Если небо становится слишком ярким. Экология света и friendly-lighting

Как давно вы любовались звездами Млечного пути? В суете и бешеном темпоритме большого города мало кто обращает внимание, что с каждым годом ночное небо над городами становится все светлее. Иногда настолько светлым, что рассмотреть звезды или полюбоваться августовскими метеоритными дождями практически невозможно.

Световое загрязнение — антропогенный фактор, результат прогресса, нашего стремления к безопасности, высоким скоростям и максимально эффективного, круглосуточного использования городской среды. Как повысить комфортность жизни человека, но защитить от избыточного освещения природу? Рассказываем о безопасном свете, инновационных технологиях и практических решениях на примерах компании Signify (ex-Philips Lighting) — лидера мирового светотехнического рынка.

Ярче не всегда лучше

Ежегодно французские города Париж, Ренн, Гренобль, Монпелье и Мец участвуют в инициативе Day of the Night, на одну ночь выключая или приглушая городскую иллюминацию, подсветку лендмарков и уличные фонари. Так авторы инициативы стараются привлечь внимание людей к проблеме светового загрязнения.

Спортивная площадь — одно из наиболее «засвеченных» мест Киева. Фото: Евгений Чистяков / unsplash

Птицы во время миграции сбиваются с маршрута и погибают, поскольку огни большого города ослепляют и глушат свет звезд, по которым ориентируются пернатые. Ученые наблюдали, как едва вылупившиеся детеныши морских черепах направляются не к океану, где маяком им служила лунная дорожка, а на ярко освещенный публичный пляж. А люди? У людей от непрерывного светового дня нарушаются циркадные ритмы. Низкий уровень мелатонина провоцирует обострение сердечно-сосудистых заболеваний. Хотя часто причина бессонницы — это не стресс или проблемы со здоровьем, а свет уличного фонаря, бесцеремонно вторгающийся в спальню. Неграмотное освещение автомагистралей или отсутствие барьера, отсекающего свет фар встречных авто, становятся причиной аварий. Ученые предупреждают: не исключено, что потеря связи со звездным небом, которое веками наши предки использовали как главный ориентир во времени и пространстве, нарушает нечто фундаментальное в человеческой психике и физиологии. Просто мы еще не способны оценить все последствия.

Не исключено, что потеря связи со звездным небом, которое веками наши предки использовали как главный ориентир во времени и пространстве, нарушает нечто фундаментальное в психике и физиологии человека

Атлас светового загрязнения. Источник изображения: NASA

В среднем уровень освещенности урбанизированных территорий по ночам увеличивается на 6 % в год. Световое загрязнение можно измерить — создано немало мобильных приложений, которые в зависимости от уровня освещенности и координат помогут определить, насколько небо в вашей местности засвечено. Это можно сделать и с помощью шкалы Бортля, разработанной в 2001 г., но максимально точную оценку дадут, конечно, только астрономические обсерватории.

 

Простые настройки: оn-off

В 2012 г., пока в муниципалитете французского города Ренн думали, какими способами сократить потребление электроэнергии, местные жители выступили с неожиданной инициативой. Люди заявили, что их город стал слишком… ярким. Они предложили отказаться от установки фонарей в чувствительных природных ландшафтах, например, на берегу реки. И выключать за час до полуночи и до рассвета подсветку офисных и государственных зданий, а также освещение в промзонах.

Хотя полностью отказываться от освещения набережной городские власти не стали, решение о том, что с 23:00 в отдельных кварталах города наступает «темный час», было принято. Даже уникальная подсветка перфорированного фасада штаб-квартиры Kermarrec Promotion — лендмарка, встречающего въезжающих в город, — выключается до утра согласно новым городским правилам.

Современные светодиоды могут воспроизводить свет в широком диапазоне цветовой температуры с возможностью динамической регулировки

Перфорированный фасад штаб-квартиры Kermarrec Promotion подсвечен светодиодами LuxSpace и SmartForm от Signify с эффективным, регулируемым и экономичным светом, который не конфликтует с окружающей средой. Решение по подсветке, разработанное световым дизайнером Бенуа Куэро, получило награду на конкурсе Люмьера (Concours Lumières). Ренн, Франция. Источник изображения: Signify

Опыт Ренна подойдет далеко не всем. Большие города не спят, их инфраструктура работает в режиме 24 / 7. А страх темноты, даже если считать его иррациональным и атавистическим, нельзя отменить решением муниципалитета. Но сократить материальные и ресурсные расходы на освещение, позаботиться о снижении влияния на экосистему не только нужно, а и вполне возможно. Здесь на помощь приходят инновационные технологии и продуманный световой дизайн.

