Budapest is sárga lehet még az űrből, nemcsak Berlin keleti fele

Bemutató kisfilmekkel is segíti az MME a felkészülést a tavaszi fecskevédelmi időszakra
2022-02-08
Nemzetközi együttműködési projektjeit mutatta be a Sapientia Erdélyi Magyar Tudományegyetem
2022-02-09
Show all

Budapest is sárga lehet még az űrből, nemcsak Berlin keleti fele

Műholdas felvételeken világosan kirajzolódik a hajdani berlini fal vonala, ugyanis a város nyugati részének közvilágítása vakító fehéren fénylik, míg a keleti sárgás fényt áraszt. Erről eszembe jutott, hogy a nyolcvanas évektől hazánk is sárgába borult, amiből máig sem nagyon sikerült kikeverednünk, jóllehet azóta valóságos forradalom zajlott le a világítástechnikában. Az ennek kapcsán felmerült kérdéseimmel világítástechnikai szakértőhöz, Poppe András egyetemi tanárhoz, a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök tanszékének vezetőjéhez fordultam.

A képhez kapcsolódó írás arról is szólt, hogy a nyugat-berlini világítótestek nemcsak világosabb fényt adtak, ami ugye a közvilágítás alapvető igénye, de olcsóbbak és korszerűbbek is voltak, kevesebb karbantartást igényeltek, sőt a környezet szempontjából is előnyösebbek, mint a sötétebb fényt adó sárgás nátriumgőz lámpák.

Poppe professzor

Ezek a nátriumlámpák a hetvenes évek végén, nyolcvanas évek elején váltották fel a korábbi higanygőz lámpatesteket, azok pedig a még korábbi fénycsöves megoldásokat – magyarázza Poppe professzor, aki azonban hozzáteszi, Németországban, különösen a vidéki településeken még ma is találkozhatunk akár fénycsövekkel is.

A Tungsram ontotta a nátriumlámpákat

Az alacsony nyomású nátriumlámpákat először egyébként Angliában és a Benelux országokban kezdtek használni, mondja Poppe András, aki emlékeztet, az iskolai kémia órákon akkor látjuk ezt a sárga fényt, ha sót szór a tanár a lángba. A magas nyomású nátriumlámpa később jelent meg és a Tungsram élen járt ezek fejlesztésében és gyártásában.

A nyolcvanas években, jórészt a magyar cég tömegtermelésének köszönhetően, lassan az egész Magyarország besárgult. Eközben a fényforrás ipar tovább fejlődött. A korábban elterjedt, hideg kékes fényű higanygőz lámpának sem a fényhasznosítása, sem a színvisszaadása nem volt megfelelő, ezért olyan halogenid vegyületeket vittek a kisülési térbe, amelyekkel kiegyenlítettebb fehér fényt lehetett előállítani. Ezek lettek a fémhalogéngőz lámpák. Ilyenek világítanak például ma is a budapesti Szabadság-híd útpályája fölött.

A gázkisüléses lámpákat gázzal, fémgőzzel, vagy ezek keverékével töltik meg, amely a benne létrehozott elektromos kisülés hatására világít. Az áramot az elektromos kisülés hatására ionizálódó gáztér vezeti. A kisülési tér gerjesztett atomjai nyugalmi állapotba való visszatérésük során a rájuk jellemző hullámhosszon UV, vagy látható fényt bocsátanak ki. A higanygőz lámpa üvegbúrájában higany, a nátriumlámpában nátrium gőzével elegyítenek egy nemesgázt, például az argont, s egy nagyfeszültségű impulzus hatására az itt lévő két elektród között jön létre a kisülés. Vannak kisnyomású és magas nyomású lámpák, az előbbinél a ballonon belüli nyomás töredéke a külső nyomásnak, a második típusnál körülbelül megfelel a légkörinek.

