Oświetlenie uliczne pełni ważną funkcję, umożliwiając bezpieczne korzystanie z infrastruktury drogowej po zachodzie słońca i w warunkach zmniejszonej widzialności. Nawet najbardziej nowoczesne lampy nie są w stanie całkowicie oświetlić całej przestrzeni wykorzystywanej przez kierowców i pieszych, byłoby to zresztą nie tylko nieefektywne, ale szkodliwe zarówno dla zdrowia, jak i samopoczucie mieszkańców terenów silnie zurbanizowanych. W oświetleniu przestrzeni miejskiej oraz szczególnie uczęszczanych dróg wykorzystuje się więc tworzenie kontrastu negatywowego. Polega on na takim oświetleniu powierzchni, po której porusza się pieszy lub kierowca, by mógł on dostrzec na niej zarys przemieszczającej się sylwetki, pojazdu lub przedmiotu. Metoda ta jest efektywna, ponieważ wykorzystuje również efekt odbicia światła od oświetlanej powierzchni. Oznacza to, że lampy uliczne mogą uzyskiwać znacznie lepsze rezultaty przy niższym zużyciu energii, a także doskonalszym ukierunkowywaniu światła. Przyjrzyjmy się bliżej, jakie standardy obowiązują przy projektowaniu oświetlenia ulicznego i sprawdźmy, jakimi cechami powinny się wyróżniać stosowane oprawy i źródła światła.

Znaczenie oświetlenia ulicznego dla poziomu bezpieczeństwa

Oświetlenie uliczne jest jednym z elementów mających kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa ruchu drogowego. W związku z położeniem geograficznym naszego kraju związanym z szybko zapadającym zmierzchem i dość późnym świtem przez znaczną część doby miejsca o szczególnie dużym natężeniu ruchu powinny być sztucznie doświetlane, tak, aby kierujący mieli możliwość zauważenia wszystkich potencjalnych zagrożeń, np. pieszego wchodzącego na przejście czy pojazdu, którego kierowca planuje włączenie się do ruchu. Jak dowodzą badania i doświadczenia służb i instytucji zajmujących się bezpieczeństwem wraz z wprowadzeniem wydajnego systemu oświetlenia ulicznego znacząco zmienia się liczba wypadków, a wraz z nią osób, które odnoszą poważne obrażenia.

Efektywne oświetlenie ulic wymaga jednak znacznego zużycia energii elektrycznej, a co za tym idzie sporych wydatków z budżetów samorządów czy instytucji państwowych – w zależności od tego, kto odpowiada za wybrany odcinek drogi. W sukurs przychodzi tu jednak nowoczesna technologia i wydajne lampy LED, które przy niskim poborze prądu pozwalają na uzyskanie dużego natężenia światła, a przy tym mogą być bardzo łatwo włączane w złożone systemy zarządzania oświetleniem ulicznym.

Wielką zaletą stosowania oświetlenia LED jest możliwość uzyskiwania światła o pożądanych parametrach – wysokiej luminacji i skuteczności świetlnej o ściśle określonej temperaturze barwowej. Ważna jest możliwość dość płynnego regulowania natężenia światła i dostosowywania strumienia świetlnego do istniejących potrzeb. Znaczenie dla kosztów utrzymania oświetlania ma wysoka żywotność stosowanych źródeł światła. Wśród cech wyróżniających lampy LED jest także możliwość precyzyjnego ukierunkowania światła, a przez to zmniejszenie możliwości olśnień i redukcja tzw. zanieczyszczenia światłem, wiążącego się ze zbędnym oświetlaniem dużych przestrzeni co ma niekorzystny wpływ zarówno na zdrowie i samopoczucie ludzi, jak i na środowisko naturalne.

Kryteria doboru oświetlenia ulicznego

Ze względu na swoje znaczenie dla bezpieczeństwa ruchu drogowego oświetlenie ulic musi ściśle odpowiadać standardom określanym przez obowiązujące przepisy. Wśród najważniejszych regulacji znajduje się Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 2 marca 1999 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie. Zawarte jest w nim bezpośrednie odwołanie do Polskich Norm, które odnoszą się do tego zagadnienia. Obowiązujące są PN-EN 13201-1:2016-02 „Oświetlenie dróg. Część 1: Wytyczne dotyczące wyboru klas oświetlenia”, PN-EN 13201-2:2016-03 „Oświetlenie dróg. Część 2: Wymagania eksploatacyjne”, PN-EN 13201-3:2016-03 „Oświetlenie dróg. Część 3: Obliczenia parametrów oświetleniowych”, PN-EN 13201-4:2016-03 „Oświetlenie dróg. Część 4: Metody pomiaru efektywności oświetlenia” oraz PN-EN 13201-5:2016-03 „Oświetlenie dróg. Część 5. Wskaźniki efektywności energetycznej”.

