Současné nasvětlení hlubin historie

Scénické nasvětlení historických podzemních prostor klade mimořádné nároky na citlivé propojení technických, památkových a estetických hledisek. Případová studie Martinských kasemat na Vyšehradě ukazuje, že i při velmi nízkých hladinách osvětlenosti lze dosáhnout bezpečné orientace, vizuálního komfortu a autentického vnímání historického prostoru.

Nasvětlování historických podzemních prostor představuje specifickou oblast osvětlovací techniky, která se výrazně vymyká běžným normovým i provozním požadavkům. Kromě zajištění bezpečné orientace a vizuálního komfortu je zde klíčovým aspektem také respekt k historické a památkové hodnotě místa a zachování jeho autentické atmosféry. Tento text se zaměřuje na problematiku scénického nasvětlení Martinských kasemat, které tvoří významnou součást barokního fortifikačního systému Vyšehradu. Studie byla zpracována v roce 2025 jako podklad pro návrh nového osvětlovacího systému a usilovala o nalezení vyváženého řešení mezi technickými požadavky, památkovou ochranou a návštěvnickým zážitkem. Použitá metodika vycházela z kombinace jasové a spektrální analýzy, terénních měření a subjektivního hodnocení atmosféry prostoru. Výsledky ukázaly, že princip nepřímého rozptýleného osvětlení s intenzitou odpovídající úrovni měsíčního svitu (≤ 0,2 lx) umožňuje bezpečný pohyb bez rušivého oslnění a zároveň podporuje autentické vnímání prostoru. Teplé spektrální složení světelných zdrojů se navíc prokázalo jako vhodné ke zvýraznění historického charakteru kasemat a vytvoření kon­trastu vůči dennímu světlu pronikajícímu světlíky.

Úvod

Obr. 1 – schéma vyšehradských kasemat

Vyšehradské kasematy představují unikátní soubor podzemních chodeb a prostor, které byly vybudovány v druhé polovině 17. století v rámci přeměny Vyšehradu v moderní bastionovou pevnost. Jejich účelem bylo především umožnit skrytý přesun vojska. Dále měly sloužit ke skladování munice a zvýšit celkovou obranyschopnost pevnosti. Celková délka kasemat dosahuje více než jednoho kilometru a jejich členění odráží jak vojenské požadavky, tak geologické podmínky lokality. Kasematy jsou rozděleny do 4 funkčních úseků (obr. 1). Chodby, situované až 15 m pod povrchem, jsou vybaveny ventilačními šachtami ústícími na hradební ochozy, které slouží k odvětrávání i omezenému přístupu denního světla. V některých úsecích se nacházejí hluboké výklenky. Původně byly zamýšleny jako střílny, nikdy však nebyly dokončeny.

 

Martinské kasematy, na které je tato studie zaměřena, patří spolu s monumentálním sálem Gorlice k nejnavštěvovanějším částem areálu. Vyznačují se typickými prvky barokní fortifikace, jako jsou zmíněné hluboké střílny, zalomení chodeb a světlíky, které přivádějí do podzemí denní světlo.

Současný stav elektrického osvětlení Martinských kasemat je z hlediska vizuálního komfortu i památkové péče nevyhovující. Osvětlení je řešeno nástěnnými svítidly typu „želva“. Svítidla v úrovni očí způsobují oslnění návštěvníků. Relativně vysoká hladina osvětlenosti snižuje estetický dojem z prohlídkové trasy a zároveň potírá atmosféru vyšehradských kasemat (osvětlenost na podlaze pod zdrojem E = 12,4 lx). Osvětlení je sice funkční, ale k provozu prohlídkových tras nevhodné a náročné na údržbu.

Cílem studie bylo vypracovat nový koncept scénického nasvětlení, který by tyto nedostatky odstranil a zároveň respektoval jedinečnou atmosféru podzemních chodeb. Současně bylo třeba zajistit zrakový komfort návštěvníků. Historické podzemní prostory představují specifický typ architektonického dědictví, v němž osvětlení musí respektovat památkové hodnoty, zajistit orientaci a podpořit návštěvnický zážitek [1].