Ezután jöttek a LED-ek, vagyis a világító diódák, amelyek a 2014-ben fizikai Nobel-díjban is részesült japán kutatóknak köszönhető technológiai újítás révén váltak alkalmassá világítástechnikai felhasználásra. Mára uralkodóvá váltak az úgynevezett fényporos fehér LED-ek, amelyeknek az alapját a már említett, Nobel-díjas félvezető-technológiai eredményeken alapuló kék fényt kibocsátó LED-ek jelentik. A fehér fényt a LED lapkából kisugárzott kék fény egy részének hullámhossz konverziójával, átalakításával érik el. A konverziót a ritkaföldfém vegyületeket tartalmazó fénypor réteg végzi. Ez emlékeztet a higanygőz lámpák, illetve a fénycsövek működésére, amelyekben szintén fényport használnak a higanygőzben történő elektromos kisülés révén keletkező UV sugárzás látható tartományba való konvertálására.

A sárga világítás fényvisszaadása szinte nulla, mégis sokan hozzászoktak

A fehér LED, de már a halogénlámpa fénye is világosabbnak hat, mint a nátriumlámpáé, ám ennek érzetét a tudomány összetett módon méri. A fényforrások két fontos, egy-egy mérőszámba sűrített jellemzője a fényhasznosítás, illetve a színvisszaadási index. Előbbi az elektromos úton történő fénykeltés egyfajta hatékonysági mutatója, utóbbi pedig a fényforrás által keltett fény egyfajta minőségi jellemzője.

A fehér LED-es világítás jóval világosabb, mint a nátriumlámpák által sugárzott sárgás fény.

A fehér LED-es világítás jóval világosabb, mint a nátriumlámpák által sugárzott sárgás fény.
Forrás: s0.geograph.org.uk

„Egy lámpa esetén sosem az érdekel minket, hány wattnyi látható sugárzást bocsát ki, hanem az, hogy a fényt soknak, kevésnek, vagy éppen megfelelőnek érezzük. Ennek a mértékegysége a fényáram, amit lumenben mérünk” – magyarázza Poppe András.

„A fényhasznosítás azt mondja meg, hogy 1 watt betáplált teljesítményből hány lumen fényáram keletkezik. Az sem mindegy persze, hogy a fény milyen színű. Az emberi szem az 555 nanométeres hullámhosszú zöld színre a legérzékenyebb. Itt érhető el a fényhasznosítás maximuma.

Ahogy a vörös hullámhossz felé tolódik el a spektrum, az érzékenységünk csökken, vagyis az 1 watt által betáplált teljesítményből előállított ilyen hullámhosszú fényt kevésbé érezzük fényesnek. Ugyanígy a kék felé haladva, szintén csökken az emberi szem érzékenysége.

A fehér fény több, a kékes, a zöldes és a vöröses hullámhossz tartományokban kibocsájtott sugárzás keveréke, ezért a fehér fényű fényforrások fényhasznosítása értelemszerűen csak kisebb lehet, mint a fent említett 555 nm-es monokromatikus zöld sugárzóé. A fényhasznosítás a LED lapka energiakonverziós hatásfokán kívül attól is függ, milyen hullámhosszból mennyi van a kikevert fehér fényben.

Fehér LED-ek esetében, ha a spektrum sárga-vörös tartományának a súlya kisebb és a zöldes-kékes tartomány a dominánsabb, az emberi szem által érzékelt fényességérzet nagyobb lesz, azaz nő a fényáram, a fehér fényt kékesebbnek érezzük. Ezt nevezzük hideg fehér fénynek. Ezzel szemben, ha a kékes-zöldes tartomány relatív súlya csökken, sárgásabbnak és egyben kevésbé világosnak látjuk a fényt. Ezt nevezik meleg fehérnek.

A színvisszaadás ugyanakkor azt mondja meg, hogy egy fényforrás fényével megvilágított tárgy színe mennyivel változik meg ahhoz képest, mintha mondjuk a természetes napsugárzással világítanánk meg. Az úgynevezett színvisszaadási index egy dimenziómentes szám, aminek az értéke klasszikus izzólámpák fénye esetében 100.

