Problematika bílého světla večer a v noci

Střídání světla a tmy je s naší planetou spjato od počátku. Všechny organismy tyto změny vnímaly a v těchto podmínkách se vyvíjely miliony let. Světlo nám říká, že je den, a tedy máme být aktivní, a naopak tma (absence světla) znamená noc, kdy máme dát prostor regeneračním procesům. Velkou roli v tom hraje spektrální složení světla, které přes oko dává mozku signál o tom, v jaké denní fázi se nachází. 

Obrázek1.png

Díky tomu, že člověk v průběhu evoluce ovládl oheň a dokázal ho využívat, mohl si prodloužit den. Spektrálně vypadá oheň tak, že obsahuje dlouhé vlnové délky (červenou a oranžovou barvu) a téměř žádné krátké vlnové délky (modrou a zelenou barvu). A evolučně jsme na toto před spaním nastaveni.

Klasická žárovka, kterou Edison uvedl na trh v roce 1879, vypadá spektrálně velmi podobně ohni (má nejvíc energie v dlouhých vlnových délkách). Teprve relativně nedávno (cca po druhé světové válce) se hojněji začaly používat zářivky, které svítí bíle. Jenže bílé světlo obsahuje i krátké vlnové délky, které je potřeba používat přes den, ale ne večer a už vůbec ne v noci. S umělým bílým světlem v noci evoluce prostě nepočítala.

 
Obrázek2.png

Trend používání bílého světla přetrval dodnes, kdy se nejvíce používají LED zdroje, protože jsou energeticky a po stránce údržby úsporné. A díky bílým LED zdrojům je také „dobře vidět“. Jenže bílé světlo večer a v noci desynchronizuje (rozlaďuje) naše přirozené fungování, naše cirkadiánní hodiny. Kvůli tomu nejsme schopni konzistentního a kvalitního spánku. Je to způsobeno mj. tím, že pokles světla (jeho intenzity a teploty chromatičnosti) vyvolává zvýšení hladiny hormonu melatoninu (nazýván jako „hormon tmy“, velmi silný antioxidant), který je důležitý pro správný biorytmus spánku.

Používání umělého světla je v 21. století nutností. Těžko se vrátíme do jeskyní s ohněm či ke svíčkám. Ale je nutné používat takové světlo, které se blíží slunci v danou denní dobu. Tedy přes den bílé, hodinu před západem slunce teple žluté, při západu (a pokud nutně potřebujeme, tak i po západu) sytě oranžové až rudé. Bohužel, tyto poznatky nejsou ve společnosti příliš rozšířené a v dnešní době se stále více setkáváme s nadbytkem bílého světla v noci. V domácnosti ať si lidé svítí, čím chtějí, ale na veřejnosti, kde nevhodné osvětlení ovlivňuje živočichy a rostliny či přímo celé ekosystémy a některým lidem může i zasahovat do soukromí, to už je potřeba řešit.

Jaké je správné svícení?

Noční osvětlení způsobuje fyziologické a ekologické problémy. I proto tu jsou nastaveny limity, které mají rušivost světla (světelné znečištění) omezit. Maximální přípustné hodnoty ve venkovních osvětlovacích soustavách stanovuje technická norma ČSN EN 12464-2.
 
Zde je na místě položit si otázky – kdo tyto limity nastavoval, na základě jakého souboru informací, a hlavně před jakou dobou?
 
Tato norma je z roku 2014 a jak se v ní mj. píše „...stanovuje požadavky na osvětlení pro venkovní pracovní prostory z hlediska zrakové pohody a zrakového výkonu." Z uvedeného vyplývá, že limity jsou tu proto, abychom se cítili komfortně, ale zároveň byli vizuálně efektivní. V noci? Mysleli přitom technici na další aspekty (např. fungování a činnost organismů), nebo bylo cílem pouze to, aby bylo dobře vidět? A co nevizuální systém oka, který řídí biologické hodiny organismu a ovlivňuje řadu dalších fyziologických funkcí? Ten má výrazný vliv na náladu, koncentraci, kvalitu spánku a spánkovou regulaci celkově, což potvrzuje řada vědeckých studií.