Jednym z najważniejszych rozróżnień, jeśli chodzi o wymagania stawiane oświetleniu ulicznemu, jest wskazanie na poszczególne klasy oświetleniowe, które powinny odpowiadać konkretnym grupom użytkowników i ułatwiać im korzystanie z infrastruktury drogowej. Normy wskazują na istnienie 3 klas podstawowych: M – obejmującej kierowców oraz drogi o dopuszczalnych średnich i wysokich prędkościach; P – do której należą piesi i rowerzyści, a także chodniki i ścieżki rowerowe, jak również kierowcy oraz drogi z dopuszczalnymi niskimi prędkościami ruchu, w tym obszary znajdujące się poza jezdnią i uliczki osiedlowe; C – tzw. obszary konfliktowe, w których dochodzi do krzyżowania stref wykorzystywanych przez pieszych, kierowców i rowerzystów. Norma wyróżnia również osobną klasę PC dla przejść dla pieszych, a także 3 klasy dodatkowe: EV – wskazująca na konieczność oświetlenia powierzchni pionowych; HS – obejmująca pieszych, drogi dla nich, pasy postojowe oraz przestrzenie oddzielone od jezdni lub położone wzdłuż niej, a także drogi osiedlowe, parkingi czy dziedzińce szkolne; SC – stosowana, gdy wymagane jest oświetlenie pozwalające na zauważenie pieszych w związku z podwyższonym ryzykiem wypadku.

Dobór odpowiedniego rodzaju oświetlania wymaga więc w pierwszym rzędzie określenia grupy najważniejszych użytkowników danej drogi, dopuszczonych użytkowników, a także zdefiniowania grupy użytkowników wykluczonych z korzystania oraz zakresu dopuszczalnych prędkości. Po ustaleniu tych kryteriów można sprecyzować o jaką konkretną kategorię w danej klasie chodzi i na tej podstawie wybrać przewidziane dla niej parametry.

W przypadku klasy M będą to poziom luminacji, równomierność luminacji, ograniczenie olśnienia oraz oświetlenie bezpośredniego otoczenia. Przy klasie P najważniejsze parametry to poziom natężenia oświetlenia, równomierność natężenia oświetlenia, a także wymagania dodatkowe związane z możliwością rozpoznawania twarzy.

Najważniejsze parametry wpływające na jakość oświetlenia ulicznego

Jakość oświetlenia ulicznego zależy od parametrów użytej oprawy, sposobu jej montażu oraz charakterystyki wykorzystanego źródła światła. Do najważniejszych cech oświetlenia ulicznego należy jego luminacja, czyli rozkład strumienia światła emitowanego przez lampę na oświetlanej powierzchni, będzie to zatem ilość promieni świetlnych trafiających na jednostkę powierzchni. W przypadku oświetlenia ulicznego ważnymi parametrami będzie średnia ilość światła trafiająca na powierzchnię, ale także jej rozkład, co wiąże się z równomiernością oświetlenia i zapewnieniem, by do każdego punktu docierała zbliżona ilość promieni.

Kolejną istotną cechą oświetlenia ulicznego jest wymóg unikania efektu olśnienia. Chodzi tu o pojawianie się bardzo wyraźnych kontrastów między powierzchnią oświetloną a nieoświetloną, co uniemożliwia adaptację wzroku, a także o oślepienie powodujące fizyczne odczucie dyskomfortu i utratę zdolności do obserwowania oświetlanej przestrzeni.

Oprawy uliczne powinny nie tylko spełniać wymagania związane z unikaniem olśnienia, ale również ograniczać zanieczyszczenie przestrzeni światłem. W tym celu stosuje się oprawy ograniczające kąt rozsyłu światła. Ich skuteczność zależy od konkretnej klasy definiującej zarówno kąt rozsyłu w pożądanym kierunku, jak i część światła przedostającą się do pozostałego obszaru. W najniższych klasach będzie to emitowanie światła we wszystkich kierunkach, w najwyższych wyłącznie pod maksymalnym kątem 70° w stosunku do pionu.

Istotnym parametrem światła ulicznego wpływającym na ludzką zdolność postrzegania jest także odpowiednia temperatura barwowa, która poprawia jakość oddawania kolorów, a tym samym ułatwia dostrzeganie i rozróżnianie poszczególnych obiektów.

Parametry lamp dotyczą nie tylko jakości emitowanego światła, ale także cech związanych z budową samych opraw. Liczy się zarówno określony poziom szczelności i odporności na zanieczyszczenia i wodę wg IP (Ingress Protection Rating), a także odporności na uszkodzenia mechaniczne IK (Impact Protection). Ważna jest ochrona przeciwprzepięciowa oraz efektywność energetyczna dla opraw ulicznych wyrażana wskaźnikiem gęstości mocy PDI. Dla zmniejszenia kosztów eksploatacji istotna będzie też trwałość znamionowa określająca, jak długo źródło światła będzie emitowało strumień o natężeniu nie mniejszym od 80% znamionowego natężenia oraz awaryjność podająca, jaki procent oświetlenia ulegnie awarii po osiągnięciu trwałości znamionowej.