Revitalizace osvětlení sv. Bartoloměje v Plzni ukázala katedrálu v novém světle

Světelná technika prošla v posledním desetiletí velmi rychlým vývojem, zejména v oblasti světelných zdrojů. To je dáno nejen rychlým technickým vývojem, ale také novými právními předpisy. Použití klasických světelných zdrojů, ať už se jedná o teplotní, nebo výbojové, bylo v rámci nových právních předpisů výrazně omezeno či zakázáno. Situace vedla k tomu, že se v současné době již nevyvíjejí žádná svítidla pro tradiční světelné zdroje a nejsou k dispozici k těmto svítidlům ani náhradní díly. Při dosažení fyzické životnosti, kdy dochází k častějším poruchám, lze svítidla jen složitě opravovat a často se pak přistupuje k jejich úplné výměně. Z uvedeného důvodu v roce 2023 došlo k obnově venkovního osvětlení sv. Bartoloměje, kdy se realizovala výměna světlometů pro osvětlení katedrály.

ARCHITEKTURA A PŮDORYS KATEDRÁLY

Původní kostel sv. Bartoloměje v Plzni byl postaven krátce po založení města na konci 13. století. Katedrála, jež se dochovala do dnešní doby, byla postavena v průběhu 14. a 15. století jako gotické trojlodí s presbytářem a jedinou věží, která je se svou výškou přes 102 m nejvyšší kostelní věží v České republice. Délka lodě je 60 m, šířka 28 m, výška 25 m a výška vlastní střechy 20 m.

OSVĚTLENÍ KATEDRÁLY V ČASE

V rámci přípravy oslav 50. výročí druhé světové války a osvobození Plzně bylo v roce 1995 navrženo a zrealizováno nové osvětlení katedrály sv. Bartoloměje podle návrhu arch. Ladislava Monzera. Pro osvětlení byly na tu dobu použity moderní světlomety pro vysokotlaké sodíkové výbojky (obr. 1) o výkonech 250 W a 400 W v celkovém počtu 45 ks. Příkon osvětlovací soustavy byl 15 kW. Osvětlovací soustava osvětlovala nejen katedrálu sv. Bartoloměje, ale také budovu radnice a mariánského sloupu. V průběhu dalších let bylo venkovní osvětlení rozšířeno o další objekty na náměstí, jako jsou biskupská rezidence, Dům U Červeného srdce nebo třeba Principálský dům.

Další změnou prošlo venkovní osvětlení katedrály v rámci rozsáhlé rekonstrukce náměstí Republiky v letech 2005 a 2006. V rámci této rekonstrukce se zrušily všechny původní polohy, ve kterých byly světlomety venkovního osvětlení umístěny. Bylo tedy nutné provést nový návrh osvětlení. Vzhledem k faktu, že jedním z cílů revitalizace náměstí bylo zbavit prostory náměstí vizuálně rušivých prvků, došlo také ke zrušení stožárů, z nichž se původně osvětlovala jižní strana katedrály, která představovala nejexponovanější pohled z blízké vzdálenosti. Nově bylo možné pro venkovní osvětlení katedrály použít pouze stožáry po vnitřním obvodu náměstí. To vzhledem k velké vzdálenosti mezi osvětlovacími polohami a vlastním objektem představovalo velkou výzvu. 

Stanovení potřebných světelnětechnických parametrů vycházelo z pozorovacích vzdáleností a z úrovně osvětlení okolní zástavby.

 

Základní údaje
Návrh osvětlení:	Ing. Petr Žák, ateliér světelné techniky
Návrh řízení osvětlení:	Ing. Miroslav Kopecký, DATmoLUX
Montáž osvětlení:	Plzeňské městské dopravní podniky
Světlomety:	Agora, iGuzzini
Řídicí systém:	MSB, DATmoLUX
Foto realizace:	Jiří Alexandr Bednář

 

V NOVÉM NÁVRHU OSVĚTLENÍ SE UVAŽOVALO  O DVOU POZOROVACÍCH VZDÁLENOSTECH:  

•  Krátké pozorovací vzdálenosti: Pohledy přímo z náměstí, případně průhledy městem. U těchto pohledů se uplatňuje celá hmota katedrály. Průměrné jasy fasád katedrály byly navrženy na hodnoty 5 cd/m2. 
• Dlouhé pozorovací vzdálenosti: Pohledy při příjezdech do Plzně, u kterých se uplatňuje hlavně věž, případně i střecha hlavní lodě katedrály. Pro dlouhé pozorovací vzdálenosti byly průměrné jasy jednotlivých částí fasád navrženy na hodnoty 10 cd/m2. 

Důležitou otázkou bylo, jak zajistit osvětlení fasády katedrály a minimalizovat problémy s možným oslněním od světlometů. V reakci na nově vzniklou situaci byl navržen nový koncept venkovního osvětlení, který je graficky znázorněn na obr. 2.

Obr. 2 – Grafické schéma koncepce venkovního osvětlení.

