­tů tištěných dvanáctibodovým písmem dobře stačí třetin­ový jas ve srovnání s četbou novin.

Když už oči tak neslouží...

Velmi záleží na věku čtenáře: lidem do čtyřiceti let, kteří snadno přeostří na blízko, stačí na čtení velmi málo světla. Lidé nad padesát let už svůj zrak téměř ne­dokáží přeostřovat. Přesněji, dokáží měnit jeho optickou mohutnost jen asi o jednu dioptrii, což odpovídá oblasti ostrého vidění řekněme mezi jedním metrem a neko­nečnem, či pokud si nasadí čtecí brýle, pak mezi 25 cm až 33 cm (trpí tzv. presbyopií čili vetchozrakostí). Těm může stačit podobně málo světla také, ovšem jen pokud mají patřičné brýle. Velmi silné intenzity umělého osvětlení, když do očí dopadá z pracovní plochy a jejího okolí i více než sto luxů, pomáhají ke zmenšení zorni­ček a tedy ke zvětšení hloubky ostrosti vidění: tehdy se i lidé takového věku mohu obejít bez čtecích brýlí.

Na­hrazovat brýle hojností elektřiny, to nicméně není moudrá strategie. Hojností denního světla, to je něco jiného. V otevřených podlažích, kde je řada jednotlivých pra­covních stolů, může být proto výhodné, když starší lidé pracují blíže oken; problémem je, že jim také více vadí oslnění, tomu se někdy mohou vyhnout pou­žitím „kšiltovky“. Pokud denního světla hojnost není, rozhodně je lepší platit zaměst­nancům dvoje „slu­žební brýle“ na práci s různě vzdálený­mi předměty, než stupňo­vat intenzitu umělého osvětlení do extrémních, i když dnes technicky dosaži­telných hodnot. Aby jim stačily i jasy pod 50 cd/m², je ale potřeba, aby sle­dované objekty, zpravidla papír a ob­razovku, měli ve zhru­ba stejné vzdále­nosti od očí, na niž mají pomocí brýlí zaostřeno. Dále je velmi vhodné, aby alespoň lidé nad padesát let měli k dispozici dobře manipulovatelné stolní lampy. Totéž platí pro i pro mladší osoby s takovými vadami zraku, které nelze plně kompenzovat brýlemi.

Ostatní prostory budov

Ve veřejných budovách nejsou jen oblasti, kde se pracuje s jemnými detaily. Jsou tam i chodby a haly, kudy lidé jen procházejí. Technický slovník na­učný [6] uvádí minimální hodnoty podle ESČ, které by měly být ve dne zaručeny na chodbách do pracovních místností, jako 2,5 lx (doporučuje 10 lx až 20 lx) a pro dvorany, schody, východy a chodby k nim jako 5 lx (do­poručuje 20 až 30 luxů). Uvedená minima nejsou hodnotami, při kterých se pohodlně čtou noviny, ale rozhodně je při nich vidět na cestu a na ostatní lidi. Například uprostřed chod­by brněnské hvězdárny, osvětlené jen okny na obou kon­cích, bývá přes den 2 lx až 20 lx. Pro osvětlení dlou­hých chodeb uprostřed budov je velmi vhodné pou­žít denní světlo z pracoven – prosklením horních částí přepážek mezi pracovnami a chodbou.

Pokud je dvorana v nitru budovy obklopena přepáž­kami či obsahuje stoly nebo pulty, kde se pracuje s do­ku­menty, lokálně lze použít osvětlení desetkrát vyš­ší. Při dnes běžné technice by ve všech takových přípa­dech mělo ve dne jít o zářivky, u slabého osvětlení se žluta­vým nádechem, tj. barevné teploty pod tři tisíce kelvinů, u silného osvětlení zářivky bělejší. Během tří let lze očekávat, že zesílené osvětlení pracovních ploch o velikosti kolem jednoho metru čtverečního převezmou světelné diody. Ty už v roce 2007 dosáhly téže světelné účinnosti jako zářivky, tedy jednoho sta lumenů na watt. Na rozdíl od zářivek umožňují LEDky velmi účinně směrovat světlo v úzkém kuželu, tedy osvětlovat danou plochu i zdáli, aniž by světlo šlo zbytečně do okolí – jsou pro takové úkoly proto výhodnější.