Бионическая подсветка для набережной реки Хуанпу в Китае. Световой дизайнер Роже Нарбони считает, что в недалеком будущем иллюминация в самых чувствительных природных зонах может быть реализована за счет свечения живых микроорганизмов в воде. Источник изображения: concepto.fr

Внедрять инновационные проекты самое время именно сейчас, когда «прожорливые» ртутные и натриевые лампы массово заменяют на долговечные и энергоэффективные светодиоды, а прогрессивные города разрабатывают индивидуальные световые мастер-планы. В мастер-планах отдельное внимание уделяется так называемой темной инфраструктуре — этот термин ввел гуру светового дизайна Роже Нарбони. Методам ограничения светового загрязнения и сохранения ночного биоразнообразия Нарбони посвящает свои лекции, статьи и книги.

 

Теплый ламповый

Любой архитектор и урбанист знает азы световой культуры. К примеру, тот факт, что холодный синий коротковолновый свет утомляет глаза, ухудшает ночное зрение и «засвечивает» небо. А ведь именно такие лампы чаще используются в городских фонарях, поскольку они самые дешевые. В успешных городах от такой сомнительной экономии на здоровье и настроении жителей уже отказались. Киевляне уже тоже к ней морально не готовы. В прошлом году в фонарях в Мариинском парке коммунальные службы установили лампы холодного света. Но, видимо, множество негативных отзывов сыграли свою роль — теперь парк освещен нейтральным белым светом. Хотя современным стандартом паркового освещения все же считается теплый.

Светодиодные светильники с динамической регулировкой, установленные на улицах Пуэрто‑де-ла-Крус, позволяют управлять яркостью уличного освещения, выбирая подходящий сценарий. Источник изображения: Signify

Кстати, любимые всеми винтажные «фонари с шарами» конструктивно, увы, не очень удачны с точки зрения влияния на чистоту неба. Неэкранированные светильники излучают более 50 % своего света в небо или в стороны. В США, где предпочитают все переводить в доллары и конкретные цифры, подсчитали, что ежегодно государство выбрасывает в космос в виде светового мусора электроэнергии на $ 2,2 млрд, а в атмосферу 1,7 млн тонн углекислого газа, выделившегося в результате ее производства. В Международной ассоциации темного неба (IDA) подсчитали, что в масштабах мира выбросы CO2 достигают 17 млн тонн. Поэтому одна из самых важных и простых рекомендаций IDA городским планировщикам — использовать для общественных мест светильники «с полями».

Современные светодиоды могут воспроизводить свет в широком диапазоне цветовой температуры с возможностью динамической регулировки

На автомагистрали уместно контрастное освещение белым светом, позволяющее водителю хорошо ориентироваться и быть «в тонусе». Такой свет провоцирует выработку гормона кортизола, не позволяя заснуть за рулем. Но на дорогах, где скорость ограничена до 50–60 км / час, уже можно использовать лампы с теплым светом и более низкой интенсивностью.

В больничных кабинетах, процедурных и операционных необходим нейтральный свет, который позволяет терапевту заметить неестественный оттенок кожи больного, а хирургу не мешает оценивать состояние кровеносных сосудов и нервных окончаний. Но вот в палатах и общественных местах освещение должно регулироваться — поскольку для полноценного отдыха и восстановления пациентам нужен свет «домашний».

Так генерируется «световой мусор»

Современные светодиоды могут воспроизводить свет в широком диапазоне цветовой температуры с возможностью динамической регулировки — и это позволяет подобрать индивидуальный сценарий для каждого пространства. Можно деликатно подсветить любой важный объект и городской лендмарк, можно использовать световую рекламу, которая не раздражает людей и не вредит природе, можно проектировать безопасную городскую инфраструктуру таким образом, чтобы пользоваться ею без ущерба для экологии.

