Биосфероцентричное освещение парков

Современный городской парк — открытая озелененная территория, с продуманным ландшафтным дизайном, выполняющая рекреационные и архитектурно-художественные функции. Парк — это сочетание ценностей эстетического удовольствия и благополучия населения, место сохранения природных экосистем и формирования социальных сообществ. Парк должен быть комфортным и безопасным на протяжении всех сезонов, в любую погоду, в светлое и темное время суток. Пандемия COVID-19 еще больше актуализировала значение парков для горожан, когда их территории оказались естественным убежищем от нежелательных контактов и опасных вирусов, где физическое дистанцирование легко сочеталось со свободой передвижения и свежим воздухом.

В июне 2020 года британская ассоциация The Parks Alliance опубликовала отчет «Making Parks Count» [1], в котором рассматривается экономическое обоснование инвестиций в парки в Великобритании. В отчете показано, что парки в Англии ежегодно приносят более 6,6 млрд фунтов стерлингов в пользу здоровья, улучшения климата и окружающей среды. На каждый фунт стерлингов инвестиций в парки приходится около 7 фунтов стерлингов дополнительной ценности благополучия населения и природы.

Для того чтобы максимально использовать парки, скверы и городские леса, особенно в городах, где вечер наступает зимой рано, обустройство рационального искусственного освещения становится еще более целесообразной инвестицией. Такое освещение в парке, с одной стороны, должно способствовать реализации его функционального назначения: как можно дольше притягивать и удерживать посетителей в качестве социального центра; с другой стороны, свет должен раскрывать и выигрышно подчеркивать эстетику ландшафта, его физико-биологический и эмоциональный облик; в-третьих — обеспечивать сохранность биосферы: с растениями, насекомыми, мелкими животными, птицами в городской среде.

Понятно, что в данном случае требования к освещению будут весьма противоречивы: от создания в ночном парке условий для продолжения активности посетителей в режиме «как днем» до нетронутой темноты густого леса со звездным небом над головой.

А что на сей счет говорят стандарты?

Действующие российские нормативные документы устанавливают нормы искусственного освещения селитебных территорий, к которым относятся парковые зоны, весьма лаконично. Так, свод правил СП 52.13330.2016 регламентирует уровни освещенности для главного входа в парк — 6 лк; для центральных аллей  — 4 лк; для второстепенных входов и дорожек  — 2 лк. Для характерных элементов ландшафта и архитектурно-художественных объектов регламентируется обеспечивать среднюю яркость в диапазоне 3–5 кд/м² или яркость акцентируемого светом элемента в диапазоне 8–15 кд/м². Слепящее действие осветительных приборов (ОП), используемых для освещения парковых зон, скверов, бульваров, ограничивается индексом блескости GI в зависимости от высоты их установки: при высоте до 4,5 м — GI не более 4000 кд/м; от 4,5 м до 6 м — GI не более 5500 кд/м; свыше 6 м — GI не более 7000 кд/м. Для освещения зеленых насаждений рекомендуется использовать холодный свет с КЦТ выше 4000 К.

Рекомендации американских и европейских специалистов-дизайнеров по организации освещения парков в основном сосредоточены на предотвращении светового загрязнения или навязчивого света [2]. Для решения проблемы предлагается зонирование освещаемых территорий, разбитое на пять экологических зон: от зон нетронутой дикой природы до зон плотной застройки крупных городов [3], при этом для каждой зоны определены требования к светораспределению ОП и их расположению.

В национальном стандарте Индии «National Lighting Code» [4] рекомендациям по освещению парков и зеленых поясов вокруг городов посвящен специальный раздел. В документе подчеркивается, что полное освещение зеленых насаждений в таких парках нецелесообразно как по эстетическим, так и по экономическим причинам. Однако наиболее привлекательные и знаковые объекты должны быть обязательно подсвечены специальным образом в зависимости от их цветовой гаммы, размеров, расположения. При этом тип такого акцентного освещения должен зависеть от: общей формы, структуры и объема объекта; преобладающего цвета листвы и его изменения в зависимости от времени года; расположения точек обзора, с учетом ограничения ослепления. При этом передний план ландшафта не должен быть освещен совсем или иметь меньше света, чтобы не отвлекать внимание от удаленных объектов.