Metodika

Návrhu nového osvětlení předcházela komplexní analýza kombinující jasová a spektrální měření, terénní pozorování a subjektivní hodnocení. Jasová analýza byla provedena na základě HDRI snímků z kalibrovaného jasového analyzátoru a následně zpracována v softwaru LumiDISP [2], což umožnilo posoudit rovnoměrnost osvětlení a riziko oslnění. Spektrální vlastnosti zdrojů byly zkoumány radiospektrometrem UPRTEK se zaměřením na barevnou teplotu a podíl modré složky ovlivňující adaptaci oka při nízkých hladinách osvětlenosti. Měření probíhala v letním období roku 2025 s ohledem na vliv denního světla pronikajícího světlíky. Zjištěná data byla následně porovnána se stavem bez umělého osvětlení, čímž se získal referenční rámec k hodnocení návrhu. Součástí metodiky bylo rovněž subjektivní posouzení atmosféry odborníky na osvětlovací techniku i památkovou péči.

Světelný koncept

Vstup do vyšehradských kasemat dnes působí více funkčně než scénicky. Návštěvník přichází ze silně osvětleného exteriéru a bezprostředně po vstupu do podzemních prostor je vystaven ostrému kontrastu – přímému oslnění nástěnnými svítidly umístěnými v úrovni očí. Výsledná atmosféra, která by mohla navozovat dojem sakrálního podzemí nebo alespoň vojenské pevnosti, je spíše technicistní a postrádá autenticitu odpovídající historickému charakteru prostoru.

Navrhované úpravy zásadně mění návštěvnický zážitek, opírají se o principy scénické práce se světlem. Po vstupu prochází návštěvník adaptační zónou, kde se jeho oči postupně přizpůsobí nízké hladině osvětlení. V dalších úsecích je základem minimalizace intenzity a využití nepřímého světla, které zdůrazňuje reliéf zdiva a současně eliminuje oslnění [3]. Chodby se střílnami jsou rytmizovány jemnými světelnými akcenty světel ukrytých v nikách, nároží je podpořeno zdrojem s teplým spektrem připomínajícím světlo plamene, který přitahuje pozornost a probouzí představivost pozorovatele. Světlíky přivádějí dovnitř studené denní světlo, které v kontrastu s teplým umělým osvětlením vytváří dramatický vizuální efekt. Schodiště je řešeno velmi diskrétně, a to prostřednictvím liniového světelného zdroje integrovaného do zábradlí, které zajišťuje bezpečnost bez narušení celkové atmosféry. Světlo zde není jen technickou nutností, ale prostředkem, který zvýrazňuje rytmus architektury, umocňuje prostorové napětí a prožitek návštěvníka.

Obr. 4 – prostorová analýza – zachycení atmosféry nepřímého osvětlení hlavních chodeb (foto vlevo) v kombinaci s denním světlem přicházejícím shora z větracích šachet (foto vpravo)

Základní principy návrhu osvětlení

Hlavním principem návrhu je využití stávajících tvarových prvků chodeb – světlíků, nik, zalomení či převýšení chodeb –, které poskytují přirozené členění prostoru a mohou být citlivě akcentovány nepřímým světlem.

Dalším principem je využití nepřímého rozptýleného světla [3]. Osvětlení je navrženo tak, aby směřovalo na stěny a klenby, čímž se eliminuje oslnění a současně zvýrazní textura zdiva. Tento přístup podporuje vnímání historického prostoru.

Minimalizace intenzity světla

Doporučená hladina osvětlenosti byla stanovena do 0,2 lx, s minimem 0,01 lx mezi zdroji, což odpovídá podmínkám jasné měsíční noci. Takto nízká intenzita je při rovnoměrném rozložení světla v prostoru pro adaptované lidské oko dostatečná a současně umožňuje vyniknout dennímu světlu přiváděnému světlíky. Vytváří přirozené podmínky ke vnímání prostoru.