Pracovní osvětlení od soumraku do rozednění: zcela žluté

Zabývali jsme se doposud osvětlením denním nebo jeho umělým doplněním. To je pro veřejné instituce zá­kladní stav. Nicméně i ony mohou začínat pracovat už za svítání, ne-li v noci, a končit až po setmění, i když tehdy nemají otevřeno pro veřejnost. Tehdy je na jejich umělé osvětlování potřeba klást zcela jiné nároky. Ne­mělo by totiž v žádném případě narušovat noční fázi lid­ského metabolismu, která v přírodních podmín­kách probíhá skutečně od soumraku do svítání. Nástup této fáze, kdy narůstá zejména tvorba hormonu mela­toninu, je řízen právě poklesem intenzit světla dopadajícího do očí: z hodnot stovek, ba i tisíců luxů venku, či desítek luxů v místnosti, na hodnoty pod jeden lux. Můžeme odhadovat, a pokusy to potvrzují, že noční meta­bolis­mus není už vůbec rušen svitem měsíce, který činí maximálně čtvrt luxu. Jak ale skloubit takové slabé osvět­lování, které v noci není zdravotně závadné, s potřebou číst a psát? Jeden lux samozřejmě číst umožňuje, tolik světla padá na papír půl metru od svíčky vysoké 15 cm, ale je to čtení namáhavější a pomalejší než při světle o řád sil­nějším. Na druhé straně je potřeba zdůraznit, že oči se rozhodně čtením při slabém světle nekazí, ač se to říkává.

Řešení spočívá v barvě světla. Receptory, které star­tují noční a denní fázi metabolismu, jsou citlivé hlavně na modré světlo. Pokud modrou složku velmi potlačí­me, případně i složku modrozelenou, zbylá zelená a čer­vená složka může být dost silná, aniž ony receptory na sítnici signalizují, že je den. To se výhodně pojí s cit­livostí té zrakové soustavy, která je podstatná pro čtení: pro tu je totiž rozhodující zelená a čer­vená složka světla, odfiltrování modré části se proto např. na údajích luxmetrů téměř neprojeví (luxmetry napodobují spektrální citlivost denního lidského vidění). I když do očí dopadá až deset luxů čistě žlutého světla, nástup či průběh noční fáze metabolismu to neovlivní. Pokud je místnost osvětlena žlutě pěti luxy a na pra­covní plochu si posvítíme až třiceti luxy, limit deseti luxů do očí nepřekročíme. Při opravdu dobrém fil­tro­vání s vyloučením světla s vlnovou délkou nižší než 530 nm se výrazně nemusí projevovat ani hodnoty o řád vyšší, jak ověřil pokus se žlutými brýlemi [1].

Je pozoruhodné, jak málo absence modré složky světla při většině činností vadí – za chvíli její nepří­tom­nost přestaneme vnímat. Naše vnímání se ostatně musí rych­le přizpůsobovat i během dne, kdy se barva světla hodně mění, a též na noční užití sta­rých zdrojů světla, totiž plamenů. Ty jsou rovněž chudé na modrou složku, mají výrazný žlutý, až oranžový ná­dech. Přesto vnímáme bílý papír osvětlený takovým světlem jako bílý, ne žlu­tý. Záměrné filtrování silnějšíh­o, elektricky produ­kova­ného světla tuto naši schopnost s výhodou využívá. V případě nutnosti, jako při korektur­ách barevných pub­likací, si nicméně můžeme přisvítit na menší plochu několika luxy i nefiltrovaně, nej­spíš malou kompaktní zářivkou (několikawattovou).

Naopak, pokud při pohledu na monitor není potřeba dosahovat výborného rozlišování modrých odstínů, lze i barvy monitoru nastavit tak, že modrou složku úplně nebo téměř úplně potlačíme a zelenou potlačíme zčásti, to kromě toho, že snížíme jas monitoru a případně i jeho kontrast. Takové ruční nastavení monitory dnes umož­ňu­jí a dokáží si je zapamatovat, takže na zvolené noční nastavení lze příště za soumraku zase přepnout.