При монтаже в парковых зонах ОП должны быть малозаметными в дневное время и, как правило, устанавливаться на уровне земли или на низких бетонных блоках во избежание случайного контакта с газоно­косилками. Целесообразно использовать кустарники для маскировки ОП в дневное время и устранения нежелательной блескости при включении.

Деревья обычно освещаются прожекторами, установленными на уровне земли. Не рекомендуется располагать ОП на деревьях, так как могут быть повреждены ветки или обожжены листья. Если возникает необходимость разместить ОП на более высоком уровне, можно использовать подходящие столбы или опоры.

Для освещения цветников, расположенных на уровне земли, целесообразно использовать ОП типа bollard, направляющие свет с небольшой высоты вниз. Такие ОП размещают либо посередине, либо по краям клумб, а их высота зависит от высоты цветущих растений.

Ветви деревьев и листва могут представлять постоянную проблему в обеспечении надлежащего наружного освещения. Разумная обрезка может уменьшить или устранить экранирующий эффект. Персонал должен тесно сотрудничать с лесохозяйственными организациями и владельцами собственности, чтобы обеспечить соблюдение требований к освещению с минимальным визуальным и садоводческим ущербом для деревьев.

Более проработанным и строгим представляется подход к освещению национальных парков в США, где ночное освещение, а вернее, сведение его к минимуму является обязательным условием функционирования парка. Согласно правилам Службы национальных парков (NPS) США [5]:

• Подсветка ландшафта и внешних архитектурных элементов недопустима. Темное ночное небо является жизненно важным ресурсом парка, и очень важно уменьшить световое загрязнение и защитить темное ночное небо. Световое загрязнение часто возникает из-за чрезмерного или неправильно направленного наружного освещения.
• Следует использовать освещение только в случае необходимости для обеспечения безопасности. Таймеры, фотоэлементы и датчики движения — эффективный способ максимизировать свет в те часы, когда он нужен больше всего. Направляйте свет только туда, где это необходимо, и избегайте чрезмерного освещения.
• Рекомендуется применять экранированные ОП, чтобы направлять большую часть света вниз, уменьшая световое загрязнение.

Астрономические мероприятия в американских национальных парках являются одними из самых популярных программ для посетителей, а фестивали ночного неба часто привлекают тысячи участников. Астротуризм становится популярным и в Индии, где в прошлом году открылся заповедник темного неба Hanle Dark Sky Reserve в Changthang Wildlife Sanctuary в составе заповедника дикой природы «Чантанг» [6].

На рис. 1 приведена фотография ночного ландшафта заповедника дикой природы «Чантанг», Индия. Однако такую восхитительную картину ночного неба можно увидеть только при отсутствии светового загрязнения, расстилающегося практически над всеми современными городами и их парками. Естественный уровень яркости небосвода составляет около 0,25 мкд/м², в то время как при световом загрязнении искусственным светом над европейскими городами его яркость достигает 8 мкд/м² [7].

Рис. 1. Вид на звездное небо в заповеднике Hanle Dark Sky Reserve, Индия.

В индийских городах последние десятилетия наблюдается постоянный рост светового загрязнения, причем с темпами, значительно превышающими средне­мировые. К сожалению, города Бангалор, Калькутта, Хайдерабад, Дели достигли — и уже превысили — европейские уровни светового загрязнения [8]. Москва, Санкт-Петербург, Краснодар и другие российские мегаполисы также не оставили своим жителям возможности любоваться ночным небом и созвездиями.

Отметим, что правила освещения (или требование к его отсутствию) в национальных астрономических парках США или Индии вряд ли следует напрямую соотносить с требованиями к освещению городских парков. Однако предложенные в правилах средства ориентации для безопасного передвижения по пространству парка с использованием отражающих лент и других флуоресцирующих указателей вполне заслуживают внимания. Такими средствами можно выделить проезжую часть, автостоянки, мостики и тропы, туалеты, поскольку в подобных парках в распоряжении людей обязательно будут фары или ручные фонарики и фонари сотовых телефонов.

