Fiat lux*

140 let umetne svetlobe

Kako malo pozornosti posvečamo umetni svetlobi v vsakdanjem življenju, se navadno zavemo šele, ko zmanjka elektrike ali nam pregori žarnica. Ves preostali čas je gib, ki ga naredimo, da pritisnemo na stikalo, tako samodejen, da se ga niti ne zavedamo. Ves čas našega življenja luč preprosto je, vedno na razpolago, vedno v rabi, samo ozadje, samo osnovna infrastruktura našega bivanja. Samoumevna.

Podobno je pri javni razsvetljavi, katere zgodovina se začenja davno pred začetkom rabe elektrike. Prva uporaba oljnih svetilk v javnem prostoru je opisana že v grško-rimskih časih, ko so svetilke v javnem prostoru uvedli kot zaščito pred ropi (in nevarno štrlečimi kamni na ulicah). Zgodovinski primeri so potrjeni še v Antiohiji v 4. stoletju in Cordobi v 9. in 10. stoletju. Na prehodu iz 14. v 15. stoletje so mesta, kot sta London in Pariz, že imela zakone, ki so predpisovali in urejali javno razsvetljavo, ter program postavljanja javnih svetilk. Leta 1729 je imel Pariz 6000 javnih svetilk in med francosko revolucijo so meščanom hitro prišle prav tudi kot priročno mesto za obešanje plemičev. A šele naslednji veliki korak v javni razsvetljavi, ko je v prvi polovici 19. stoletja oljne svetilke zamenjalo omrežje plinske razsvetljave, je Parizu prinesel vzdevek »Mesto luči«.

Pariz sicer v tem ni bil prvi. Tehnologijo so razvili v Veliki Britaniji, ko je William Murdoch leta 1790 po naključju odkril potencial premogovega plina za razsvetljavo, ko je nadzoroval parne stroje v svojem rudniku kositra v Cornwallu. Prva s plinom razsvetljena ulica na svetu je bila Pall Mall v Londonu in od tam se je začel pohod plinske razsvetljave po vsem planetu.

A šele, ko je Joseph Swan 3. februarja 1879 prvič razsvetlil Mosely Street v Newcastlu upon Tyne, za to pa uporabil žarnice, ki jih je razvil neodvisno od Thomasa Edisona (in zanje isto leto prejel angleški patent), je bil oder pripravljen, da se končno prižgejo (umetne) luči po vsem svetu in da umetna razsvetljava zares doseže vsako ulico in hišo.

Za plinsko razsvetljavo sta potrebna postavitev drage napeljave s počasnimi in zahtevnimi zemeljskimi deli in nenehno vzdrževanje, da se preprečijo katastrofalne eksplozije zaradi puščanja plina. Elektriko pa je mogoče poceni in hitro napeljati tudi na najbolj zakotno dvorišče. Časi, ko so se meščani ponoči ozirali čez ramo, najemali nosilce leščerb ali celo oboroženo spremstvo, so se počasi iztekali. Danes nam je občutek tesnobe, ko zaidemo v neosvetljeno ulico, polno nepreglednih vogalov in temnih kotičkov, tako rekoč neznan. V resnici ga večkrat izkusimo na filmskem platnu kot na ulici. Osvetljeni so okna, ceste, ulice in tudi, ko kakšen krak mestne razsvetljave odpove, nam luč, ki se siplje od drugod, omogoča razmeroma nemoteno in strahu prosto gibanje po mestu. Težava, s katero imajo danes opraviti mesta po vsem svetu, je drugje.

Vsakemu Ljubljančanu, ki je kdaj stopil iz hiše na večer, ko je zapadel prvi sneg, je znana tista posebna (in čudovito lepa) atmosfera oranžne luči, za katero sicer vemo, da izvira iz cestnih svetilk, a hkrati na videz prihaja od vsepovsod. Kot da bi sam zrak oddajal enakomeren topel žar v vse smeri.

