Designing for the Dark Sky
Jak ograniczyć zanieczyszczenie światłem, chronić nocny krajobraz i wykazać zgodność projektu w obliczeniach.
Metoda, którą Lucid Consulting Group stosuje w projektach przestrzeni publicznych i krajobrazu w regionie MENA i w Europie. Zebraliśmy w jednym opracowaniu założenia, parametry i sposoby weryfikacji, tak aby wymagania dało się ustalić jeszcze przed rozwinięciem koncepcji.
Ochronę Dark Sky definiuje się parametrami, nie deklaracjami.
Wymagania dotyczące ograniczenia zanieczyszczenia światłem trafiają do projektu dwiema drogami. W projektach realizowanych w regionie MENA są najczęściej zapisane bezpośrednio w dokumentacji przedsięwzięcia: w wytycznych właściwych władz, standardach deweloperskich albo podręcznikach projektowych wydanych dla masterplanu. W Europie zakres wymagań częściej wynika z przepisów krajowych i regionalnych, warunków planistycznych oraz wymagań środowiskowych.
Niezależnie od jurysdykcji zgodność wykazuje się konkretnymi parametrami i obliczeniami. Dlatego porządkujemy tu trzy rzeczy: zjawisko, które należy kontrolować, wielkość, którą się je ocenia, oraz decyzje projektowe wynikające z przyjętych limitów.
Trzy obszary kontroli światła uciążliwego. Każdy wymaga innego parametru.
W języku potocznym mówi się o zanieczyszczeniu światłem. W dokumentach normatywnych to pojęcie zbiorcze rozkłada się na mierzalne składowe, określane łącznie jako światło uciążliwe — i dopiero one mają przypisane parametry oraz wartości dopuszczalne. Ochrony Dark Sky nie da się zatem sprowadzić do zastosowania opraw ograniczających emisję ku górze. Projekt wymaga równoległej kontroli olśnienia, światła docierającego poza obszar zadania oraz światła emitowanego i odbijanego w kierunku nieba. Wytyczne ILP rozróżniają więcej form światła uciążliwego; na potrzeby tej metody grupujemy je w trzy obszary odpowiadające najważniejszym decyzjom projektowym.
Olśnienie
Nadmierna światłość oprawy w kierunku obserwatora ogranicza komfort widzenia i pogarsza adaptację wzroku do ciemności. Problem nabiera znaczenia w otoczeniu o niskiej luminancji tła. Parametr: światłość oprawy w kandelach w określonych kierunkach. Wartości dopuszczalne zależą od strefy, geometrii obserwacji, wielkości widocznej powierzchni oprawy oraz pory nocy.
Światło poza obszarem zadania
Światło, które dociera tam, gdzie nie jest potrzebne: poza granicę oświetlanego obszaru, na sąsiednią nieruchomość albo do okien pobliskich budynków. Parametr: pionowe natężenie oświetlenia Ev na receptorze. Ocena powinna obejmować łączny wpływ instalacji istniejących i projektowanych oraz odnosić wynik do stanu bazowego.
Łuna świetlna
Powstaje, gdy światło skierowane bezpośrednio ku górze albo odbite od nawierzchni trafia do atmosfery i ulega rozproszeniu. Parametr: dla pojedynczych opraw ULR, czyli udział strumienia emitowanego do górnej półprzestrzeni. Tam, gdzie wymagana jest analiza całej instalacji, stosuje się dodatkowo UFR, obejmujący składową bezpośrednią i odbitą.
Im ciemniejsze otoczenie, tym bardziej rygorystyczne wymagania.
Ta sama instalacja oddziałuje inaczej w centrum miasta, a inaczej w krajobrazie o bardzo niskiej luminancji tła. Dlatego wartości dopuszczalne zależą od klasyfikacji strefy środowiskowej E0–E4. Maksymalny ULR rośnie od zera w strefach E0 i E1 do 15% w E4, a dopuszczalne pionowe natężenie oświetlenia na oknach pobliskich obiektów od 2 lx do 25 lx. Klasyfikację strefy należy ustalić i uzgodnić przed rozwinięciem koncepcji oświetlenia.
| Parametr | E0 | E1 | E2 | E3 | E4 |
|---|---|---|---|---|---|
| ULR | 0 | 0 | 2,5 | 5 | 15 |
ULR obejmuje bezpośrednią emisję oprawy ku górze. Nie uwzględnia światła odbitego od podłoża, które również przyczynia się do powstawania łuny świetlnej.