В Европейском союзе формируется общий подход к ресурсоэффективной устойчивой экономике с помощью программы зеленых государственных закупок (Green Public Procurement — GPP). В рамках программы намечено глобальное сокращение потребления искусственного света при утилитарном наружном освещении [9], который при определении соответствующих уровней освещенности включает принцип ALARA (As Low As Reasonably Achievable) — уровень настолько низкий, насколько это разумно и достижимо. Этот подход распространяется и на садово-парковое освещение.

Среди положений, включенных в перечень требований GPP к ОП, следует выделить:

• TS2 (совместимость управления световым потоком): ОП должны быть совместимы с активными средствами управления, которые позволяют реализовать их диммирование в ночное время, когда активность в освещаемой зоне низкая.
• TS3 (минимальные уровни диммирования): все ОП должны быть оснащены элементами управления, которые позволяют диммировать их как минимум до 50% (желательно до 10%) от номинального светового потока.
• TS7 (минимизация светового потока, направленного вверх (RULO)): все системы освещения должны иметь рейтинг RULO 0% — это означает, что они не излучают свет выше горизонтальной плоскости.
• TS8 (световое загрязнение): чтобы уменьшить воздействие света, считающегося световым загрязнением, цветовая температура света ОП должна быть менее 3000 К.
• TS9 (световое загрязнение и видимость звезд): GPP использует в качестве улучшенной альтернативы показателю КЦТ спектральный G-индекс ( Спектральный G-индекс — это переменная, которая была разработана для количественной оценки коротковолнового света (менее 500 нм) относительно видимого излучения ОП. Чем меньше G-индекс, тем больше синего или фиолетового света излучается по отношению к общему световому потоку ОП)для оценки экологической опасности света ОП. В парках, садах и других экологически чувствительных местах рекомендуется G-индекс света ОП не менее 1,5. Для таких территорий требуется наличие графиков затемнения или отключения ОП в ночное время.

Большинство описанных требований соответствует стандарту экологически нейтрального освещения (Low Impact Lighting) [10], продвигаемому немецкими, итальянскими и словенскими членами Европейского бюро по окружающей среде (European Environmental Bureau, EEB) в последнее десятилетие. Стандарт вводит ряд дополнительных требований, среди которых следует выделить требования к энергоэффективности и сроку службы ОП:

• минимальная эффективность ОП при полной мощности должна быть не менее:
  • –  при КЦТ 1900 K (например, янтарный цвет) — 50 лм/Вт,
  • –  при КЦТ ниже 2200 К — 95 лм/Вт,
  • –  при КЦТ между 2200 и 2700 K — 100 лм/Вт;
• срок службы ОП или среднее время наработки на отказ должно составлять не менее 25 лет или 100 000 ч.

Современные требования к парковому освещению, как правило, предусматривают возможность динамического изменения светового потока ОП. При этом управление режимом ОП может происходить от центрального контроллера, от локальных датчиков уровня освещенности, датчиков интенсивности движения, например, велосипедистов или присутствия пешеходов в освещаемой зоне. Таким образом, системы управления освещением позволяют реализовать интеллектуальные сценарии зонального включения света вдоль маршрута движения по требованию или в автоматическом режиме, затемняя освещение в периоды с низкой посещаемостью парка или регулируя световой поток в зависимости от погодных условий.

Отдельно следует отметить рекомендации по обеспечению возможности изменения оттенков белого света светодиодных ОП в зависимости от времени суток, сезонов, погодных условий. Управление интенсивностью освещения в сочетании с возможностью изменять спектральный состав излучения открывает перспективу создания экологически дружелюбной атмосферы в парке, минимизации воздействия на биосферу в ночное время светом с большим содержанием коротковолнового излучения, снижения светового загрязнения окружающей среды.

Применение автоматизированных систем управления освещением позволяет создать уникальный изменяющийся визуальный облик вечернего парка, формировать пространство с помощью световых градиентов и оттенков, сохранять биосферу и существенно экономить потребление электроэнергии без снижения функциональности.

Компании МГК «Световые Технологии» и Lighting Technologies India располагают широким набором светодиодных ОП для утилитарного наружного освещения и архитектурно-художественной подсветки, а также системами беспроводного управления освещением на платформе Ambiot. Опыт работы с заказчиками, архитекторами, дизайнерами при реализации проектов освещения городских парков, бульваров, спортивных площадок подтверждает актуальность специфических требований и правил, изложенных выше.