No, v resnici se točno to tudi dogaja. V ozračju, polnem drobnih ogledal (ledenih kristalov), se svetloba, ki jo oddajajo svetlobna telesa, enakomerno siplje v vse smeri. In šele v takšnih razmerah lahko zares opazimo, koliko svetlobe mesto v resnici proizvede vsako noč. Cestne svetilke, avtomobilske luči, izveski lokalov, okna in vrata stanovanj, vsi viri umetne svetlobe, drobni in nepomembni vsak zase, se postopoma seštevajo in s sipanjem svetlobe v ozračju zvišujejo raven osvetljenosti ne samo lokalno, temveč v širši okolici. Študije v glavnih mestih po svetu so pokazale, da je nočno nebo 100- do 200-krat (Dunaj in Berlin), celo do 1000-krat (Hongkong) svetlejše, kot bi bilo brez umetne razsvetljave. Vpliv, ki ga ima povišana stopnja osvetljenosti na prebivalce, je dolgo ostal neopažen, a klinične raziskave so postopoma pokazale, da 24-urna mesta s svojim neutrudnim ritmom pri ljudeh povzročajo merljive, povsem fiziološke spremembe. Podobno kot vsa druga živa bitja so se med dvema milijonoma let trajajočo evolucijo tudi ljudje prilagodili na 24-urni dnevni ritem, ki je osnovna ura za naše biološke procese. Francoski astronom Jean-Jacques d’Ortous de Mairan je že leta 1729 dokazal, da se listi mimoze odpirajo in zapirajo v 24-urnem ritmu, tudi kadar so rastline začasno postavljene v popolno temo. Leta 2017 so Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash in Michael W. Young prejeli Nobelovo nagrado za medicino za raziskovanje spreminjanja prisotnosti nekaterih beljakovin v celicah, s katerim so dokazali, da v nas dejansko ves čas tiktaka biološka ura. Toda to odkritje je samo potrdilo fiziološki temelj procesov, ki so jih pokazale medicinske raziskave že desetletja pred tem. Izločanje hormonov, ki uravnavajo delovanje organov (srčni utrip, krvni tlak, telesno temperaturo, prebavo in presnovo), poteka v natančno usklajenem ritmu. Tega pa sinhronizira ritem dnevne svetlobe.

Načrtovalci osvetlitve na primer že dolgo vedo, da umetna svetloba, toplejša od 5000 K (kar je temperatura svetlobe, ki ustreza naravni svetlobi ob sončnem vzhodu), deluje dramilno, povečuje zbranost, produktivnost in skrajšuje odzivni čas. To je na primer svetloba, ki jo oddaja večina fluorescentnih svetil, tako imenovanih neonskih žarnic (med katere spadajo varčne sijalke), pa tudi veliko vedno bolj razširjenih LED-svetil. Vendar je to tudi svetloba avtobusnih čakalnic, operacijskih dvoran in parkirnih garaž. Predolga izpostavljenost svetlobi te vrste povzroča utrujenost in razdražljivost (in to ne samo zaradi večinoma neprijetnih opravil, ki so nam vsiljena v teh prostorih).

Po podatkih Eurostata energija, ki jo gospodinjstva porabijo za osvetljevanje, dosega 13,8 odstotka porabljene energije oziroma skoraj 30 odstotkov porabljene elektrike.

Zviševanje splošne ravni osvetlitve ima podobne učinke. Ti so sicer kratkoročno manj opazni, a vsiljene spremembe dnevnega ritma dokazano povečujejo pojavnost kroničnih bolezni, duševnih motenj in morda tudi rakavih obolenj (epidemiološke raziskave so pokazale, da je pri delavkah, ki delajo ponoči, tveganje za raka dojke večje kot pri tistih, ki ne).