Přípustné maximum rušivého světla pro venkovní osvětlovací soustavy
V oddíle 4.5 Rušivé světlo je v Tabulce 2 jako přípustné maximum světla stanovena max. hodnota světla na objektech v době nočního klidu, tedy např. na parapetě okna, 5 luxů (konkrétně parapet Hynek Medřický měřil ve videu o nasvícených přechodech). Tato hodnota je běžně překračovaná silným veřejným osvětlením.

Žádná evropská ani česká závazná norma navíc neurčuje hodnoty korelované teploty chromatičnosti (CCT), tedy teploty barvy světla, která navozuje atmosféru v osvětlovaném prostředí (rozdílně se svítí v ložnici před spánkem a jinak v pracovně při práci, analogicky to platí u venkovního osvětlení). Nezbytnost svícení večer a v noci co nejvíce omezit je zřejmá. Když už jsou ale venkovní světla nezbytná, tak je vhodné volit ta s nízkou hodnotu CCT, která se udává v Kelvinech (K) --> čím nižší číslo, tím teplejší světlo.

Color_temperature.png

Na „vhodné“ hodnotě CCT nepanuje ve společnosti jednoznačná shoda. Různé zájmové skupiny mají vlastní úhel pohledu a ten také prosazují. Světelný technik bude chtít, aby bylo vidět co nejvíce (tedy ideálně jako přes den), kdežto chronobiolog či ekolog vám řekne, jak je to nepřirozené a jakou daň to s sebou nese. 

V současné době je např. MPO či MŽP za optimální pro veřejné osvětlení považována CCT 2700 K. Lze to vnímat jako jakýsi diplomatický kompromis mezi nepříjemnou a nepřirozenou přesvětleností, a zároveň zachováním dostatečné viditelnosti. Snížením CCT až na hodnotu okolo 1800 K (označované jako PC Amber = Phosphor Converted Amber) ale nelze udělat chybu. Takovéto svícení nejenže nemá negativní dopady na nehodovost a kriminalitu, ale je i šetrnější k přirozeným biorytmům člověka a přírody jako takové.

Jak už bylo zmíněno, žádné závazné normy CCT neurčují, ale posledních 50 let se na území Evropy včetně ČR používají vysokotlaké sodíkové výbojky (HPS) s CCT ~ 1800 K. Není tedy problém použít LED PC Amber s CCT 1800 K tak, jak to navrhují světoví výrobci LED. 

S CCT souvisí a klíčovou roli hraje světelné spektrum, tedy elektromagnetické záření, které vyvolává v lidském oku světelný vjem, a tedy je možné ho vidět. Toto viditelné záření se rozprostírá od vlnových délek cca 360 nm (vidíme jej jako fialové světlo) do cca 750 nm (červené světlo).
 
Na večer je vhodný zdroj světla s co nejnižším podílem modré až zelené spektrální složky (nejlépe úplně bez), na noc už úplně bez těchto krátkých vlnových délek. Naopak by zdroj světla v době večera měl obsahovat dlouhé vlnové délky (červenou a oranžovou barvu), na které jsme evolučně přizpůsobení. V noci už žádné světlo, v nejnutnějších případech jen to o dlouhých vlnových délkách (červené).

Porovnání veřejného osvětlení s grafy spekter

Je jen otázka času, kdy se v noci ve veřejném prostoru budou celosvětově používat nízké CCT a minimálním zastoupením krátkých vlnových délek. Po objevení pátého receptoru (vnitřně senzitivní melanopsinové gangliové buňky) se objevují práce, které naznačují budoucnost ve zdrojích světla s nízkou CCT, které dosahují stejné účinnosti jako bílé, hojně používané dnes.

Pro ty z vás, které téma zajímá více, vřele doporučujeme fundovaný článek Dynamický směr veřejného osvětlení po roce 2018 pana Ing. Radima Václavíčka (za Českou osvětlovací společnost), který vznikl za spolupráce s RNDr. Hanou Konrádovou, Ph.D., a doc. RNDr. Zdeňkou Bendovou, Ph.D., (obě Univerzita Karlova), doc. Ing. Petrem Baxantem, Ph.D., (Vysoké učení technické v Brně a Pavlem Suchanem (Akademie věd České republiky).