Felülről is jól látható a kétfajta megvilágítás közötti különbség

Felülről is jól látható a kétfajta megvilágítás közötti különbség
Forrás: scontent.com

Monokromatikus megvilágítás esetében gyakorlatilag nem látunk színeket, ezért például a majdnem teljesen monokromatikus nátriumlámpánál ez az érték nagyon alacsony. A wolframszálas izzólámpával az volt a gond, hogy az izzószál sugárzásának maximuma nem a látható, hanem az infravörös tartományba esett, s ezért a kisugárzott optikai teljesítmény nagyobb része hőként jelent meg, így értelemszerűen egységnyi fényáram előállításához az izzólámpák veszik fel a legnagyobb elektromos teljesítményt, azaz az izzólámpák fényhasznosítása a legkisebb, ezért is vezették ki ezeket a kereskedelemből. Mára a LED-es fejlesztések oda vezettek, hogy a LED-ek fényhasznosítása már az összes gázkisülő lámpatípus, így a nátriumlámpák fényhasznosítását is felülmúlja. (Az elmúlt napokban zajlott Budapesten a 13. hazai LED konferencia is.)

Fényforrás Fényhasznosítás
Normál izzólámpa 10-15 lm/W
Halogénlámpa 18-25 lm/W
Fénycső 80-90 lm/W
Higanylámpa 40-52 lm/W
Fémhalogéngőz lámpa 60-90 lm/W
Nagynyomású nátriumlámpa 80-120 lm/W
Világító dióda (LED) 50-200 lm/W
Forrás: Wikipedia

A LED-es fényforrások tehát nemcsak fényhasznosítás, hanem színvisszaadás szempontjából is jobbak a nátriumlámpáknál. Érdekes, hogy ugyanakkor az elmúlt évtizedek alatt sokan hozzászoktak ehhez a sárga fényhez. Amikor elkészült a Parlament LED-es díszkivilágítása, sok képviselő reklamált ez ellen, s jóllehet sokkal élőbb képet kapna az épület és nagyságrendekkel jobb fényben lehetne látni a kupolát, meg a szobrok természetes mészkő színét, a lehetőségek közül a képviselők mégis a legrosszabb színvisszaadású, de a megszokott színű megoldást választották, több esetben a fehér LED-ek elé helyezett sárga szűrővel, elrontva a LED-ek jobb fényhasznosítását.

A képviselők ragaszkodtak a régihez

A képviselők ragaszkodtak a régihez
Forrás: Pixabay.com

Budapest a mai tempóval több emberöltő alatt fehéredne ki

Azért országszerte elindult a változás, néhány helyen kicserélték a nátriumlámpákat. A Budai Várban a Szent István termet rejtő épületrészt kívülről már LED-ekkel világították meg, ki is tűnik messziről az egyensárgából – említ egy jó példát Poppe András.

Ha most kicserélnék az összes nyolcvanas években telepített lámpatestet, minimum egy generációs technológiai ugrást jelentene, de ha az újabb generációs LED-eket nézzük, akkor kettőt – teszi hozzá a professzor. A BME a veszprémi szín- és fénytani kutatócsoporttal együtt részt vett az első magyar LED-es lámpatest család kifejlesztését kitűző, 2012-ben sikeresen zárult KÖZLED projektben. Az itt kifejlesztett egyik megoldáson alapulnak például a budapesti Belváros Főutcájában látható LED-es világítótestek. Sajnos sok helyütt nem tudják még okosan használni a LED-es közvilágítást, ugyanis ezeknek a fénye nagyon pontosan irányítható.

Ahová irányítják, ott nagy a fény, biztosítva az útvilágítási szabványok által megkövetelt megvilágítási szintet, ahova nem jut, ott sötét van. Eközben a klasszikus fényforrásokkal működő lámpatestek esetében jut annyi fény a járdára is, amennyi a járókelők biztonságérzetéhez elegendő.