Na podlagi teh novih podatkov se je tema svetlobnega onesnaževanja s popolnega obrobja postopoma prebila do zadostne pozornosti, da so jo države in mesta po vsem svetu postopoma začeli obravnavati s (skoraj) podobno resnostjo kot onesnaževanje zraka ali vode. Slovenija je bila tu celo ena izmed prvih držav, ki so to področje zakonsko uredile, to je storila z uredbo o mejnih vrednostih svetlobnega onesnaženja okolja leta 2007. Tudi po dvanajstih letih naš zakon ostaja med najbolj restriktivnimi predpisi te vrste na svetu. Določa način in jakost osvetljevanja ter največjo dovoljeno porabo elektrike. Zapoveduje izdelavo načrtov rasvetljave za vsa svetila v javnem prostoru, močnejša od 50 kW, in javno objavo teh. Namenjen je varstvu narave in bivalnih razmer ter seveda tudi varčevanju z energijo. Po podatkih Eurostata energija, ki jo gospodinjstva porabijo za osvetljevanje, dosega 13,8 odstotka porabljene energije oziroma skoraj 30 odstotkov porabljene elektrike.

A zakonodaja je samo eden izmed načinov, kako se mesta spoprijemajo s čezmerno nočno osvetlitvijo. Nekateri so tako preprosti, da bi jim lahko rekli uporaba zdrave pameti – na primer raba usmerjenih, zakritih svetil, ki osvetljujejo zgolj proti tlom, zmanjševanje jakosti svetil, omejevanje dekorativne osvetlitve, ugašanje nepotrebne razsvetljave. Drugi izkoriščajo razvoj algoritmov za vzpostavljanje sistemov, ki nadzorujejo uporabo javnih prostorov in sproti prilagajajo raven osvetljenosti dejanskim potrebam. Prvi takšni sistemi so že v rabi na Nizozemskem in Švedskem. Mesto Chicago je šlo celo dlje in pred kratkim začelo javne svetilke opremljati s paketi tipal, ki poleg svetlobne onesnaženosti zaznajo tudi onesnaženost zraka in raven hrupa. S širšo uporabo takšnih sklopov rešitev (od najpreprostejših do najbolj visokotehnoloških) se odpirajo možnosti za postopno zmanjševanje neposrednega svetlobnega onesnaževanja ter posredno tudi onesnaževanja, ki ga povzroča proizvodnja potrebne energije.

A od samega začetka široke rabe javne osvetlitve ostaja osnovna infrastrukturna podstat podobna: omrežje napeljave, na katero so priključeni točkovni porabniki – svetila. Postavljanje, vrdrževanje in zamenjava takšnih sistemov s sabo seveda prinesejo tudi neizogibne stroške in počasnost kakršnihkoli sprememb. Radikalnih, konceptualnih premikov v samem sistemu ni bilo. Plinske svetilke so zamenjale prve električne žarnice, te so se umaknile učinkovitejšim fluorescentnim, zadnja leta pa poteka postopen prehod na še učinkovitejše LED-diode. Te so bile po vsem svetu pozdravljene kot odrešenice za naše vsak dan večje energetske potrebe, ker porabijo le delček elektrike, ki so jo porabila svetila pred njimi. A (kot to žal velja za še veliko drugih s fanfarami sprejetih sodobnih tehnologij) za učinkovito tekočo porabo se skriva večinoma neupoštevani davek dragega in energijsko požrešnega proizvodnega procesa. Če centralizacije proizvodnje in s tem povezanih transportnih stroškov niti ne omenjamo.

Obenem je tema osvetljevanja po prvotnem navdušenju na začetku 19. stoletja, ko se je prvič pojavila, ponovno deležna vse več pozornosti. Z njo se vedno pogosteje ukvarjajo ne le inženirji in znanstveniki, strokovnjaki za elektrotehniko in energetiko, temveč tudi oblikovalci, arhitekti, celo umetniki. Vse bolj so priljubljeni festivali oblikovanja svetlobe (kot je ljubljanska Svetlobna gverila), ki odpirajo prostor za nove rešitve in nova vprašanja. Čeprav veliko teh dogodkov in izdelkov ne presega ravni turistične zanimivosti (ali malce bolj prefinjene dekoracije), je med njimi mogoče najti tudi resnično inovativne rešitve, ki skoraj vedno izhajajo iz interdisciplinarnega sodelovanja s tehnologi, raziskovalci ali znanstveniki.

