S napětím sledujeme nejnovější trendy a proud informací posíláme k vám…

Jak a čím rozumně svítit?

Datum: 22.04.2019

2-vyber

Občané se většinou rozhodují při koupi světelného zdroje především požadovaným množstvím světla (dříve dle wattů, nyní lumenů), a tento výběr pak korigují už jen jeho cenou, což není ideální postup. Proto je třeba si porovnat různé zdroje světla z různých užitných hledisek, a k tomu potřebujeme znát alespoň základní vlastnosti světla, tedy hlavní definice týkající se světla.

Budiž světlo

Je psáno v Bibli, kniha Genesis Gn 1, 3, kde se popisuje stvoření světa, jež začíná právě světlem. Co to ale je světlo? Pod tímto pojmem se ve světelné technice rozumí viditelné záření v rozmezí vlnových délek od 380 do 770 nanometrů. Kratší vlnové délky se nazývají ultrafialové záření (UV), které umí pěkně spálit pokožku a zanítit oči ale i léčit (víme z domova z tzv. horského sluníčka), delší vlnové délky se nazývají infračervené záření (IR), které pěkně hřeje (známé infrazářiče z koupelen).

Samotné světelné zdroje pak mohou být buď přírodní (Slunce, blesk, oheň, světlušky, fosforescence …) nebo umělé (světlo vzniklé přeměnou chemické, biologické či elektrické energie). Nás nejvíce zajímají ty teplotní (např. petrolejka, žárovky …) nebo výbojové (nízkotlaké, vysokotlaké…) či elektroluminiscenční (světelné diody LED).

Základní jednotkou svítivosti je kandela – cd (od anglického názvu svíčky) a její definice má význam jen pro metrologii a běžný občan se s ní nesetká. Mnohem důležitější je jednotka světelného toku – lumen (lm), která nám udává, lidově řečeno, množství vyzařovaného světla, a to už zajímá každého občana. Zvláště pak tzv. měrný výkon světelného zdroje (chcete-li účinnost, energetická efektivita) v lm/W. A pak tu máme méně známé jednotky, ale též důležité: Jednotku osvětlenosti – lux (lx), kterou si lze představit jako „hustotu světelného toku“, tedy kolik lumenů dopadá na plochu (neboli když ke zdroji dám reflektor, pak ze stejného množství lumenů dostanu několikanásobně více luxů, ale na menší plochu – tzv. bodová svítidla). A důležité je i měření jasu, aby nás světlo neoslňovalo (do žárovek a výbojek a Slunce se dívat přímo nemůžeme, zatímco na lineární zářivku bez problémů).

Pokud bychom tedy vybírali zdroj světla jen podle jeho měrného výkonu (tedy účinnosti v lm/W), pak by volba byla dle tab. č. 1 jednoznačná – nízkotlaké sodíkové výbojky, které ale u nás nikdo nezná. Takže je jasné, že důležitou roli hrají i další vlastnosti světelných zdrojů:

Tab. č. 1 – Účinnosti světelných zdrojů. Rozptyl v údajích je ovlivněn např. dobou života (při kratší době života bývá účinnost vyšší), vnější teplotou, kvalitou světla (Ra, max. je 100), barvou světla (kelvin), provedením, předřadníkem (elektromagnetický-elektronický), napětím (12-230V), kvalitou výrobku (značkové-neznačkové), četností spínání a výkonem (účinnost stoupá s výkonem ve W, kromě LED, které mají problém s chlazením).

Index podání barev – tzv. Ra faktor, lidově kvalita světla, na kterém závisí správné rozpoznání barev při umělém světle. Pohybuje se od 0 do 100, přičemž 100 mají žárovky, 98 nejkvalitnější nízkotlaké rtuťové výbojky (tak se správně nazývají všem známé zářivky) se speciálním několika pásmovým luminoforem, kolem 90 halogenidové výbojky a kvalitní kompaktní zářivky, pod 90 běžné levné zářivky, kolem 80 pak zdroje LED, kolem 70 oranžové vysokotlaké sodíkové výbojky (svítí na ulicích a silnicích dodnes, když před 40 lety nahradily bílé rtuťové vysokotlaké výbojky) a kolem 20 pak nízkotlaké sodíkové výbojky. U těch posledních nerozpoznáte skoro vůbec jednotlivé barvy, takže už je nám jasné, proč se skoro nepoužívají, byť svítí nejvíce.

