Miasta we właściwym świetle? – inteligentne ograniczanie smogu świetlnego

127

Niecałe 100 lat temu każdy mieszkaniec Ziemi mógł spojrzeć w górę i zobaczyć rozgwieżdżone niebo. Obecnie miliony osób na całym świecie nigdy nie zobaczą Drogi Mlecznej, a 99 proc. społeczeństw w Stanach Zjednoczonych i Europie nie może przeżyć naturalnej nocy [1].

Zanieczyszczenie światłem (light pollution) to problem globalny i dotyczy głównie ludzi żyjących na terenach zurbanizowanych, których z roku na rok przybywa. W 2050 roku zdecydowana większość populacji będzie żyła w miastach [2]. Dlatego tak ważne są tereny zielone i szukanie rozwiązań, które spowodują, że potrzeby mieszkańców będą we właściwy sposób zaspokajane, a negatywne skutki oddziaływania na środowisko, takie jak smog świetlny, możliwie jak najbardziej ograniczane. – Poszukiwanie rozwiązań zapewniających niezbędne potrzeby w zakresie oświetlenia powinno być oparte na jego optymalizacji i wykorzystaniu nowoczesnych technologii – tłumaczy Jarosław Schabowski, dyrektor BRD Alumast S.A.

Ile światła

Smog świetlny to jedno z tych zagrożeń, które w drastyczny sposób wpływają na zmiany biologiczne zachodzące w społeczeństwie, choć z pozoru są niewidoczne. Jest on spowodowany nadmierną obecnością sztucznego światła w naszym życiu, wynikającym z rozwoju cywilizacji przemysłowej. I – co ważne – wpływa na funkcjonowanie naszego zegara biologicznego. Obecnie jesteśmy wystawieni na działanie światła w dzień i w nocy, a przyczynia się do tego nie tylko źle przygotowana infrastruktura miejska, ale również nasze własne niewłaściwe nawyki. 

Światło zawsze kojarzyło się z czymś dobrym: postępem technologicznym, rozwojem i aktywnością – definiuje przestrzeń miejską, która jako ludzki bastion nie chce się poddać prawom natury. Dlatego tak trudno wyobrazić sobie „wygaszone” centrum metropolii. Iluminacje świetlne budynków, podświetlane bilbordy, restauracje, teatry, kluby, dekoracje świąteczne czy nawet zwykłe witryny sklepów, które przez całą noc prezentują ich zawartość – wszystko to, choć atrakcyjnie wygląda, może wytwarzać więcej światła niż faktycznie potrzeba dla bezpiecznego funkcjonowania mieszkańców. – Dobrze zaprojektowane oświetlenie daje możliwość zmniejszenia jego natężenia nocą. Kieruje strumień światła tam, gdzie jest rzeczywiście potrzebny: na ścieżki, chodniki, bramy czy wybrane elementy krajobrazowe, nie zaś w okna mieszkańców – dodaje ekspert Alumast. 

Nadmiar światła przyczyną depresji, otyłości i nowotworów

Człowiek może przeżyć 30 dni bez jedzenia, ale nie może normalnie funkcjonować 2 dni bez snu [3]. Już po 24 godzinach bezsenności w organizmie zaczynają zachodzić niepokojące zmiany, jak brak koncentracji, rozdrażnienie, spowolnienie reakcji czy spadek odporności immunologicznej. Po 48 nieprzespanych godzinach narastają wymienione już objawy, a do nich dochodzą kolejne: pojawia się silny ból głowy, mogą wystąpić nudności, zaburzenia widzenia i halucynacje, czy bóle kostno-mięśniowe. Wydłużenie takiego stanu grozi śmiercią.

Jak więc nieprawidłowa gospodarka światłem może wpływać na stan zdrowia w dłuższej perspektywie? Przede wszystkim zmiana rytmu biologicznego powoduje niewłaściwe działanie szyszynki, czyli gruczołu wytwarzającego melatoninę (nazywaną hormonem ciemności), odpowiedzialną m.in. za regulację snu i czuwania. Konsekwencjami tych zaburzeń są liczne choroby cywilizacyjne, takie jak depresja, choroby serca, a nawet nowotwory złośliwe. Niedobór melatoniny może się również przyczyniać do otyłości lub rozwoju cukrzycy, ponieważ ludzki organizm zaprogramowany jest na działanie w ciągu dnia. W nocy wydzielana melatonina zmniejsza łaknienie. Jeśli organizm nie przechodzi w tryb snu, będzie prosił o kolejną porcję energii.

