4 důvody, proč je LED ideálním veřejným osvětlením

Veřejné osvětlení má zajistit bezpečný pohyb chodců i řidičů, dobrou orientaci po setmění a co nejnižší provozní náklady, aniž by obtěžovalo okolí. V článku projdeme čtyři hlavní kritéria kvalitního veřejného osvětlení na příkladu Los Angeles, porovnáme LED se sodíkovými výbojkami a ukážeme, jak spočítat úsporu energie při modernizaci.

Co musí veřejné osvětlení splňovat

Veřejné osvětlení je služba obcí pro občany. Jeho cílem je zvýšit bezpečnost a pohodlí na volně přístupných prostranstvích. Středisko pro efektivní využívání energie (SEVEn) ve spolupráci s Fakultou elektrotechnickou ČVUT v Praze zpracovalo analýzu možností využití LED ve veřejném osvětlení. Publikace je určená především zástupcům měst a obcí a za nejdůležitější považuje tato kritéria:

1. Bezpečnost osob a majetku, včetně dostatečné viditelnosti pro řidiče a chodce.
2. Estetické působení – příjemný vzhled nočního města a dobrá orientace po setmění.
3. Ekonomika provozu – náklady na spotřebu energie a údržbu.
4. Omezení nežádoucích vlivů na okolí, zejména rušivého světla.

Právě tato čtyři kritéria jsou zároveň čtyřmi hlavními důvody, proč se LED stává standardem veřejného osvětlení. Technické požadavky na osvětlení komunikací stanoví norma ČSN EN 13201.

Od Křižíka k LED

Elektrické veřejné osvětlení u nás spojujeme se jménem Františka Křižíka, jehož oblouková lampa se v 80. letech 19. století stala jedním z prvních elektrických zdrojů pro osvětlení ulic. Oblouková světla později nahradily žárovky a vysokotlaké rtuťové a směsové výbojky. Od 70. let 20. století nastoupily vysokotlaké sodíkové výbojky, které podle publikace SEVEn tvořily ještě v roce 2010 asi 90 % veřejného osvětlení v Česku. Jejich nástupcem je dnes LED veřejné osvětlení.

Společnost SEVEn k tomu ve své zprávě uvádí: „Rychlý růst měrného výkonu, dlouhá doba života i postupný pokles ceny světelných diod vytvářejí předpoklady pro stále širší uplatnění těchto světelných zdrojů i v oblasti veřejného osvětlení.“ Silné a slabé stránky technologie obecně shrnuje článek Výhody a nevýhody LED.

Měrný výkon: kolik světla z jednoho wattu

Měrný výkon (lm/W) je objektivní kritérium pro porovnání účinnosti světelných zdrojů, protože vyjadřuje, kolik světla zdroj vyrobí z jednoho wattu elektrické energie. Graf z publikace ukazuje, že ze všech zdrojů používaných ve veřejném osvětlení mají LED nejvyšší měrný výkon a ten se dál zvyšuje.

U veřejného osvětlení je důležité porovnávat celé svítidlo, ne jen samotný zdroj. Sodíková výbojka má sama o sobě vysoký měrný výkon, ale vyzařuje světlo do všech směrů a část se ztratí v reflektoru svítidla nebo míří mimo komunikaci. K tomu je potřeba připočíst příkon předřadníku. LED svítidlo má optiku, která světlo směruje přímo na vozovku a chodník, takže z každého wattu se na osvětlovanou plochu dostane víc světla. Rozdíl mezi lumenem, luxem a jasem vysvětluje článek Co znamenají pojmy lumen, lux a kandela.

Důvod 1: bezpečnost osob a majetku

Jako příklad poslouží Los Angeles, které jako jedno z prvních velkých měst začalo už v roce 2009 ve velkém měnit pouliční osvětlení za LED. Srovnávací fotografie ve fotogalerii nahoře ukazují, že po výměně se v ulicích výrazně zlepšila viditelnost pro řidiče i chodce. Podle tehdejších zpráv, například v časopise Forbes, si město po výměně pochvalovalo i příznivý vliv na bezpečnost v ulicích.

Na bezpečnost má vliv nejen množství světla, ale hlavně jeho rovnoměrnost a podání barev. Bílé světlo LED s indexem podání barev 70 a více umožňuje rozeznat barvu oblečení, aut a dopravního značení, což je pro řidiče i pro identifikaci osob důležité. Souvislosti mezi osvětlením a kriminalitou podrobněji rozebírá článek Může LED osvětlení snížit kriminalitu?

Důvod 2: vzhled města a orientace

Druhým kritériem je příjemný vzhled nočního města a snadná orientace po setmění. Srovnávací snímky mostu Sixth Street Bridge nebo promenády Ocean Front Walk ve fotogalerii mluví samy za sebe: LED světlo je to bílé, sodíkové výbojky dávají typické oranžovožluté světlo.