| Rodzaj instalacji | E0 | E1 | E2 | E3 | E4 |
|---|---|---|---|---|---|
| Drogowa | n/d | 2 | 5 | 8 | 12 |
| Terenowa | n/d | n/d | 6 | 12 | 35 |
| Sportowa | n/d | n/d | 2 | 6 | 15 |
UFR uwzględnia składową bezpośrednią i odbitą. Nie jest to automatyczny test każdej instalacji złożonej z czterech opraw — GN01/21 przewiduje tę ocenę dla instalacji o określonych wymaganiach eksploatacyjnych położonych w sąsiedztwie obserwatoriów optycznych albo w strefie E1 graniczącej ze strefą E0. Oznaczenie n/d wskazuje, że instalacji tego rodzaju w danej strefie zwykle się nie przewiduje.
| Okres | E0 | E1 | E2 | E3 | E4 |
|---|---|---|---|---|---|
| Przed godziną ograniczenia | n/d | 2 | 5 | 10 | 25 |
| Po godzinie ograniczenia | n/d | <0,1 | 1 | 2 | 5 |
Wartości odnoszą się do łącznego wpływu wszystkich instalacji oddziałujących na dany receptor, nie do samego projektu. W strefie E1 wartość po godzinie ograniczenia może wzrosnąć do 1 lx, jeżeli instalacja jest oświetleniem drogowym.
| Powierzchnia | E0 | E1 | E2 | E3 | E4 |
|---|---|---|---|---|---|
| Elewacja | <0,1 | <0,1 | 5 | 10 | 25 |
| Znak, szyld | <0,1 | 50 | 400 | 800 | 1000 |
Dla powierzchni odbijających wyznaczana ze średniego natężenia oświetlenia i współczynnika odbicia, podzielonych przez π. W strefach E0 i E1 po godzinie ograniczenia oświetlenia wartości powinny wynosić zero.
CIE i ILP oraz Model Lighting Ordinance to dwa odrębne systemy. Stref E0–E4 stosowanych przez CIE i ILP oraz stref LZ0–LZ4 z Model Lighting Ordinance nie należy traktować jako bezpośrednich odpowiedników. CIE i ILP określają limity ULR, UFR, pionowego natężenia oświetlenia, światłości i luminancji. Model Lighting Ordinance opiera się na własnym systemie stref, klasyfikacji BUG — Backlight, Uplight, Glare — oraz limitach ilości światła dla terenu. W dokumentacji projektu należy jednoznacznie wskazać system, na którym oparto kryteria, i konsekwentnie stosować właściwe dla niego parametry.
Dodatkowe ograniczenia w sąsiedztwie obserwatoriów. Szczególnego znaczenia nabiera tam światło emitowane pod kątami bliskimi horyzontowi: poniżej 2,0 cd/1000 lm w zakresie 80–90°, poniżej 0,5 cd/1000 lm w zakresie 90–100° oraz 0 cd w zakresie 100–110°, z określonym wyjątkiem dla opraw typu bollard. Weryfikacja wymaga danych fotometrycznych obejmujących pełny zakres kątów gamma od 0° do 180°, dlatego kompletność fotometrii sprawdza się już przy doborze opraw, a nie przy zatwierdzaniu produktu.
Dziewięć zasad przekładających wymagania na decyzje projektowe.
DarkSky i IES opierają odpowiedzialne oświetlenie zewnętrzne na pięciu podstawowych zasadach: światło powinno być potrzebne, właściwie ukierunkowane, ograniczone do niezbędnego poziomu, sterowane i możliwie ciepłe pod względem widma. Poniżej przekładamy je na decyzje zapadające na rysunku. To nasze ujęcie redakcyjne; w samej publikacji odpowiada mu rozdział o ośmiu kontrolach stosowanych w kolejności.
Najpierw strefa, potem koncepcja
Klasyfikację strefy środowiskowej i wynikające z niej kryteria ustala się przed rozwinięciem koncepcji, a nie po niej. Przy granicy dwóch stref stosuje się wymagania bardziej rygorystycznej z nich, a strefa E0 powinna być otoczona strefą E1 pełniącą funkcję bufora. Klasyfikację uzgadnia się z właściwym organem, a lokalne uwarunkowania mogą uzasadniać przyjęcie kryteriów ostrzejszych niż wynikające z tabeli.
Zero emisji ku górze oznacza zero
W systemie CIE i ILP maksymalny udział strumienia oprawy skierowanego nad poziom wynosi 0% dla stref E0 i E1. Nie jest to wartość do negocjacji ani cel do przybliżenia — wymaga doboru, ustawienia i ekranowania opraw tak, by bezpośrednia emisja do górnej półprzestrzeni została wyeliminowana.
Zieleni nie oświetlamy bez uzasadnienia
Nasadzenia i korony drzew powinny być czytelne dzięki światłu odbitemu od nawierzchni, a nie dzięki własnym oprawom. W strefach E0 i E1 doprowadzenie strumienia nad poziom nie jest w ogóle dopuszczalne, więc oświetlenie drzewa od dołu nie jest tam opcją projektową. W pozostałych strefach bezpośrednie oświetlenie zieleni, cieków wodnych i innych elementów siedliska ogranicza się do minimum albo wyklucza, jeżeli wynika to z oceny ekologicznej.