S tím souvisí i teplota chromatičnosti světla, lidově barva či teplota světla. Udává se v Kelvinech (K) a ukazuje, ve které části viditelného spektra světla zdroj vyzařuje (obr. vpravo). Zatímco u žárovek je pevně dána teplotou žhavého wolframového vlákna, tak u výbojek a LED zdrojů je možné ji měnit v závislosti na náplni výbojové trubice, druhu luminoforu či konstrukce čipu. Takže klasické žárovky vydávají světlo především v červené části spektra, tedy s teplotou pod 3000 K, halogenové mají teplejší vlákno, proto svítí více do běla s teplotou až 3500 K, zářivky pak podle druhu luminoforu od 2700 K pro teple bílou, přes 3500 K u denní bílé až přes 5500 K pro studenou denní (a jsou tak někdy označovány přímo u patic zářivek, podobně nové LED zdroje). U ostatních výbojek, zvláště pak sodíkových už ten výběr tak velký není.

A s barvou světla souvisí i zdravotní aspekty osvětlení, které vyvstaly zvláště u LED zdrojů s namodralým světlem. Jde o tzv. cirkadiánní rytmy, které poskytují člověku informaci o tom, zda je den či noc. Zdroje LED totiž mají největší účinnost právě v modré části spektra, kde jejich záření způsobuje výrazné snížení spánkového hormonu melatoninu a ovlivňuje i další fyziologické procesy a výrazně tak narušuje nezbytný podíl bdělosti a spánku nejen u člověka, ale i u zvířat, a dokonce i hmyzu (proto mají lapače hmyzu zářivku s namodralým světlem). Co se týče ekologie, tak tou se příliš trápit nemusíme, jednak obsah rtuti byl již snížen na minimum a existuje dobře fungující zpětný odběr světelných zdrojů.

Velmi důležitá je též životnost zdroje, tedy kolik hodin vydrží svítit, než zhasne natrvalo nebo se jeho světelný tok sníží pod určitou hranici (zpravidla 85 %). A zde už je velký prostor pro švindlování, dokonce větší než např. u udávané normované spotřeby aut či účinnosti kotlů, takže podrobné testy odhalily, že je dobré v praxi počítat spíše jen s poloviční dobou života, než udává výrobce. A nesmíme zapomínat, že u těch zdrojů, které potřebují k provozu elektronické předřadníky (prakticky všechny výbojky a LED) jejich životnost závisí i na životnosti elektroniky a výsledná životnost je součinem jak životnosti zdroje, tak životnosti předřadníku! Proto u výbojek lze s výhodou měnit i jen samotný zdroj a předřadník použít postupně pro několik zdrojů. Nicméně z porovnání zdrojů plyne, že nejdelší dobu života mívají kvalitní lineární (trubicové) zářivky (až 30 000 hodin), o něco nižší pak vysokotlaké sodíkové výbojky (až 20 000 hodin), halogenidové výbojky a kompaktní zářivky (až 15 000 hodin), u LED zdrojů závisí hodně na teplotě, při jaké budou provozovány, takže ty s nižším příkonem do 15 000 hodin, ty s větším příkonem a teplotou i pod 10 000 hodin, ty méně kvalitní i jen několik tisíc hodin (mně už odešla třetina LED za pouhých 5 let), ostatní výbojky kolem 10 000 hodin, halogenové žárovky 2000 hodin, klasické obyčejné žárovky 1000 hodin.

Pro někoho je důležitá i možnost stmívání a regulace. U žárovek je to bezproblémové, zářivky a LED to umí jen některé a se speciálním předřadníkem, ostatní výbojky se stmívají tím, že se některé vypnou. S tím souvisí i rychlost náběhu zdroje na plný výkon – nejrychlejší jsou LED zdroje, pak žárovky, následované s vteřinovým odstupem zářivkami, a nejdelší náběh až několik minut mají vysokotlaké výbojky a nejdou znova zapnout, dokud nevychladnou. Opomíjenou veličinou je pak počet zapnutí – u žárovek a LED neomezený, u výbojek včetně zářivek s elektronickým předřadníkem a zapalovačem v tisících, zatímco u starších zářivek se jejich životnost rapidně zkracovala počtem zapnutí. A nesmíme při výběru zapomenou na patici zdroje – ne všechny se totiž hodí do patic žárovek (E14, E27) či zářivek!