V rámci tohoto konceptu jsou fasády katedrály výškově rozděleny do tří zón. Osvětlení zóny I zajišťovaly nově instalované lucerny, které díky svému vyzařování osvětlovaly nejen prostranství okolo katedrály, ale také spodní část fasády. Osvětlení zóny II, navazující části fasády do výšky zhruba 15 m, zajišťovala zemní svítidla instalovaná kolem celého obvodu katedrály. Osvětlení zóny III, tedy horní poloviny fasády, střech a celé věže, zajišťovaly světlomety umístěné na stožárech po obvodu náměstí (obr. 3). Vzhledem k velkým vzdálenostem mezi osvětlovanými fasádami a polohami světlometů a požadavku na omezení oslnění byly pro osvětlení ze vzdáleností okolo 100 m použity úzkoúhlé světlomety (4°). Pro osvětlení z kratších vzdáleností do 50 m byly použity světlomety se středně širokým svazkem (25°). Světelné stopy jednotlivých světlometů byly skládány vedle sebe a vytvářely tak celkové plošné osvětlení katedrály. 

Pro maximální omezení neužitečného (rušivého) světla byly světlomety osazeny kruhovými a bočními clonami. Použití úzkoúhlých světlometů a clonicího příslušenství umožnilo minimalizovat oslnění chodců a řidičů na přilehlých komunikacích. Osvětlovací soustavu tvořilo 45 světlometů o celkovém příkonu 7,5 kW, se světelným tokem svítidel 360 klm. Zemní osvětlovací soustavu tvořilo 19 zemních svítidel o příkonu 2,6 kW se světelným tokem svítidel 80 klm. V porovnání s původní osvětlovací soustavou došlo ke snížení příkonu přibližně o 5 kW (tj. o 30 %). Pro osvětlení byly použity světlomety a zemní svítidla osazené vysokotlakými halogenidovými výbojkami s náhradní teplotou chromatičnosti Tcp = 3 000 K a indexem podání barev Ra = 80. Tyto světelné zdroje oproti původním vysokotlakým sodíkovým výbojkám (Ra = 20, Tcp = 2 200 K) měly kvalitnější podání barev osvětlovaných povrchů a mírně chladnější barevný tón vyzařovaného světla.

OBNOVA OSVĚTLENÍ V ROCE 2023

Obnova venkovního osvětlení sv. Bartoloměje, ke které bylo přistoupeno v roce 2023, se týkala zóny III, kdy byla provedena výměna světlometů pro osvětlení katedrály. 

Novou osvětlovací soustavu tvoří moderní LED světlomety (obr. 4) osazené světelnými diodami HP LED. Jejich optický systém představuje soustava optických čoček. Pro osvětlení fasád katedrály a věže z větších vzdáleností (okolo 100 m) jsou použity světlomety s velmi úzkým světelným svazkem SS (4°). 

Tyto světlomety umožňují na vzdálenost 100 m vytvořit osvětlenost 60 lx a světelnou stopu o průměru 7 m. Pro střední vzdálenosti (okolo 50 m) jsou použity světlomety s úzkým světelným svazkem S (14°). Pro kratší vzdálenosti do 30 m jsou použity světlomety se středně širokým svazkem F (30°) a širokým svazkem WF (45°). Vzhledem k tomu, že světlomety osvětlují katedrálu z větších vzdáleností a nacházejí se uprostřed zástavby i v prostoru s motorovým a pěším provozem, jsou osazeny clonicím příslušenstvím (válcovými clonami).

Světlomety jsou osazeny světelnými diodami s indexem podáním barev Ra = 80, náhradní teplotou chromatičnosti Tcp = 2 700 K a dobou života L90B10 = 100 000 hodin. Součástí světlometů jsou elektronické stmívatelné předřadníky (DALI) pro napájení světelných diod. Světlomety jsou napojeny na sběrnici řídicího systému. Prostřednictvím řídicího systému lze u každého světlometu plynule nastavit provozní úroveň světelného toku, světlomety lze sdružovat do skupin a vytvářet světelné scény. Nový návrh osvětlení byl ověřen ve výpočetním programu Dialux Evo (obr. 5, 6).

Celkový instalovaný příkon je 6,1 kW a instalovaný světelný tok světlometů je 543 klm. Světlomety jsou osazeny stmívatelnými předřadníky a umožňují plynulou regulaci světelného toku. Při závěrečném směrování světlometů byly také nastaveny úrovně jasu na požadovanou úroveň. V rámci tohoto nastavování byl výstupní světelný tok zregulován na 70 % jmenovité hodnoty. 

Aktuální provozní příkon osvětlovací soustavy je 4,3 kW a světelný tok 380 klm (obr. 7). V porovnání s původní osvětlovací soustavou došlo ke snížení provozního příkonu o 3,2 kW, tj. o 43 % při zachování srovnatelné úrovně osvětlení. V porovnání s předchozí soustavou mají světelné diody teplejší barevný tón světla, stejně kvalitní podání barev, výrazně delší dobu života světelných zdrojů. Moderní optické systémy čoček umožňují přesnější usměrnění světelného toku světelných zdrojů a snížení neužitečného světla vyzařovaného mimo osvětlovaný objekt.

Po instalaci osvětlovací soustavy pro osvětlení katedrály budou následovat další etapy, v rámci kterých bude provedena výměna světlometů pro osvětlení budov na náměstí Republiky a zbývajících zón u katedrály sv. Bartoloměje.