 

Алексей Шершень

Директор Signify Ukraine

Алексей Шершень, директор Signify Ukraine

«Ответственное отношение к экологичности световых решений, используемых в населенных пунктах, — это поиск компромисса приоритетов: с одной стороны, необходимо обеспечить безопасность жизни людей, с другой — не нанести вред экосистеме, так как это, в свою очередь, приведет к ухудшению качества жизни жителей и повлияет на их здоровье. Поскольку наша компания работает на рынке светотехники уже 130 лет, мы не раз сталкивались с проблематикой поддержания оптимального баланса, которая для Украины только начинает становиться актуальной, ведь стоимость решения, к сожалению, все еще является доминирующим критерием выбора. Мы заинтересованы делиться своей экспертизой, помогать внедрять эко-френдли-проекты, ведь понимаем, что человеческий род также требует бережного обращения».

 

«Астрономический» свет по особому рецепту

Темнота — главное условие для работы астронома. Поэтому на Канарских островах чистота неба защищена законодательно. Ничто не должно мешать работе обсерваторий Института астрофизики, которые изучают небо над Северным полушарием планеты. Муниципалитеты городов на Тенерифе, Ла-Пальма и других островах следят за тем, чтобы на улицах не использовались яркие источники холодного и белого света и ртутные лампы. А все световые приборы должны пройти отдельную сертификацию в Техническом бюро по охране качества неба (OTPC).

Самое чистое небо в Европе — одна из главных достопримечательностей, которая привлекает на Канары тысячи туристов. Как соблюсти закон и при этом учесть потребности гостей и местных жителей, ведущих активный образ жизни и после наступления темноты? А световой день на островах из‑за близости к экватору даже летом довольно короткий — всего 14 часов (для сравнения: в Киеве максимальная длительность дня в июне — 16 часов 27 минут).

Обсерватория Roque de los Muchachos Института астрофизики Канарских островов. Испания. Источник изображения: iac.es

«Для астрономов и тех, кто любит звездные ночи, качество нашего неба не имеет себе равных. Мы хотим сохранить этот ценный ресурс и в то же время сделать наши улицы еще более безопасными для граждан и туристов», — заявил в 2018 г. Лопе Афонсо, мэр города Пуэрто‑де-ла-Крус. И рассказал горожанам о проекте модернизации системы местного уличного освещения.

Четыре с половиной тысячи световых точек заменили на специальные, не мешающие астрономам светильники от Signify — фонари для автодорог из коллекции Philips Luma и парковые — из коллекции Philips ClassicStreet. Светодиодные модули в лампах содержат цветную оптику, которая смешивает свет по особому рецепту: фильтрует максимально «грязную», синюю часть спектра. А конструкция фонарей направляет свет на плоскость проезжей части или тротуара, отсекая восходящие лучи.

Все новые светильники и 1 500 ранее установленных в городе натриевых уличных фонарей были объединены системой интерактивного управления Interact City, о возможностях которой подробно рассказывали в статье «Connecting city. Свет на мостах. Interact LANDMARK от Signify» в 27 томе.

Экранированные светильники ClearStar от Signify, установленные на улицах Пуэрто‑де-ла-Крус, отсекают восходящий свет, который мешает астрономам. Источник изображения: Signify

На соседнем острове Гран-Канария решили не отставать в прогрессе и модернизировали освещение на главной автомагистрали, соединяющей Лас-Пальмас‑де-Гран-Канария с аэропортом. Светодиоды с цветовой температурой 2 700K дают теплый белый свет — он достаточно яркий для безопасности водителей и не «засвечивает» небо. Светильники Philips DigiStreet экономичны сами по себе, а их подключение к системе Interact City позволяет достичь максимально возможного уровня экономии и при этом эффективно управлять ситуацией на трассе — можно увеличить яркость в зоне, где произошла авария, а под утро, когда траффик близок к нулю, приглушить свет, обеспечив дополнительную экономию.