Budovy, v nichž lidé pobývají i v noci, by takovým druhým systémem žlutého osvětlení, doplňovaným pří­padně lokálním slabým bílým světlem, měly být po­stupně všechny vybaveny. Základní, silné bílé umělé osvět­lení určené ke kombinování s denním světlem by v noční době mělo být zcela vyřazené z provozu, aby je nikdo omylem nemohl zapnout. Samozřejmě, i slabé žluté osvětlení má být zapnuto, jen když je někdo opravdu potřebuje k práci. K samotnému pohybu po chodbách, např. při pochůzkách vrátného přivyklého šeru, není oněch pět či deset luxů zdaleka potřeba.

Čistě žluté, slabé svícení má ještě jednu kladnou stránku – v létě můžeme mít po setmění okna dokořán, aniž by světlo lákalo dovnitř hmyz. Lze si pak dovolit vánek chladnoucího nočního vzduchu, který práci velmi zpříjemňuje. Tohoto nečekaného, a přitom vlastně zá­sadního přínosu si povšimla autorova rodina poté, co přestala po setmění užívat silná světla s modrou slož­kou... Pravda, taková výhoda se týká spíše domácností než úřadů. Dobře se ale uplatňuje i na auto­rově pracovišti.

Osvětlení pro noční orientaci

K případnému nočnímu pohybu po budově se hodí třetí osvětlovací soustava, vhodná tam, kam neproniká dostatek přírodního nočního světla okny. Tu lze velmi snadno realizovat pomocí bílých LEDek, které se umístí tak, aby samy nebyly viditelné, jen osvětlovaly patřičné povrchy. Intenzity osvětlení jis­tě stačí na úrovni úplňku, tj. kolem jedné desetiny luxu. Pro úplnost dodejme, že takové noční osvětlení je vhodné i na chodbách ubyto­ven. Samotné prostory, kde lidé spí, ovšem nesmí být osvětleny silněji než jednou setinou luxu, teprve to je hodnota, kterou přes zavřená víčka nevní­máme. Modrá složka je přitom vítaná: jednak je účinná pro noční, ty­činkový systém vidění, a jednak ji víčka výborně odfil­trují. Slabé bílé, orien­tační osvětlení lze dobře kombi­novat s mnohem sil­nějším žlutým použitým jinde – zce­la žluté světlo bez vlnových délek kratších než 530 nm totiž jen málo narušuje adaptaci tyčinek na tmu, takže noční vidění po přechodu do slaběji, ale bíle osvět­lených prostor začíná dobře fungovat téměř okamžitě.

Podrobněji o správném nočním osvětlování viz starší článek s potřebnými odkazy [2].

Exteriéry budov

Pro osvětlení exteriérů veřejných budov platí obecná zásada venkovního osvětlování: žádná lampa, žádné jasné ústí svítidla, či nějaký dolů vyčníva­jící čirý či roz­ptylující kryt takového ústí, nemají být zdáli vidět. Svět­la tedy nemají vůbec svítit vodorovně, natož šikmo na­horu.

Venkovní osvětlení, stejně jako vnitřní, by od sou­mraku do svítání mělo být zapnuté jen tehdy, když tudy opravdu lidé chodí. Dnes obvyklý zlozvyk nechávat ně­jaké lampy zapnuté i jindy, po celou noc, je zřejmě atavismem vyplývajícím z vrozeného strachu ze tmy či z pohádek, v níž se ze tmy rodí strašidla či zlí duchové – dnes si za ně dosazujeme zloděje, lupiče nebo jiné ná­silníky. Ve skutečnosti umělé osvětlení niko­ho, kdo má špatné úmysly, nezaplaší, ale naopak mu plnění jeho zá­měrů usnadní. V osvětleném areálu či osvětlené budově není přítomnost nepovolané osoby případným ná­hod­ným svědkům nápadná, na rozdíl od situace, kdy tam chodí zloděj s baterkou. Dlouholetá zkušenost mnoha školních areálů ze Spojených států říká, že poté, co je přestali v noci osvětlovat, klesly nejen výdaje za elektřinu, ale vymizel i vandalismus a podstatně ubylo vloupání.

Pokud budova v noci v provozu je, ale návštěvníků přichází či odchází jen několik za hodinu, může být vhodné, aby se venkovní osvětlení přístupových cest za­pínalo jen dle signálu infračidel a bylo slabé, jen ta­kové, že je vidět, kudy jít – nejspíše osazené kompaktními zá­řivkami osvětlujícími cestu zlomkem luxu, v budoucnu pak LEDkami.