A náš výběr je determinován i výkonem, respektive příkonem požadovaného druhu zdroje – např. žárovky můžeme mít s příkonem (a k němu odpovídajícím výkonem) od desetin wattu do tisíců wattů, zářivky od 5 do 65 wattů, výbojky od 35 do 3500 wattů, zatímco LED s příkonem i v miliwattech. A samozřejmě až na prvním místě je pro všechny důležitá cena zdroje (zvláště pak pokud je provozován na místě, kde je snadné ho odcizit). Samozřejmě nejlevnější jsou ty zdroje, které nejsou valné kvality (podřadné zářivky či LED) nebo nepotřebují žádný předřadník, tedy žárovky (čím složitější předřadník, tím vyšší cena a vyšší poruchovost).

A tak je nám už jasné, že při výběru vhodného zdroje světla pro daný účel musíme brát v úvahu všechny výše uvedené aspekty současně, což je velmi složitá záležitost.

V první řadě se tedy vykašlete na všechny výpočty úspor energií či investic!

A jestliže to říkám já, vystudovaný ekonom a matematik a autor největší akce prodeje úsporných zdrojů nejen u nás, ale i ve světě (jak jsem to dokázal ze mě tahal v Nizozemsku nejen největší světový výrobce zdrojů, ale několik hodin i na ministerstvu energetiky ve Washingtonu), tak mi to můžete věřit! Výrazné úspory energií se zkrátka nekonají, rozhodně ne prostým vynásobením rozdílu příkonu zdroje a jeho životnosti. Podobně chybné je i vycházet z ceny elektřiny, kterou máme na faktuře, když polovinu tvoří fixní náklady nezávislé na množství spotřebované elektřiny, takže ty výsledné nevýznamné úspory v kW je při přepočtu na Kč třeba snížit ještě na polovinu. A i doba života zdroje, udávaná výrobcem, a která tvoří významnou část investic do úsporného osvětlení, bývá též až o 50 % nadsazená. Chybné je i vyčíslení úspor na údržbě, když zdroje není třeba 10 let vyměňovat. Přitom normy hovoří jasně o tom, že zdroj světla je třeba každoročně očistit, jinak ztrácí na svítivosti, takže když tak učiníme jeho výměnou, není to práce navíc a naopak svítíme více. A nesolidní je i porovnávání s tím nejméně účinným zdrojem světla, tedy žárovkou, když nyní nahrazujeme zdroji LED především zářivky. Takže nepřekvapí, že i na největším rakouském veletrhu úspor energií ve Welsu je pravidelně velký stánek s “neúspornými“ žárovkami, byť jsou už několik let zakázané zatímco u nás by to bylo bráno jako drzá provokace. Ekonomické aspekty jsou totiž až to poslední, čím bychom se měli při výběru zdroje světla řídit!

Typická místa pro svícení a nejvhodnější zdroje

Obývací pokoj: Potřebujeme klidné, tep-lé a měkké světlo, což nejlépe splňují kvalitní kompaktní zářivky nebo lineární zářivky namířené na strop s teple bílou barvou světla. A pokud potřebujeme přímo osvítit nějaký obraz či soliter, pak LED bílé barvy.

Křišťálové lustry: Ty jsou kapitola sama pro sebe. Mnozí si pamatujeme na ten trapas ve spotu TV, kde bývalý ministr životního prostředí M. Bursík poučoval prezidenta Klause, že by měl do těch křišťálových lustrů na Hradě dát úsporné kompaktní zářivky. Ty ověsy (jak se správně nazývají ta skleněná cingrlátka) mají totiž jediný úkol – rozložit světlo zpět na jednotlivé barvy duhy, a smysluplně rozkládat lze jen zdroj se spojitým spektrem, tedy sluneční nebo žárovkové světlo. Takže tam patří jedině a pouze žárovky!

Pracovna, kancelář: Pokud v ní pracujeme i přes den, pak nejlepší volbou jsou zářivky, lhostejno zda lineární nebo kompaktní, s barvou světla denní. A pokud v ní nepracujeme až do noci, tak můžeme použít i zdroje LED.