Ciągłość ciemnych korytarzy
Jeżeli na terenie występują istotne trasy przemieszczania się lub żerowania nietoperzy i innych organizmów nocnych, ich przebieg ustala się z ekologiem przed rozmieszczeniem opraw. Wytyczne ILP GN08/23, przygotowane wspólnie z Bat Conservation Trust, opisują hierarchię łagodzenia oddziaływań dla takich sytuacji. W dokumentacji korytarze oznacza się jako strefy bez oświetlenia albo obszary o szczególnie ograniczonym oddziaływaniu światła.
Uwzględniaj także światło odbite
ULR opisuje wyłącznie bezpośrednią emisję oprawy ku górze i nie obejmuje światła odbitego od podłoża, co CIE 150 zaznacza wprost. W przypadkach wymagających oceny całej instalacji stosuje się UFR, uwzględniający składową bezpośrednią i odbitą. Dlatego poziom oświetlenia nawierzchni, jej właściwości odbiciowe i geometria oświetlenia są częścią kontroli oddziaływania na nocne niebo, a nie skutkiem ubocznym doboru opraw.
Elewacje i szyldy kontroluje się luminancją
Dla oświetlonych elewacji i oznakowania parametrem jest średnia luminancja powierzchni, a nie natężenie oświetlenia. Dla powierzchni odbijających wyznacza się ją ze średniego natężenia i współczynnika odbicia, dla znaków samoświecących analizuje bezpośrednio. W strefach E0 i E1 po godzinie ograniczenia oświetlenia wartości powinny wynosić zero. Dla reklam i nośników cyfrowych stosuje się dodatkowo wymagania dotyczące luminancji wyświetlaczy.
Uciążliwość ocenia się w punkcie odbioru
Dla okien pobliskich obiektów podstawową miarą jest pionowe natężenie oświetlenia Ev. W strefie E1 dopuszczalne są 2 lx przed godziną ograniczenia oświetlenia i poniżej 0,1 lx po niej. Ocena obejmuje łączny wpływ instalacji istniejących i projektowanych oddziałujących na dany receptor, co oznacza, że sąsiedztwo trzeba policzyć, a nie przyjąć w założeniach.
Godzina ograniczenia oświetlenia jest parametrem projektu
Godzina ograniczenia oświetlenia, w żargonie branżowym curfew, wyznacza moment, od którego obowiązują ostrzejsze wymagania. Bywa warunkiem decyzji planistycznej; w praktyce rozpoczyna się między 21:00 a 23:00 i trwa do 07:00, ale dokładny przedział powinien wynikać z uwarunkowań konkretnego przedsięwzięcia. Scenariusze ściemniania, wyłączeń i pracy sterowania definiuje się w projekcie i uwzględnia w weryfikacji.
Widmo światła jest parametrem projektowym
Kryteria DarkSky Approved dla wielu kategorii opraw ustalają nominalną temperaturę barwową na nie więcej niż 3000 K. Zasady odpowiedzialnego oświetlenia zalecają ponadto ograniczanie udziału promieniowania krótkofalowego, które silniej rozprasza się w atmosferze. W obszarach wrażliwych dobór temperatury barwowej i charakterystyki widmowej powinien wynikać z wymagań konkretnego siedliska i oceny ekologicznej, a nie z jednej uniwersalnej wartości.
Gdzie kończą się tabele. Limity techniczne nie zastępują oceny ekologicznej. CIE 150 i wytyczne ILP dostarczają metod kontroli światła uciążliwego i łuny świetlnej, ale w obszarach wrażliwych pierwszeństwo mają wymagania właściwe dla lokalizacji, warunki środowiskowe oraz uzgodnienia z odpowiednimi specjalistami i organami.
Źródła: CIE 150:2017 · CIE 126:1997 · ILP GN01/21 · ILP GN08/23 · IDA–IES Model Lighting Ordinance · IES TM-15 · DarkSky Approved · Five Principles for Responsible Outdoor Lighting.
Zgodność trzeba wykazać w obliczeniach, nie deklarować.
Kryteria weryfikujemy w tym samym modelu, w którym rozwijany jest projekt, w odrębnej scenie obliczeniowej przeznaczonej do oceny światła uciążliwego. Pokazujemy stan pracy wieczornej oraz stan po godzinie ograniczenia oświetlenia. Dla każdego kryterium zestawiamy wartość dopuszczalną z obliczoną i przedstawiamy wynik bezpośrednio w dokumentacji projektowej.
Dwadzieścia dwa rozdziały, trzydzieści trzy strony.