Stále hojnějším zvykem je osvětlovat i fasády budov. V době, kdy se na ně lidé skutečně s potěšením dívají, to může být rozumné, lze tím ostatně nahradit běžné ve­řejné osvětlení – ve dne na ulici svítí nebe, v noci to může být osvětlená fasáda. Je přitom ale potřeba do­držet několik pravidel. Samotná světla mířící na fasádu nema­jí být odnikud patrná, oslňovala by a účel oz­dob­ného osvětlování by tak kazila. Mají svítit shora dolů, aby kontury budovy měly přirozené stíny, ne opačné, danou architekturu zesměšňující – jako když si děti v noci svítí na obličej baterkou odspodu. A nemají svítit příliš si­lně: stačí jeden lux až deset luxů; opět zdůrazně­me, že úplněk poskytne nanejvýš čtvrt luxu, a vzpomeňme, jak bývá krajina zalitá svitem úplňku pů­vabná. Horní limit deseti luxů je uveden i v zákonech sedmi italských regio­nů, zahrnujících území o rozloze větší než Česko. De­centní, nerušivé osvětlení fasád lze dnes již dobře rea­lizovat pomocí svítících diod.

Rozumí se samo sebou, že ozdobné osvětlení má být vypnuté v době nočního klidu. O místní půlnoci se ostatně vypíná i osvětlení Hradčan, ač tehdy ještě mnoho turistů po Praze chodí. V menších městech a na vsi je vhodné ozdobná osvětlení vypínat už v jedenáct nebo v deset večer. Nebo, ještě rozumněji, je zapínat jen při svátečních příležitostech: tehdy lze oprávněně mluvit o osvětlení slavnostním.

Hi-tech okna

Závěrem výhled do budoucna. Vyhledávaným prostředím pro zrakově náročnou práci jsou ateliéry s velkorysým prosklením směrem na sever; výhodná jsou tehdy i střešní okna, pokud do nich nesvítí během práce slunce. Problémem takového osvětlování je, že u velkoplošného prosklení může být zima, a že tepelné ztráty za zimních nocí jsou neúnosně velké. To ale má své ře­šení: takovou úpravu oken na noc, aby ztráty vel­mi poklesly. A samozřejmě, výborné tepelně izolační vlastnosti zasklení i přes den, tedy dodržení pasivního standar­du, kdy tepla ven neuniká více než 0,8 W/m²K. Takové za­sklení na trhu už je, možnosti, jak je na noc zlepšit a jak ubrat dle potřeby světla přes den se zachováním vý­hledu ven, jsou po­psány ve [4]. Jde o elektricky ovlá­dané foliové rolety, dvě v téže mezeře mezi skly. Další možnosti zlepšení osvětlení a tepelných zisků se oteví­rají užitím po­vrstvených skel s nepatrnou odrazi­vostí a téměř doko­nalou propustností pro záření slunce i denní oblohy [5].

Odkazy

[1] Kayumov L, Casper RF, Hawa RJ et al.: Blocki­ng Low-Wavelength Light Prevents Nocturnal Melatoni­n Suppression with No Adverse Effect on Per­formance during Simulated Shift Work. J Clin Endo­crinol Metab 2005; 90:2755-2761. URL http://jcem.en­dojournals.org/cgi/content/abstract/90/5/2755

[2] Hollan J: Ve zdravém domě zdravou noc! Sborník konference Zdravé domy 2006, str. 147-154. URL http://hlina.info/doc/28-hollan.pdf. ISBN 80-214-3040-0, FA VUT, Brno 2006

[3] Daylight in Buildings. IEA Solar heating and coo­ling programme, Task 21. URL http://www.iea-shc.org/task21/

[4] Hollan J: Thermal improvement of windows by low-emissivity blinds 9. Internationale Passivhaustagung 2005, Tagungsband, pp. 645-646 (abstract of a poster) (for full text of the poster see http://amper.ped.muni.cz/jenik/windows/9pht/; novější český poster viz http://amper.ped.muni.cz/jenik/windows/ph_brno/)

[5] Hollan J: Coated glass, the only proper lens for any luminaire. Odstavec v textu http://amper.ped.mun­i.cz/light/EuP/FS.htm (dále viz odkazy z tohoto odstavc­e), příspěvku k projektu http://www.eup4light.net.

[6] Teyssler-Kotyška: Technický slovník naučný, díl IX, heslo Osvětlování, str. 745. Vyd. Fr. Borový, Praha 1933.