 

Светильники bat-friendly

Это выглядело довольно странно — уличные фонари с разноцветными лампами, установленные на опушке леса и в его глубине. Каждый вечер в течение пяти лет фонари включались и работали до рассвета (как и положено обычным уличным светильникам), освещая совершенно безлюдное пространство и собирая облака ночных мотыльков в конусах света. Для кого же было предназначено это освещение? Оказывается, таким образом ученые Нидерландского института экологии (NIOO-KNAW) и Университета Вагенингена совместно с сотрудниками исследовательского отдела компании Philips Lighting (Signify) изучали влияние уличного светодиодного освещения на поведение редких видов летучих мышей.

Светодиодный светильник Philips ClearField, который использует преимущественно красный спектр, сохраняя высокую интенсивность светового потока, ученые признали bat-friendly

В последние десятилетия ранее негативная репутация летучих мышей была восстановлена. Эти животные играют важную роль в поддержании биологического равновесия в природе — они регулируют количество насекомых, в том числе опасных для человека. А некоторые виды являются прекрасными опылителями. Рукокрылые активны лишь в темноте и не могут охотиться при свете. Но из‑за того, что с каждым годом на планете остается все меньше неосвещенных территорий, летучие мыши оказались под угрозой исчезновения.

Обработав десятки терабайтов данных, полученных с помощью датчиков звука и движения, ученые пришли к выводу, что белый, зеленый и синий спектр света угнетают активность летучих мышей, а вот на красный спектр они практически не реагируют. Разработчики создали светодиодный светильник Philips ClearField, который, сохраняя высокую интенсивность светового потока, использует преимущественно красный спектр. Такие лампы ученые признали bat-friendly — безопасными для ночных летунов.

Фонари bat-friendly от Signify тестировались в рамках совместного исследования Нидерландского института экологии (NIOO-KNAW) и Университета Вагенингена. Источник изображения: Signify

«Сотрудничая с Philips Lighting (Signify), мы совершили важный шаг в исследовании светодиодных технологий освещения, которые сохраняют дикую природу и окружающую среду», — заявил доктор Камиль Споэлстра, сотрудник Нидерландского института экологии, презентуя научный отчет. Результаты исследования опубликовали в 2017 г., а уже в 2018‑м это открытие применили на практике.

 

Городок красных фонарей

Девиз нового городка Zuidhoek Nieuwkoop, построенного в последние два года в природной зоне между Утрехтом, Лейденом и Амстердамом, звучит как «Nieuwkoop stilletjes mooi te wezen». Его можно перевести как «Ньюкоуп — красота в тишине», что очень точно отражает главную характеристику места. Озера Ньюкоуп — это природный заповедник с богатой флорой и фауной, являющийся частью европейской сети охраняемых территорий Natura 2000. Местная архитектура — это разнообразная коллекция энергоэффективных, экологичных зданий. Множество прогрессивных архитектурных компаний участвовали в проектировании вилл для Zuidhoek Nieuwkoop, руководствуясь принципами устойчивости и круговой экономики.

Так выглядит безопасное для летучих мышей уличное освещение в Zuidhoek Nieuwkoop. Источник изображения: Signify

Дом у воды от JADE architects. Zuidhoek Nieuwkoop, Нидерланды. Источник изображения: zelfbouwinnederland.nl

Новые жители озерного края, выбравшие это место ради спокойной, несуетной жизни, просто сакрализируют гармоничные отношения с природой. Поэтому все уличные фонари здесь излучают свет с преобладанием красного спектра. Это первый и пока единственный город на планете с уличным освещением, которое не вредит ночным насекомым и летучим мышам. При этом инновационные светильники Signify комфортны для глаз человека и обеспечивают достаточную освещенность улиц.

Zuidhoek Nieuwkoop — первый и пока единственный город на планете с уличным освещением, которое не вредит ночным насекомым и летучим мышам

Экологичная и современная архитектура Zuidhoek Nieuwkoop. Вилла Villa Zuidhoek от Station-D Architects. Фото: Lucas van der Wee

Уменьшаем углеродный след

В Нью-Йорке пока не готовы использовать на улицах красные фонари, но губернатор штата Эндрю Куомо известен своими прогрессивными подходами в вопросах энергоэффективности. В начале 2018 г. в штате стартовал проект по замене не менее полумиллиона морально устаревших уличных фонарей на более экономичные светодиодные светильники с подключением их к системе Interact City. Благодаря «умной» системе освещения и включения ее в IoT города могут снизить потребление энергии и выбросы углерода. Управление энергетики Нью-Йорка (NYPA) в партнерстве с компанией Signify оказывают муниципалитетам финансовую, логистическую, техническую и информационную поддержку.