LED svítidla se vyrábějí v různých teplotách barvy světla. Historické centrum tak může mít teplejší světlo, které zvýrazní fasády, hlavní tah neutrální bílou a park nebo náměstí jiné, nižší svítidlo s měkčím světlem. Svítidla pro tato místa najdete v kategoriích pouliční osvětlení, osvětlení veřejných prostranství a osvětlení chodníků. Jak barva světla působí na člověka, popisuje článek Teplota chromatičnosti: jak vybrat správnou barvu světla.

Důvod 3: nižší náklady na provoz

Los Angeles mělo kolem 215 000 pouličních svítidel a během několika let vyměnilo jejich většinu za LED. Město pak vykazovalo výrazně nižší spotřebu elektřiny a podle zveřejněných údajů i roční úsporu v řádu desítek tisíc tun CO₂. Kromě energie ušetří LED i na údržbě, protože se výrazně méně často mění zdroje a méně často se vyjíždí s plošinou.

Příklad výpočtu úspory pro obec

Veřejné osvětlení v Česku svítí zhruba 4 000 hodin ročně. Svítidlo se sodíkovou výbojkou 70 W odebírá včetně ztrát v předřadníku zhruba 80 W, srovnatelné LED svítidlo kolem 35 W. Výpočet pro 100 svítidel:

• sodík: 100 × 80 W × 4 000 h = 32 000 kWh za rok,
• LED: 100 × 35 W × 4 000 h = 14 000 kWh za rok,
• úspora: 18 000 kWh ročně, tedy asi 56 %.

Pokud LED svítidla po půlnoci ztlumíte například na polovinu výkonu, úspora dál roste. Návratnost spočítáte tak, že investici do svítidel a montáže vydělíte roční úsporou v kWh vynásobenou cenou elektřiny a připočtete ušetřené náklady na údržbu. Konkrétní hodnoty svítidel se liší podle typu komunikace, proto je vždy potřeba výpočet pro konkrétní ulici.

Důvod 4: menší zátěž pro okolí

Čtvrtým kritériem je omezení rušivého světla, které svítí do oken, oslňuje nebo míří zbytečně k obloze. Starší pouliční svítidla s výbojkami často vyzařují část světla do stran a nahoru. LED svítidla s plochým krytem a směrovou optikou míří světlo dolů na komunikaci a do horního poloprostoru nevyzařují prakticky nic.

V Los Angeles použili LED svítidla s teplotou barvy kolem 4 000–5 000 K, tedy neutrální až studené bílé světlo. Dnes se v obytných ulicích doporučuje spíše teplejší světlo 2 700–3 000 K, které obsahuje méně modré složky a méně ruší noční prostředí, a pro hlavní komunikace neutrální bílá do 4 000 K. Proti světlu v oknech pomáhá hlavně správná optika a sklon svítidla, ne samotná teplota barvy.

LED a ostatní zdroje pro veřejné osvětlení

Příkladu Los Angeles následovala řada měst v USA, Kanadě, Jižní Americe i v Evropě. Kodaň například spojila přechod na LED s cílem stát se prvním uhlíkově neutrálním městem na světě. Vychází LED nejlépe i v našich podmínkách? Srovnávací tabulka z publikace SEVEn odpovídá, že ano.

Nízký index podání barev sodíkových výbojek znamená, že v jejich světle nelze dobře rozlišit barvy a povrchy. LED světlo barvy podává věrně, takže chodník, obrubník i překážka jsou lépe vidět. Podrobné srovnání najdete také v článku Veřejné osvětlení: srovnání a přehled typů svítidel v článku Různé typy pouličních světel a jejich použití.

Jak postupovat při modernizaci

1. Pasportizace – sepište stávající svítidla, jejich příkon, výšku a rozteč stožárů a stav rozvodů.
2. Zařazení komunikací do tříd podle ČSN EN 13201 – jiné požadavky má hlavní silnice, obytná ulice a chodník.
3. Světelnětechnický výpočet – teprve výpočet ukáže, jaký výkon a optiku svítidla potřebujete pro danou rozteč stožárů. Proč se silnice nehodnotí jen v luxech, vysvětluje článek Proč se veřejné osvětlení neměří v luxech.
4. Řízení a stmívání – rozhodněte, zda svítidla budou mít noční útlum nebo chytré řízení. Viz chytré veřejné osvětlení.
5. Financování – pro obce existují dotační programy, přehled najdete v článku Přehled dotačních programů a v kategorii veřejné osvětlení pro dotační programy.

Na co myslet při zadání zakázky, popisuje článek Co zvažovat při zadávání výběrového řízení na veřejné osvětlení.

Časté otázky

Shrnutí

LED splňuje všechna čtyři kritéria kvalitního veřejného osvětlení: zlepšuje viditelnost a podání barev, umožňuje zvolit vhodnou barvu světla pro každé místo, snižuje spotřebu zhruba o polovinu a díky směrové optice méně svítí tam, kam nemá. Před výměnou vždy nechte zpracovat výpočet podle ČSN EN 13201 pro konkrétní komunikace.

Kam dál