Inteligentna redukcja zanieczyszczeń

Ograniczenie smogu świetlnego w miastach i poza nimi jest możliwe na kilku poziomach. Najbardziej znaczące są oczywiście rozwiązania systemowe, czyli projekty infrastruktury miejskiej i drogowej, których przebudowa pozwala na redukcję smogu świetlnego. Dopiero ustawienie na danym terenie całej sieci latarni, które we właściwy sposób dystrybuują światło o nieszkodliwej dla zdrowia długość fal i odpowiedniej mocy w widoczny sposób przekłada się na racjonalną gospodarkę światłem. Niemniej nawet gdy w projekcie uwzględni się „zdrowe oświetlenie”, tylko w tych punktach oświetlenia terenów, które sąsiadują bezpośrednio z zamieszkałymi nieruchomościami, przynosi to korzyść mieszkańcom.

Przy tego typu rozwiązaniach coraz chętniej wykorzystywane są usprawnienia wpisujące się w ideę smart city, pozwalające na zdecydowanie większą elastyczność w kwestii właściwego zarządzania oświetleniem. Przykładem mogą być systemy, które w sposób inteligentny regulują natężenie światła czy włączają się dopiero w momencie wykrycia ruchu – czy to człowieka, czy samochodu. Dzięki temu nie ma potrzeby oświetlania ścieżek i dróg pełną mocą przez całą noc, jeśli nikt z nich nie korzysta. W takim przypadku system oświetlenia pozostaje w trybie czuwania na obniżonych parametrach eksploatacyjnych. Wprowadzenie takiego rozwiązania w niewielkim, 100-tysięcznym amerykańskim mieście San Leandro pozwoliło nie tylko ograniczyć zanieczyszczenie świetlne i zużycie energii, ale również przyniosło oszczędności wysokości 8 mln dolarów w ciągu 15 lat [4]. Ponadto czujniki instalowane na latarniach pozwoliły mierzyć jakość powietrza i natężenie ruchu drogowego, by odpowiednio kierować ruchem drogowym w godzinach szczytu.

Kierowanie i zabawa światłem

Obecnie coraz większą wagę przykłada się do tego, aby strumień światła nie był emitowany ponad oprawy, tworząc w ten sposób smog świetlny, ale skupiany bezpośrednio na chodniku czy drodze. Idealne będą do tego odpowiednio zaprojektowane słupy kompozytowe, które dają możliwość dyskretnego podświetlenia ich od środka, co wynika ze specyfiki materiałowej, lub – dzięki wbudowanej w podstawę słupa taśmie LED – oświetlenia jedynie ziemi tak, aby dbać o bezpieczeństwo przechodniów, a jednocześnie nie razić ostrym światłem w godzinach nocnych. Powszechnie wykorzystywane są również osłony na zewnętrzne źródła światła, aby zniwelować jego uciążliwość. 

Przykłady latarni miejskich, w różny sposób emitujących światło – od lewej latarnie generujące najwięcej zanieczyszczeń świetlnych; z prawej – rozwiązania najbezpieczniejsze dla środowiska naturalnego i ludzkiego zdrowia

 

Po lewej stronie projekt latarni, która emituje zbyt dużo światła, po prawej stronie – bezpieczne dla środowiska rozwiązanie, które generuje tyle światła, ile jest konieczne

Kolejną wartością dostępnych na rynku rozwiązań smart city i konstrukcyjnych jest ich wzbogacanie o dodatkowe udogodnienia, uwzględniające potrzeby współczesnych miast i parków. Należą do nich chociażby wbudowane wewnątrz słupa ładowarki dla samochodów elektrycznych czy możliwość zamontowania w nich ładowarek USB, Wi-Fi, głośników informacji turystycznej. W przypadku otoczenia przejść dla pieszych mogą to być systemy ostrzegania kierowców o obecności pieszych w strefie przejścia, zwiększające bezpieczeństwo. 

W ciągu najbliższych lat powstaną nowe metropolie, a obecne przestrzenie urbanistyczne zostaną drastycznie rozbudowane. Celem projektantów inteligentnych miast jest możliwość elastycznego dostosowania infrastruktury do zmiennych warunków i poprawa jakości życia jego mieszkańców.