На рис. 2–5 [11, 12] представлены примеры проектов садово-паркового освещения, реализованные компаниями «Световые Технологии» и Lighting Technologies India в России и Индии.

Рис. 2. Парк им. Фрунзе в г. Новороссийске. Для освещения применены уличные декоративные ОП TOWER LED, POKER LED и GLOSS LED 5 D100

Рис. 3. Сквер Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета имени И. П. Павлова. Для освещения использованы ОП APEX LED, разработанные в сотрудничестве с дизайнерами Сержем и Робертом Корнелиссенами (Бельгия)

Рис. 4. Королевский беговой клуб Западной Индии (Royal Western India Turf Club). Для освещения применены светодиодные ОП Adornis производства завода «Световые Технологии» в Индии

Рис. 5. Парк BBMP в г. Бангалор, Индия (Bruhat Bengaluru Mahanagara Palike Park). Для освещения применены светодиодные ОП Boletus производства завода «Световые Технологии» в Индии

Знания и глубокое понимание вопросов конструирования и эксплуатации современных ОП, систем управления, всех стадий проектирования осветительных установок для данной области применения позволили специалистам российской и индийской компаний сформулировать правила освещения современного парка. Такое освещение, гармонично сочетающее интересы людей и живой природы, специалисты предлагают в дальнейшем называть биосфероцентричным.

И вот семь пунктов рекомендаций, которые и составляют:

Правила создания биосфероцентричного освещения в парках

Осветительные установки в парке должны создавать свет только в тех местах, где это необходимо и было предусмотрено при проектировании.

При этом наружное освещение усилит ощущение безопасности, если на территории парка обеспечена его непрерывность, ритмичность и равномерность. При монтаже ОП нельзя допускать повреждения деревьев, зеленых насаждений и других природные объектов.

Осветительные приборы должны визуально гармонировать с природными объектами, инфраструктурой парка, арт-объектами и быть малозаметны в дневное время. Здесь можно выделить формирующийся тренд на замену в парках ОП на высоких опорах ОП типа Bollard. Такие ОП задают объем пространства, выполняют в парке навигационную функцию, акцентируют внимание на зонах отдыха и элементах благоустройства.

ОП должны генерировать света ровно столько, сколько это предусмотрено в проекте освещения. Переизбыток света, возникающий при традиционном проектировании с учетом «коэффициента запаса», должен быть исключен при помощи автоматического контроля светового потока в ходе эксплуатации прибора.

Свет должен распространяться в нужные зоны и, например, освещать мостик над ручьем, а не ручей. Минимизация светового загрязнения должна стать обязательной составляющей проектов, в том числе максимально ограничить распространение света в верхнюю полусферу и «зоны слепимости» посетителей парков.

Применение датчиков присутствия, фотореле, автоматических контроллеров позволяет обеспечивать заданную освещенность локальных зон или объектов тогда, когда это необходимо, например, пешеходам или велосипедистам. Используя динамически изменяемое «умное освещение», вы контролируете комфорт, энергопотребление и сохраняете экосистему парков.

Спектральный состав источников света должен содержать минимальное количество коротковолнового излучения (синего света). Свет осветительных приборов должен иметь низкую коррелированную цветовую температуру (КЦТ). Возможно применение световых решений с динамическими изменениями оттенков белого, гармонизированных с изменениями естественного света.

Использование для безопасного ориентирования и передвижения в парках дополнительных светоотражающих знаков-указателей, специальных конструкций и технических приспособлений добавит городскому парку атмосферы природной рекреации.

Создание экологически нейтрального наружного освещения становится все более принятым общественностью трендом современного светового дизайна. Специалисты компаний «Световые Технологии» и Lighting Technologies India стараются убедить заказчиков, проектировщиков и дизайнеров следовать принципам биосфероцентричного освещения при освещении городских парков, зеленых зон вокруг городов на основе предложенных рекомендаций.

Конечно, приведенные правила биосфероцентричного освещения нельзя считать исчерпывающим и законченным руководством по ответственному проектированию освещения в парках. В то же время они могут послужить началом обсуждения и популяризации весьма актуальной проблемы разработки и внедрения принципов рационального и ответственного освещения городских парков, проблемы рачительного обустройства и гармоничного сохранения островов живой природы в современном городе
для благополучия людей.