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Technische Massnahmen für effiziente Aussenbeleuchtungen Ausgangslage Als die Menschen das elektrische Licht noch nicht kannten, gab es einen ausgeprägten Tag- und Nachtrhythmus. Seit vor rund hundert Jahren die Glühbirnen elektrisches Licht in unseren Lebensraum brachten, hat sich die Beleuchtung von Aussenräumen drastisch erhöht. Unter Lichtverschmutzung verstehen wir "die Summe der künstlichen Aufhellungen des Nachthimmels mit schädlichen oder lästigen Auswirkungen (Immissionen) auf Mensch, Tier oder Umwelt". Durch die von Menschen erschaffenen Lichtquellen, z.B. Leuchtreklamen, Flutlichtanlagen, Strassenbeleuchtungen oder Skybeamer. Niemand stellt den Sinn der Aussenbeleuchtung in Frage. Viele Aussenleuchten strahlen aber nicht nur dort wo sie sollten, sondern auch dort hin, wo es keinen Sinn macht.

Auswirkungen Wie ist das z.B. mit all dem Licht, das in den Himmel gestreut wird?

Macht es Sinn, Energie zu verschwenden, in den Himmel, in die Naturräume und Schlafbereiche zu streuen?

Mit Optimierungen können wir die künstliche Himmelsaufhellung als auch die Immissionen in Naturräumen verringern, Energie sparen und das alles ohne Sicherheits- und Qualitätsverluste für Menschen und ihre Umgebung.

Die offensichtlichste Auswirkung ist die Veränderung der natürlichen Dunkelheit der Landschaft.

Weitere sind Fehlleitungen von Insekten und Vögeln, teilweise mit Todesfolge und Biodiversitäts Verlust. Bekannt sind auch Auswirkungen auf Wassertiere.

Auswirkungen auf Menschen werden vermehrt untersucht, vor allem in den Bereichen Chronobiologie und Krebsforschung. Lichtverschmutzung beeinflusst bestehende Ökosysteme. So wie verschmutzte Meere, Böden, Lufträume für viele Spezies nicht mehr bewohnbar sind, so hat auch die Zerstörung der Nacht negative Folgen auf Ökosysteme.


Massnahmen für Aussenbeleuchtungen Die öffentliche Hand, Wirtschaft und auch Private können alle in ihrem Bereich mit fünf Grundfragen und deren Umsetzung beitragen, dass die Lichtverschmutzung eingedämmt wird.

Grundsätzlich keine Quecksilberdampflampen (HQL) zur Straßen- oder Außenbeleuchtungen verwenden. Dies würde auch das Umweltproblem der Quecksilber Entsorgung bei Lampenglas bruch wesentlich reduzieren.

Der 5-Punkte Plan

Ob Wannen- oder Planglas, es ist nicht immer die optimale Lösung, um den gesamten nach oben gerichteten Lichtstrom zu begrenzen. Es müssen vielmehr immer alle Parameter des Umfeldes bei der Planung einer effizienten Beleuchtung berücksichtigt und ein Kompromiss gefunden werden zwischen der installierten Gesamtleistung und dem nach oben abgestrahlten Lichtstrom. Wannenglas

Planglas

1. Notwendigkeit 2. Abschirmen 3. Von oben nach unten beleuchten 4. Anspruchhaltung 5. Zeitliche Begrenzung

Stattdessen Hoch- oder Niederdrucknatriumdampflampen (einfarbig gelbes Licht) einsetzen. Bei gleicher Lichtausbeute und längerer Lebensdauer, verbrauchen die Natriumdampflampen (ohne Xenon) bis zu 40% weniger Strom als die Quecksilberdampflampen.

Natriumdampfniederdrucklampen verbrauchen am wenigsten Energie, besitzen eine längere Lebensdauer, sie locken kaum nachtaktive Insekten an und gewähren bei Dunst und Nebel kontrastreicheres Sehen.

Bei der leicht gewölbten Wanne ist der nach oben gerichtete Lichtstrom weniger stark, jedoch der Abstand zwischen den Masten ist kleiner, Deshalb wird mehr Licht reflektiert.

Bei der planen Wanne, gibt es keinen nach oben gerichteten Lichtstrom. Da jedoch der Abstand der Masten geringer ist, wird noch mehr Licht reflektiert und der gesamte Stromverbrauch steigt.