Ložnice: Jako centrální světlo bude asi nejvhodnější kompaktní zářivka teple bílé barvy, lampička pak se žárovkou či krátkou zářivkou. A pokud chceme v klidu a rychle usnout, tak v žádném případě ne LED!

Dětský pokoj: Dokud jsou děti malé a doma i přes den, je možno svítit stropními zářivkami denní barvy či lampičkami LED, pokud je využíván především v noci, pak osvětlení podobně jako v ložnici. Nevhodné jsou žárovky, které mohou dostat přímý zásah a střepy mohou popálit či pořezat děti.

Kuchyně: Protože zde bývá spousta tepelných spotřebičů a pracuje se zde i fyzicky, tak jsou lepší zdroje s chladnějšími tóny, tedy bílé. A abychom si při krájení šnitlíku neuřízli i prst, tak je nezbytné osvětlení, které netvoří stíny, tedy nejlépe řada lineárních zářivek. Jejich vhodné umístění je buď pod kuchyňskou linkou nebo naopak nahoře na ní s osvětlením stropu. Tolik nyní nabízené jejich módní retrofity (náhrady) ve formě pásků LED zde nedávají žádný smysl (leda tak pro obchodníky).

Chodby: Požadujeme rychlé rozsvícení a pokud v nich nezhasínáme, pak i dlouhou dobu života. Tomu vyhovují zdroje LED. Pokud ale v ní svítíme jen sporadicky, pak na době života nezáleží a mnohem levnější je použít obyčejnou žárovku.

Komory a sklepy: Požadujeme okamžité rozsvícení a svítíme jen krátce, takže volba je jednoznačná – žárovka.

Společné prostory bytových domů: Nejvhodnější se jeví takový zdroj, které nezavdá chmatákům příčinu k jeho uzmutí, tedy klasická žárovka. Pokud se v nich ale svítí trvale, pak nejlevnější lineární zářivka na stropě (špatně se odmontovává a přenáší).

Výlohy obchodů: Zde je třeba mít úsporný zdroj s dlouhou životností a s věrným podáním barev, tedy s Ra faktorem nad 95, což nejlépe splňuje při celkovém osvětlení lineární zářivka neutrální bílé barvy nebo při bodovém osvětlení halogenidová výbojka.

Vánoční stromky, diskotéky či slavnostní a dekorativní osvětlení: Jedině řetězy LED – mají malou spotřebu, dlouhou životnost, spoustu barev, jsou lehké a malé a mohou blikat dle libosti.

Venkovní prostory: Pokud se v nich svítí trvale, tak zde mají svůj prostor všechny úsporné zdroje světla od výbojek až po LED zdroje snad kromě lineárních zářivek, u nichž se ochlazením snižuje jejich výkon.

Vše, co je na baterky (ruční svítilny, zahradní světla, nouzová svítidla): Jednoznačně LED kvůli nízké spotřebě, dlouhé životnosti a možnosti solárního napájení.

Reflektory automobilů: Kdo má dost peněz, pak LED, které lze ideálně zaostřit. Kdo méně, tak xenonky, halogenky a nakonec běžné žárovky. Pro brzdová světla ale jedině rudé LED – těch několik desetin vteřiny, o které se rozsvítí rychleji než žárovka, může někdy zachránit i život!

Ulice měst a vesnic: Výkonný, úsporný zdroj s vysokým Ra faktorem (to abychom poznali souseda), tedy nejlépe lineární či kompaktní zářivky (které jsme oproti Rakousku v padesátých letech nesmyslně vyházeli a nahradili výbojkami), halogenidové výbojky a nyní i zdroje LED.

Silnice: Vysoký výkon a účinnost a dlouhou životnost zaručují vysokotlaké sodíkové výbojky.

Podchody a tunely: Požaduje se výkonný, úsporný a levný zdroj, tedy levná lineární zářivka, nebo sodíková výbojka, lhostejno zda vysokotlaká nebo nízkotlaká.

Vlaková nákladní seřadiště: Cokoliv, co hodně svítí a má dlouhou životnost (kdo by po těch stožárech taky furt lezl), na ostatních parametrech nezáleží, tedy nízkotlaké sodíkové výbojky.

Autor: JUDr. Ing. et Ing. Mgr. Petr Měchura

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

15 + tři =