Wymagania dla regionu MENA i Europy, tabele limitów dla stref, kontrole w kolejności stosowania, dowód zgodności oraz kryteria, które powinny znaleźć się w briefie, żeby wymaganie zostało wycenione, a nie założone.
- Dlaczego Dark Sky stało się kryterium projektowym
- Wymagania i regulacje: region MENA
- Wymagania i regulacje: Europa
- Trzy obszary kontroli światła uciążliwego
- Standardy i wytyczne projektowe
- Ile światła zniesie konkretny teren
- Co wynika z klasyfikacji strefy
- Osiem kontroli, w kolejności stosowania
- Sterowanie i godzina ograniczenia oświetlenia
- Aktywne zarządzanie systemem oświetlenia
- Weryfikacja
- Zgodność w liczbach
- Koszt późnego wykrycia niezgodności
- Sześć najczęstszych błędów
- Projektowanie poprzez ograniczanie
- Wybrane realizacje
- Zakres opracowań na kolejnych etapach
- Jak przygotować brief dla konsultanta oświetlenia
- Dwanaście pytań przed zatwierdzeniem koncepcji
- Ta sama metoda, różne wymagania
- Słownik pojęć
- O Lucid Consulting Group
- Współpraca
Dla osób, które odpowiadają za decyzje, koordynację i zatwierdzenie projektu.
Dla architektów i architektów krajobrazu prowadzących projekt przez kolejne etapy uzgodnień. Dla inwestorów i operatorów miejsc, w których jakość nocnego krajobrazu jest częścią wartości przedsięwzięcia. Dla generalnych projektantów i koordynatorów branż, którzy muszą wiedzieć, czego oczekiwać od kompletnego opracowania oświetleniowego. Dla kierowników projektów, którzy chcą prawidłowo zdefiniować zakres i wycenić wymagania przed rozpoczęciem prac.
Nie trzeba być projektantem oświetlenia. Publikacja porządkuje pytania, które warto zadać na spotkaniu, oraz kryteria, które powinny znaleźć się w briefie.
Designing for the Dark Sky
Opracowanie na trzydziestu trzech stronach, poświęcone projektowaniu oświetlenia w kontekście ochrony Dark Sky. Zawiera przegląd wymagań dla regionu MENA i Europy, parametry stosowane do oceny światła uciążliwego, zasady projektowe oraz sposób dokumentowania i weryfikowania zgodności. Publikacja jest w języku angielskim, ponieważ bezpośrednio odwołuje się do anglojezycznych standardów i dokumentów źródłowych.
Co warto wiedzieć przed rozpoczęciem projektu?
Czy publikacja zastępuje formalne uzgodnienia?
Nie. Porządkuje kryteria, dane i sposób przygotowania materiałów potrzebnych do prowadzenia uzgodnień. Jeżeli dla projektu obowiązują przepisy lokalne, warunki decyzji administracyjnej albo wymagania właściwego organu, mają one pierwszeństwo przed przedstawionymi tu rekomendacjami.
Czy światło odbite od nawierzchni również wpływa na łunę świetlną?
Tak. ULR obejmuje bezpośrednią emisję oprawy ku górze, ale nie uwzględnia światła odbitego od podłoża. Odbicie od nawierzchni, zieleni i wody również może zwiększać łunę, a w określonych przypadkach CIE i ILP przewidują ocenę całej instalacji za pomocą UFR. Sama wymiana opraw na lepiej ekranowane nie rozwiązuje więc problemu, jeżeli projekt nadal wprowadza niepotrzebnie wysoki poziom oświetlenia powierzchni.
Czy Lucid Consulting Group pracuje tylko w regionie MENA?
Nie. Tę samą metodę stosujemy również w Europie. Wymagania dotyczące światła uciążliwego i ochrony nocnego krajobrazu mogą wynikać z różnych źródeł, zależnie od kraju, regionu, lokalizacji i warunków środowiskowych. Dlatego przed rozpoczęciem koncepcji identyfikujemy zestaw kryteriów właściwy dla konkretnego projektu.
Czy Lucid Consulting Group może wesprzeć nasz projekt?
Tak. Na początku sprawdzamy przede wszystkim, czy brief prawidłowo definiuje strefę środowiskową, obowiązujące limity, wymagania ekologiczne, scenariusze sterowania oraz sposób weryfikacji. Jeżeli te elementy są jasno określone, można szybko zdefiniować właściwy zakres opracowania i wskazać najważniejsze ryzyka projektowe.
Dark Sky w bazie wiedzy — trzy materiały. Od czego zacząć tłumaczy, jak ułożona jest ta dziedzina. Manual projektowy podaje ścieżkę postępowania krok po kroku. Ta strona to handbook do pobrania, z mapami przepisów i przykładem liczbowym.