Die Spektren von Quecksilber- und Natriumniederdruckdampflampen Aus energetischen, ökologischen und astronomischen Gesichtpunkten sind die Natriumniederdruckdampflampen am sinnvollsten, da Sie nur im gelben leuchten. Bei den Leuchtengehäusen sollte aber darauf geachtet werden, dass die Lampen möglichst wenig zur Seite strahlen, sie sollten bis höchstens 10° unter der Horizontalen leuchten.

Checkliste mit acht Schritten zu einer optimalen Strassenbeleuchtung "S.A.F.E." Bedarf abklären Kandelaber

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Leuchte

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Leuchtmittel

Betriebsgerät Betriebszeiten

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Quecksilberdampflampe

Energieverbrauch

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Erneuerbare Energien

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Natriumniederdruckdampflampe

"Zu breit angelegte Spektren, sind energetisch und ökologisch nicht sinnvoll"

Ist der Bedarf einer Strassenbeleuchtung ausgewiesen? Ist-Zustand erfassen: lohnt sich eine Sanierung? Kandelaber lässt sich sanieren: Lichtpunkthöhe und Ausleger den geänderten Bedürfnissen und Ausleger den geänderten Bedürfnissen anpassen (verkürzen, verlängern, Leuchten-Neigung optimieren). Reflektoren mit hohem Wirkungsgrad und liegendem Leuchtmittel einsetzen. Das Licht sollte auf die zu beleuchtende Fläche strahlen; nur geringen Anteil über dem Horizont zulassen (Lichtverschmutzung). Natriumhochdrucklampen oder andere Lampen mit hoher Lichtausbeute einsetzen. (Auf den Lichtstrom achten) Elektronische Vorschaltgeräte (EVG) sind effizienter. Durch Abschaltung oder Absenkung der Beleuchtung ergibt sich eine erhebliche Stromeinsparung. In der Regel geht es um eine Reduktion der Leistung in verkehrsarmen Zeiten Ein- und Ausschaltung über Dämmerungsmelder vorsehen. Richtwerte für den Verbrauch der Strassenbeleuchtung von Städten und Gemeinden. (Mittelwert über das gesamte beleuchtete Strassennetz, pro Meter beleuchtete Strasse und Jahr) unter 10 000 Einwohner: 8 kWh/m a über 10 000 Einwohner: 12 kWh/m a über 30 000 Einwohner: 18 kWh/m a Elektrizitätsbedarf für die Strassenbeleuchtung mit Strom aus erneuerbaren Quellen decken. Nicht elektrifizierte Wege lassen sich mit Solarleuchten realisieren.


Durchschnittliche Lichtausbeute von Strassenlampen


Grundlegende Auswirkungen von Ineffizienten Lichtern Menschen werden durch die Lichtemissionen beeinträchtigt. Der Rhythmus von hell und dunkel synchronisiert die innere Uhr und damit den Schlaf- und Wachzyklus. Die Auswirkungen auf die Chronobiologie des menschlichen Organismus sind noch nicht abschließend erforscht. Störungen im Hormonhaushalt des Menschen (TagNacht-Zyklus, Menstruationszyklus der Frau) sind jedoch bereits nachgewiesen bzw. Gegenstand aktueller Forschung. Weitere physiologische Störungen sind nicht auszuschließen.

Zugvögel werden bei schlechten Sichtverhältnissen von Lichtquellen – natürlichen und künstlichen – angezogen und fliegen diesen entgegen. Die Orientierung nach künstlichem Licht hat zur Folge, dass sich die Vögel verirren und Umwege von Hunderten von Kilometern fliegen. Für viele Tiere bedeutet das Zurücklegen unnötiger Distanzen der sichere Erschöpfungstod. Bei einigen Vogelarten kann es zur Vorverlegung der Brutzeiten führen und damit verbunden oft zum Verlust der Brut.

Nachtfalter sehen jede Laterne als Mond und Orientierungshilfe und wenn sie nun, ihre Flugrichtung von 90 auf 80 Grad ändern sind sie gezwungen die Laterne ständig zu umkreisen. Irgendwann sind sie so erschöpft, dass sie gegen die Lampe fliegen und meist daran sterben.