Barevný tón světla

K zachování historické atmosféry místa se jako optimální ukázaly hodnoty 2 000 K pro základní nasvícení a 1 800 K pro lokální akcenty. Navržené teploty chromatičnosti navozují tón původních zdrojů, jako jsou svíce či pochodně, a v kombinaci s pečlivým směrováním světla napomáhají omezení oslnění, zvýraznění charakteru zdiva a současně usnadňují adaptaci oka na nízkou hladinu osvětlenosti.

Koncepce počítá se dvěma režimy svícení – stálým osvětlením pro běžné prohlídky a příležitostným slavnostním či tematickým nasvícením (svíčky, doplňkové světelné zdroje aj.), které může navodit specifickou atmosféru využitelnou při zvláštních příležitostech, jako je například seminář meditace ve tmě [4].

Nedílnou součástí návrhu je možnost regulace a dálkového ovládání. Tato variabilita rozšiřuje možnosti využití kasemat a zvyšuje atraktivitu prostoru.

Validace návrhu osvětlení

Koncepce byla testována světelnou zkouškou. Byla provedena objektivní a subjektivní porovnání mezi stávajícím stavem a novou koncepcí.

Jasová analýza

Měření v prostoru ukázala, že jas na stávajícím svítidle přesahuje 20 000 cd/m2, zatímco na podlaze pod svítidlem je řádově 0,4 cd/m2 a mezi svítidly 0,2 cd/m2. Vzniká zde vysoké UGR = 28 (Unified Glare Rating), které je podle Hopkinsonova kritéria hodnoceno jako „nepříjemné“ [5]. K oslnění dochází, pokud se v zorném poli vyskytnou příliš velké jasy v porovnáním s jasem, na který je zrakový systém adaptován. V tomto prostoru dosahuje jasový kontrast v zorném poli více než 1 : 10 000. Tento vizuální diskomfort komplikuje orientaci i vnímání prostoru (obr. 2). Nový koncept (obr. 3) zaznamenal maximální jas ve scéně 1,4 cd/m2 (stěna u svítidla) a na podlaze pod zdrojem denního světla 0,2 cd/m2 a 0,1–0,005 cd/m2 na podlaze mezi světlíky. Jasové kontrasty v navrhovaném konceptu se drží v intervalu cca 1 : 5, bez ostrých přechodů a rizika rušivého oslnění. Rozložení jasu podporuje adaptaci oka na nízké hladiny, zachovává čitelnost reliéfu zdiva i nášlapných hran a současně zvýrazňuje světelný rytmus nik, nároží a světlíků. Celkově jasové poměry odpovídají zamýšlené „měsíční“ hladině vnímání a zajišťují bezpečnou orientaci i scénický charakter prostoru.

Obr. 2 – jasová analýza současného stavu, doplněná hodnotami osvětlenosti na dané ploše (vlevo) a ilustrační fotografie (vpravo); stávající osvětlení ve výši 2,2 m nad podlahou; zdroj CCT 2 800 K; osvětlenost na zemi pod zdrojem E1 = 12 lx, mezi zdroji E2 = 2 lx; kontrast 1 : 6

Jasové analýzy byly doplněny také o hodnoty osvětlenosti. Osvětlenost pod stávajícím svítidlem dosahuje hodnoty 12 lx, zatímco mezi jednotlivými zdroji klesá na přibližně 2 lx. Výsledný kontrast narušuje vnímání prostoru i detailů (obr. 2).

V novém světelném scénáři, který je založený na nepřímém osvětlení, osvětlenost na podlaze dosahuje maxima v místě s přístupem denního světla (0,2 lx), tj. hodnoty typické pro noci s Měsícem v úplňku. V těchto podmínkách je možné se v prostoru bezpečně orientovat.

Tento stav dokumentuje fotografie (obr. 3). Přestože vzhledem k použití automatického režimu expozice vykazuje fotografie vysokou bodovou osvětlenost, jasová mapa prokazuje rovnoměrné rozložení jasů v prostoru. V tomto prostředí s nízkou hladinou osvětlenosti dokáže pozorovatel při adaptovaném oku vnímat i ostatní světelné zdroje, jako je například denní světlo vnikající do prostoru větracími otvory ve vrcholku klenby chodby.