Dober primer takšne rešitve je Van Goghova kolesarska steza nizozemskega oblikovalca Daana Roosegaarda, ki jo je leta 2014 oblikoval in izvedel v svojem rojstnem kraju Nuenenu. Roosegaarde je krajevne oblasti prepričal, da so kilometrski odsek kolesarske poti po provinci Severni Brabant, ki poteka skozi Nuenen, namesto s konvencionalnimi svetili opremili z njegovo poslikavo, za katero je uporabil posebno barvo, ki čez dan vsrkava svetlobo in jo postopoma oddaja ponoči. Takšna osvetlitev sicer niti približno ne dosega jakosti klasične, a je, kot pravi avtor, »ravno zato nežnejša za oko in okoliško naravo«. Človeško oko se brez težav prilagodi tudi nižji ravni osvetlitve, kot je tista na glavnih mestnih ulicah. Nežen zelenomoder sij, ki ga barva oddaja ponoči, je kolesarjem povsem dovolj, da sledijo stezi in opazijo tudi druge uporabnike. Roosegaarde je poslikavo oblikoval na podlagi motivov z Van Goghove slike Zvezdnata noč, kar je preprosto lepo, obenem pa »vzpostavlja povezavo s kulturno zgodovino prostora«, kot pojasnjuje avtor.

Druga radikalna novost prihaja iz laboratorijev francoskega biokemika Pierra Calleje, ki že več kot deset let raziskuje potencialno rabo mikroalg za proizvodnjo svetlobe. Bioluminiscenca (kot se pojav oddajanja svetlobe pri živih organizmih strokovno imenuje) je biologom znana že desetletja, a z razvojem bio- in genske tehnologije se prvič pojavlja možnost uporabe tega pojava za potrebe množične razsvetljave. Svetila z algami ne potrebujejo električnega napajanja. Alge svetlobo proizvajajo s fotosintezo, pri čemer dejansko porabljajo ogljikov dioksid iz ozračja. Uspešna uvedba te tehnologije bi lahko ne le zmanjšala porabo energije, temveč celo pripomogla k zmanjšanju ogljičnega odtisa človeštva.

LED-diode so bile pozdravljene kot odrešenice, ker porabijo le delček elektrike, ki jo je porabila generacija svetil pred njimi. A se za učinkovito tekočo porabo skriva večinoma neupoštevani davek dragega in energetsko požrešnega proizvodnega procesa.

Medtem ko se Roosengaarde in Calleja ukvarjata z novimi načini proizvajanja svtlobe, se je (prav tako) nizozemsko podjetje Pavegren posvetilo novim načinom proizvajanja energije. »Pametni pločnik« tega podjetja je sestavljen iz mreže trikotnih plošč, ki so podprte z drobnimi indukcijskimi elektromagnetnimi generatorji. Vsak korak, ki ga pešci opravijo po tem pločniku, proizvede majhno količino energije. A po podatkih proizvajalca, ki je leta 2017 realiziral 150 takšnih projektov po vsem svetu, vsak korak zadošča, da LED-dioda sveti 20 sekund. Skupaj z bliskovitim razvojem tehnologije za hranjenje električne energije ta razmeroma preprosta inovacija zagotavlja vsem meščanom, da z vsakodnevnim gibanjem prispevajo k napajanju mesta z energijo.

Seveda so vse te rešitve ne glede na iznajdljivost samo simptomatsko zdravljenje globljih težav, pri katerih bi bili potrebni odgovori na pomembnejša vprašanja. Ali naša družba zares potrebuje številne »pridobitve«? Kot so na primer ogromni nakupovalni centri, odprti do poznega večera, 24-urni televizijski kanali in delovni dnevi, ki se nikoli več ne končajo ob petih, kaj šele ob treh. Ali nam ne bi bilo nemara bolje, če bi ne le izumljali vedno bolj prefinjene načine pridobivanja in porabe energije, ampak kdaj tudi preprosto prej ugasnili luč. In se dobro naspali ...

* Bog je rekel: »Bodi svetloba!« In nastala je svetloba. (Sveto pismo, 1 Mz 1,3)