A LED-esítés hatása nyilvánvaló

A LED-esítés hatása nyilvánvaló
Forrá: Reddit

Az első LED-es közvilágítás-korszerűsítési projekteknél a világítás tervezők csak az úttestre koncentráltak, a járdák sötétek maradtak, azt az érzetet keltve a járókelőkben, hogy a régi, elavult megoldás jobb volt. Ma már a világítás tervezők igyekeznek az úttest környezetében is megfelelő világítást biztosítani. Sokszor azonban a komfort kérdései még feledésbe merülnek.  Ugyan egy új LED-es lámpatest nappal esztétikus lehet és este kellő megvilágítást nyújthat, de gyakran elvakítja az arra járót. Erre intő példák a budapesti Vörösmarty téren elhelyezett modern dizájn lámpatestek, amelyek szembe világítják a járókelőket.

A korábbi LED-es korszerűsítések során még a teljes lámpatestet és a kísérő elemet is cserélni kellett, de 2018-tól bemutatták az első olyan, úgynevezett retrofit LED-lámpát, amely a 70 W-os nagynyomású nátriumlámpák egyszerű helyettesítésére szolgál, azaz a régi kicsavarásával, s az új becsavarásával lehet fényesebb világot teremteni.

Poppe András azonban felhívja a figyelmet, Távol-Keletről sok gyenge minőségű LED-es világítótest és fényforrás is bekerült a hazai piacra. A professzor tanszékén egy hazai világítótest gyártóval együttműködve az elmúlt években olyan megoldást is kidolgoztak, amely a hőmérsékleti hatások figyelembevételével tovább tudja javítani a LED-es közvilágítási lámpatestek hatékonyságát. E megoldásukkal egy nemzetközi innovációs díjat is kiérdemeltek.

A Kelet-Berlinhez hasonlóan egyelőre még túlnyomórészt sárga Budapesten az elmúlt években volt ugyan egy LED-esítési program, amelynek keretében néhány hely kifehéredett (Petőfi híd, Árpád híd, Szentendrei út, stb), de a finanszírozási nehézségek miatt ez lelassulni látszik. A budapesti helyzetet vegyes kép jellemzi: például a fenti LED-esítéssel nagyjából egy időben a budai alsó rakpart Margit-híd és Szabadság-híd közötti szakaszán kicserélték a hetvenes évek lámpatesteit nosztalgiaszerű lámpatestekre, de maradtak a nátriumlámpák.   

A Budapesti Dísz- és Közvilágítási Kft honlapja szerint majd 186 ezer lámpatest és mintegy 200 ezer fényforrás szolgálja a főváros közvilágítását, s ezekből 2021-25 között évente mindössze 4000 közvilágítási lámpatest korszerű, okos funkciók ellátására előkészített LED-es cseréje valósul meg. Így sajnos elég sok emberöltő alatt fehéredne ki a város. Pedig az elmúlt években a 14 kerület 36 helyszínén megvalósított LED-es cserék révén a lecserélt lámpatestek fogyasztása átlagosan 40 százalékkal lett alacsonyabb, ami 2020-tól éves szinten közel 2 millió kWh energiamegtakarítást és több mint 750 tonna széndioxid kibocsátási csökkenést eredményezett.

Sajnos a magyar felsőoktatásban nincs olyan koherens program, amelyik a közvilágítás technikáival foglalkozna, említette Poppe András. Az Óbudai Egyetemen posztgraduális szinten folyik világítástechnikai szakmérnök képzés és alapszakon van világítástechnikai szakirány.

A Műegyetemen és a Pannon Egyetemen létezik világítástechnika tantárgy, de önálló mesterszakos program sehol nincs, pedig hiánypótló lenne és a világítástervezőknek sem ártana, ha a fényforrások fizikájával és a színtani alapokkal tisztában lennének. A szakértő azonban mindennek ellenére biztos benne, hogy előbb utóbb az ország és Budapest is kifehéredik, ami majd az űrből is látható lesz.

Cikk küldése e-mailben

Comments are closed.

Weboldalunk bizonyos funkcióinak működéséhez és a célzott hirdetésekhez sütikkel gyűjt névtelen látogatottsági információkat. Az Elfogadom gombra kattintva a webhely használatával Ön elfogadja a weboldal sütikre vonatkozó aktuális adatévelmi irányelveinket. További információért kattintson ide.

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close