Obr. 3 – jasová analýza navrhovaného stavu, doplněná hodnotami osvětlenosti na dané ploše (vlevo) a ilustrační fotografie (vpravo); chodba vlevo – režim svícení 20 %, dtto scéna 2, osvětlenost na úrovni podlahy pod zdrojem E1 = 0,08 lx, mezi zdroji E2 = 0,02 lx, pod světlíkem denní světlo E3 = 1,2 lx (měřeno 24. 6. 2025, 11.40); chodba vpravo – osvětlení bodovými zdroji, směrování nahoru a dolů z paty klenby, v = 1,9 m, v odstupu 10 cm od zdi, zdroj 1 700 K, osvětlenost na úrovni podlahy pod zdrojem E1 = 0,6 lx, mezi zdroji E2 = 0,09 lx

Prostorová analýza

Martinské kasematy jsou prostorově rozděleny na menší úseky, oddělené zalomeními a nárožími. Úzký prostor chodeb je rytmizován bočními nikami – střílnami. Zdivo z kamene a cihel má nerovný reliéf, který významně ovlivňuje odraz a rozptyl světla. Ze světlíků (rozmístění v odstupech průměrně 8 metrů) do prostoru proniká denní světlo. Jeho intenzita je však proměnlivá podle denní doby a počasí. Analýza ukázala, že jednotlivé části kasemat vyžadují rozdílný přístup. Vstupní úsek je vhodné koncipovat jako adaptační zónu s minimem elektrického světla, aby si oko zvyklo na nízké hladiny osvětlenosti. Ústředním principem je použití nepřímého osvětlení, kdy zdroje světla nejsou přímo viditelné a světlo je v prostoru distribuováno odrazem. Osvětlení hlavní chodby využívá k osazení svítidel prostor v hloubce bočních střílen, čímž dosahuje pravidelné a vizuálně zajímavé rytmizace celého prostoru. Nároží lze zdůraznit zdrojem evokujícím světlo pochodně a pro bezpečný pohyb po schodišti je vhodné osvětlení liniovým svítidlem umístěným pod úrovní očí, například v prvku zábradlí. Klíčovým prvkem celkové kompozice zůstává kontrast studeného denního a teplého elektrického světla, který podporuje atmosféru a čitelnost prostoru.

Spektrální analýza

Stávající zdroje s barevnou teplotou 2 700 K nepřispívají k vytvoření autentické atmosféry. Testované zdroje s teplotou 2 000 K pro základní osvětlení byly hodnoceny jako esteticky atraktivnější. Teplejší barevné tóny jsou příjemnější, podporují pocit intimity prostředí. Současně umožňují potřebnou adaptaci zraku [1]. Odlišný barevný tón světla dává vyniknout dennímu světlu, které se do prostoru dostává světlíky. Tento kontrast studeného a teplého světla byl hodnocen jako klíčový vizuální efekt návrhu (obr. 5).

Obr. 5 – spektrální kontrast mezi instalovaným LED osvětlením a denním světlem dopadajícím světlíky; zdroj LED 2 000 K / Ra 64; měření v úrovni podlahy pod světlíkem – slunečný den

Subjektivní hodnocení

Subjektivní hodnocení potvrdilo, že navržené nové řešení poskytuje návštěvníkům příjemný vizuální komfort bez rušivého oslnění a zároveň zachovává čitelnost prostoru i při velmi nízkých hladinách osvětlenosti. Teplé barevné tóny světla byly vnímány jako přirozené a historicky věrohodné, kontrast s denním světlem pronikajícím světlíky pak posílil autentickou atmosféru kasemat. Celkově bylo navržené nasvětlení hodnoceno jako podpora historického charakteru místa a přispění k atraktivnímu návštěvnickému zážitku. Toto hodnocení je v souladu s výsledky uživatelského hodnocení zrakového komfortu ve velmi temném prostředí [6].