Zásadní změny v poznatcích o fotoperiodickém řízení organismů až na buněčné úrovni a převratný nástup LED technologie do světelné techniky začátkem 21. století přivedly vědeckou komunitu k úvahám o novém pohledu na účinky a přínos umělého světla. Ve společenském kontextu akcentované pozornosti na klimatické změny Země a celkového posunu v respektování přirozeného životního prostředí dochází i na revizi přístupu k tomu, jak pohlížet na instalaci zdrojů světla do veřejného prostoru a jak čelit problémům s rušivým světlem a fenoménem „světelného znečištění“.

 

Tipy na venkovní osvětlení (nejen pro zástupce obcí)

Svícení večer a v noci je třeba co nejvíce omezit, ale když už jsou venkovní světla nezbytná, lze doporučit nižší hodnoty CCT (korelovaná teplota chromatičnosti), než které se v poslední době v LED zdrojích hojně využívají. CCT se udává v Kelvinech (K) a čím je hodnota nižší, tím teplejší je vyzařované světlo.


Např. MPO či MŽP za optimální pro veřejné osvětlení udávají CCT 2700 K. Lze to vnímat jako jakýsi diplomatický kompromis mezi nepříjemnou a nepřirozenou přesvětleností (bílé LED), a zároveň zachováním dostatečné viditelnosti. Snížením CCT až na hodnotu okolo 1800 K (označované jako PC Amber = Phosphor Converted Amber) ale nelze udělat chybu. Takovéto svícení nejenže nemá negativní dopady na nehodovost a kriminalitu, ale je i šetrnější k přirozeným biorytmům člověka a přírody jako takové. V posledních 50ti letech se na území Evropy včetně ČR používají vysokotlaké sodíkové výbojky (HPS) s CCT ~ 1800 K. Není tedy problém použít LED zdroje PC Amber s CCT 1800 K tak, jak to navrhují světoví výrobci LED.

 

Světelné spektrum by mohli/měli výrobci mít v technické dokumentaci. Na večer je vhodný zdroj světla s co nejnižším podílem modré až zelené spektrální složky (nejlépe úplně bez), na noc už úplně bez těchto krátkých vlnových délek. Naopak by zdroj světla v době večera měl obsahovat dlouhé vlnové délky (červenou a oranžovou barvu), na které jsme evolučně přizpůsobení. V noci už žádné světlo, v nejnutnějších případech jen to o dlouhých vlnových délkách (červené).

 

Tabulka níže ukazuje světové značky vhodné pro veřejné osvětlení. Některé v ČR a SR zatím stále ještě nemusí být dostupné, s jistotou tu však seženete však následující v odkazech (seřazeno abecedně):

Znacky.png
 
 

Bílé světlo - souhrn a negativní dopady

Bílé (sluneční i umělé) světlo rozhodně potřebujeme – ovšem jen přes den, kdy napomáhá tělesným procesům, synchronizuje biologické rytmy a posiluje psychiku. Naopak večer a v noci má bílé LED světlo výrazně negativní zdravotní i ekologické dopady na obyvatele i volně žijící druhy.
 
Tato stránka vznikla, abyste se o účincích nesprávně používaného osvětlení mohli na jednom místě dozvědět vše podstatné – a také abyste mohli efektivně bojovat proti jeho zavádění v místě vašeho bydliště.​

simran-sood-qL0t5zNGFVQ-unsplash_edited.jpg

Souhrn negativních dopadů špatně používaného bílého světla:
 

  • Spánková deprivace (brzdí vylučování melatoninu)

  • Rakovina (karcinogen 2. typu dle WHO)

  • Duševní onemocnění (výkyvy nálad, úzkostná
    a bipolární porucha, deprese)

  • Kardiovaskulární choroby

  • Snížení imunity

  • Cirkadiánní rytmy (nežádoucí posun vnitřních „biologických hodin“ organismu, vede např.
    k obezitě, cukrovce aj.)

  • Nesprávný vývin mozku dětí a teenagerů

  • Vliv na zvířata a rostliny (rozvrat celých ekosystémů fauny i flory)

  • Fraktální (přerušovaný) spánek u starších lidí

  • Estetické hledisko