Insekten können bei klarem Wetter und mondloser Nacht von einer Strassenlaterne aus einer Distanz von 400 bis 700 m angezogen werden. Von der Störung ihres Lebensraums sind auch Pflanzen und Vögel betroffen, da die kleinen Lebewesen wichtige Funktionen in der Bestäubung wahrnehmen und selbst Bestandteil der Nahrungskette sind. Bei Milliardenfacher Tötung der Insekten durch ökologisch falsch konzipierte Aussenleuchten, könnten nicht nur die Biodiversität der Insekten, sondern indirekt auch die Artenvielfalt der Pflanzen, Vögel und weitere abhängige Systeme betroffen sein

Wassertiere orientieren sich am Licht. Es gibt zum Beispiel Wasserflöhe in Seen, die sich nachts in Richtung Wasseroberfläche bewegen, um sich von den Algen in den oberen Bereichen des Gewässers zu ernähren. Wie weit die Tiere aufsteigen, hängt vom Lichteinfall ab. Strahlt die Beleuchtung des Promenadenwegs in das Wasser, steigen die Flöhe nicht genügend hoch und finden keine Algen.

Pflanzen werden durch eine künstlich aufgehellte Umgebung in ihrem Wachstumszyklus beeinflusst: Was bei Zuchtpflanzen in Gärtnereien durchaus erwünscht ist, kann für empfindliche Naturpflanzen zum Problem werden. Licht ist die Grundvorrausetzung für Photosynthese. Es liefert die Energie die unabdingbar für die Entstehung von organischer Substanz ist. Licht steuert Prozesse in der Pflanze, u.A. die Keimung, das Wachstum und die Blütenbildung. Pflanzen blühen früher als in der Natur üblich und können so dem Frost zum Opfer fallen. Licht ist nicht nur ein Energielieferant sondern häufig auch der Anstoß für bestimmte Vorgänge im Leben einer Pflanze.


Wichtige Begriffe Lichtstrom Lumen [lm] Der Lichtstrom ist die gesamte von einer Lichtquelle abgegebene und vom Auge bewertete Strahlungsleistung. Eine Glühlampe (100 W) hat etwa 1.380 Im, eine Kompaktleuchtstofflampe (20 W) mit eingebautem elektronischem Vorschaltgerät etwa 1.200 Im. Der Lichtstrom ist ein Maß für die Lichtleistung einer Lichtquelle.

Lichtstärke Candela [cd] Die Lichtstärke ist der Teil des Lichtstromes, der in eine bestimmte Richtung strahlt.

Leuchtdichte [cd/m2 bzw. cd/cm2] Die Leuchtdichte ist der Helligkeitseindruck, den eine beleuchtete oder leuchtende Fläche dem Auge vermittelt und wird in der Außenbeleuchtung als Planungsgröße verwendet.

Lichtausbeute [lm/W] Die Lichtausbeute ist der Lichtstrom einer Lampe bezogen auf ihre elektrische Leistungsaufnahme und ist ein Maß für die effektive Umwandlung von elektrischer Energie in Licht. Die Lichtausbeute beschreibt den Wirkungsgrad einer Lampe.

Beleuchtungsstärke Lux [lx] Die Beleuchtungsstärke wird horizontal und vertikal gemessen. Sie gibt den Lichtstrom an, der von der Lichtquelle auf eine bestimmte Fläche trifft. Bei Straßen erfolgt die Messung der horizontalen Beleuchtungsstärke in maximal 20 cm Entfernung vom Boden.

Lichtfarbe Grad Kelvin [°K] macht den Unterschied zwischen kaltem und warmem Licht. Sie wird bestimmt durch das Farbspektrum, das je nach Leuchtmittel variiert. Von zentraler Bedeutung sind die Farben Rot und Blau. Je mehr Rotanteile, desto wärmer ist das Licht, je mehr Blauanteile, desto kälter.


Weitere Informationen zur Lichtverschmutzung und Lichteffizienz Bundesamt für Umwelt BAFU http://www.bafu.ch/ S.A.F.E. Schweizerische Agentur für Energieeffizienz

"Lichteffizienz" heisst - Die Umwelt zu schonen, Energie und Kosten einzusparen…

http://www.energieeffizienz.ch WWF Schweiz http://www.wwf.ch

Mit freundlicher Unterstützung:

AMT FÜR ENERGIE


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Kontakt: Marc Frei, Lehnplatz 18, CH-6460 Altdorf UR marc_frei@hotmail.com +41 79 454 98 79 Š 2007 Verein SLID

Lichtverschmutzung  

Technische Massnahmen für effiziente Aussenbeleuchtungen

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