Souhrnně lze konstatovat, že výsledky analýz potvrzují vhodnost navrhovaného konceptu.

Závěr

Studie potvrdila, že i při velmi nízkých hodnotách osvětlenosti, které jsou výrazně nižší než běžně doporučované normy, lze dosáhnout vyváženého řešení, které zajišťuje bezpečnou orientaci návštěvníků a zároveň podporuje autenticitu historického prostředí [7]. Klíčovým faktorem je respektování přirozené adaptace lidského oka, která umožňuje vnímat prostor i při intenzitách odpovídajících měsíčnímu svitu. Z pohledu památkové péče je nezbytné, aby byla instalace svítidel koncipována jako reverzibilní a nezasahovala do historické struktury, aby bylo zajištěno zachování autenticity prostoru.

Výsledky rovněž ukázaly, že běžné osvětlovací normy nejsou ve specifických podmínkách památkových objektů vždy aplikovatelné. Zatímco v běžných interiérech by hodnoty kolem 0,2 lx byly považovány za nedostačující, v kasematech poskytují po adaptaci oka dostatečné osvětlení k dobré orientaci v prostoru, odpovídající zrakový komfort a podtrhují působivost prostředí. Navržený koncept scénického nasvětlení Martinských kasemat ukázal, že rozptýlené nepřímé světlo s nízkou intenzitou a teplým barevným spektrem dokáže zvýraznit prostorové kvality a historický charakter místa. Architektonické prvky, jako jsou střílny, nároží či světlíky, se stávají nositeli světelných akcentů a podstatnou součástí celkové koncepce. Osvětlení zde není samoúčelným technickým prvkem, ale prostředkem interpretace a prezentace, který návštěvníkům umožňuje plně vnímat atmosféru. Studie tak otevírá širší diskuzi o práci se světlem v historických podzemních objektech.

Poděkování

Článek vznikl za podpory projektu č. DH23P03OVV039 Architekturní a slavnostní osvětlení v kontextu historických budov a prostranství (program NAKI III), financovaného Ministerstvem kultury ČR.

Autoři:
Ing. arch. MgA. Hana Kárníková,
UCEEB ČVUT v Praze, hana.karnikova@cvut.cz

Ing. arch. Patrik Kučera,
Fakulta stavební ČVUT v Praze, patrik.kucera@fsv.cvut.cz

Ing. arch. Lenka Maierová, Ph.D.,
Fakulta stavební ČVUT v Praze, lenka.maierova@fsv.cvut.cz

Literatura:

1. BOYCE, Peter R. Human factors in lighting. Third edition. Boca Raton:
   CRC Press, [2014]. ISBN 978-1-4398-7488-2.
2. LABORATOŘ SVĚTELNÉ TECHNIKY. LumiDISP [online]. In: Brno: VUT Brno, 2023 [cit. 2023-02-06]. Dostupné z: https://lumidisp.eu/luminance-analyser/
3. CIE 232:2019 Discomfort Caused by Glare from Luminaires with a Non-Uniform Source Luminance [online]. International Commission on Illumination (CIE) [cit. 2025-10-01]. ISBN 9783902842152. Dostupné z: doi:10.25039/tr.232.2019
4. KRAUTTER, Martin a Thomas SCHIELKE. Light Perspectives: Between
   Culture and Technology. ERCO, 2020.
5. ČAS. ČSN EN 12464-1: Světlo a osvětlení – Osvětlení pracovišť – Část 1:
   Vnitřní pracoviště. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii
   a státní zkušebnictví, 2022.
6. KÁRNÍKOVÁ, Hana, Patrik KUČERA a Lenka MAIEROVÁ. The Impact of Spectral Characteristics of Light Sources on the Subjective Perception of Historical Objects. Proceedings of the CESB 2025 – Central Europe
   towards Sustainable Building [v tisku]. Praha: ČVUT v Praze, 2025.
7. MONZER, Ladislav. Venkovní osvětlení architektur. Praha: SNTL –
   Nakladatelství technické literatury, n.p., 1980, 170 s. ISBN 04-703-80.