Благодаря «умной» системе освещения и включению ее в IoT города могут снизить потребление энергии и выбросы углерода

В Кельне, четвертом по величине городе Германии, компания RheinEnergie AG уже подключила 85 тысяч уличных фонарей к централизованному управлению с помощью Interact City. В планах на следующие 15 лет — добавить в сеть все световые точки, включая подсветку архитектуры и рекламных плоскостей.

Зона Lounge 2 в аэропорту Амстердама Схипхол. Источник изображения: Signify

Уличное освещение в Кельне, а также подсветка городских лендмарков полностью переведено на светодиодные светильники. Источник изображения: Signify

Аэропорт Схипхол в Амстердаме стремится стать самым экологичным аэропортом мира. В рамках стратегии устойчивости Signify сделало менеджерам Схипхола уникальное предложение — купить не светильники, а свет. Это значит, что 3 700 светодиодных приборов, которые освещают зону ожидания, магазины и кафе lounge 2, после окончания срока их службы вернут производителю для переработки или повторного использования. Аналогичный договор компания заключила с управляющими High Tech Campus — инновационного парка в Эйндховене, под крышей которого собрались около 150 компаний, работающих над созданием технологий будущего.

 

Цифровой потолок для Edge

The Edge — это уникальное офисное здание, спроектированное архитекторами лондонской студии PLP Architecture для консалтингового гиганта Deloitte. В 2015 г. 15‑этажный офис в Амстердаме получил наивысшую из возможных оценку в рейтинге энергоэффективности BREEAM.

Поскольку свет едва ли не самый важный фактор, влияющий на состояние и настроение человека, то концепция освещения The Edge разрабатывалась архитекторами и инженерами с особой тщательностью.

The Edge — это уникальное офисное здание, спроектированное архитекторами лондонской студии PLP Architecture для консалтингового гиганта Deloitte

Само огромное здание с панорамным остеклением и огромным атриумом кажется прозрачным — оно спроектировано таким образом, чтобы максимизировать естественную инсоляцию. Каждое рабочее место находится не далее чем в 7 м от окна.

Система искусственного освещения The Edge стала одной из самых крупных инвестиций со стороны заказчика, поскольку разрабатывалась конкретно под данный проект. В лаборатории Signify (в то время Philips Lighting) сконструировали для инсталляции в потолки здания сверхэффективные светодиодные панели, которые оснащены датчиками движения, света, температуры, влажности, инфракрасного излучения. Этот «цифровой потолок» словно синапсы в мозгу человека передает в систему Interact Office полную информацию о качестве искусственной среды в режиме реального времени.

Система искусственного освещения The Edge стала одной из самых крупных инвестиций со стороны заказчика, поскольку разрабатывалась конкретно под данный проект

Не только инженеры могут централизованно управлять интенсивностью и цветовой температурой осветительных приборов в здании. Каждый сотрудник со своего смартфона регулирует свет над рабочим местом и вокруг него, создавая таким образом комфортную для себя лично «световую капсулу». Когда человек уходит — срабатывают датчики движения и свет приглушается или выключается.

Солнечные батареи на крыше и фасаде здания вырабатывают достаточное количество электроэнергии, чтобы обеспечить работу всех светодиодов в гигантском офисе. И не только светодиодов (они как раз потребляют энергии практически столько же, сколько офисный Wi-Fi) — а всех систем жизнеобеспечения здания.

The Edge — самое энергоэффективное офисное здание Амстердама, спроектированное архитекторами лондонской студии PLP Architecture для консалтингового гиганта Deloitte. Источник изображения: Signify

И в заключение хотелось бы процитировать Джона Барентина, одного из основателей Международной ассоциации темного неба: «Если сделать все правильно, светодиоды могут спасти планету в смысле сдерживания светового загрязнения. Если сделать все неаккуратно, это может иметь разрушительные последствия». Сложно не согласиться — какими бы совершенными ни были технологии, они работают во благо только в руках профессионалов.

 

/Материал опубликован на страницах #29 тома PRAGMATIKA.MEDIA/