Einführung

Eine aktuelle Studie hat ergeben, dass ein Drittel der Menschen unsere Milchstraße nicht sehen kann, was vor allem auf die Stadtbeleuchtung zurückzuführen ist. Jede Nacht beleuchten unzählige Straßenlaternen in den Städten Straßen und Gehwege nur teilweise; der Rest des Lichts strömt nach oben über den Horizont, erhellt den Himmel und verursacht Lichtverschmutzung.

Dieses künstliche Licht wird von Jahr zu Jahr stärker, und die damit verbundenen Schäden gehen weit über das Verbergen der Sterne hinaus. Grelles Licht beeinträchtigt die Verkehrssicherheit, die Beleuchtung verschwendet unnötig Energie, der Tag-Nacht-Rhythmus von Wildtieren wird gestört, und übermäßige nächtliche Beleuchtung kann die menschliche Gesundheit beeinträchtigen. Deshalb sind gut konzipierte Straßenlaternen so wichtig.

Bei moderner LED-Straßenbeleuchtung geht es nicht nur darum, für ausreichende Helligkeit zu sorgen, sondern auch darum, die Lichtverteilung zu verbessern und unnötige Lichtabstrahlung zu reduzieren. Durch optimiertes optisches Design, geeignete Einbauwinkel und intelligente Lichtsteuerungen können LED-Straßenleuchten Blendung und Lichtverschmutzung verringern und gleichzeitig eine sichere und effiziente Beleuchtung gewährleisten.

Blendung und Lichtverschmutzung verstehen

Was ist Blendung und warum ist sie gefährlich?

Blendung ist eines der häufigsten Probleme bei herkömmlichen Straßenbeleuchtungssystemen. Sie tritt auf, wenn übermäßige Helligkeit direkt in die Augen der Menschen gelangt oder starke Kontraste zwischen hellen und dunklen Bereichen erzeugt. Einer der Hauptgründe dafür ist, dass LED-Straßenleuchten zu hell sind oder das Licht schlecht ausgerichtet ist.

Diese Art von Beleuchtung kann den Fahrern direkt in die Augen strahlen. Dies kann dazu führen, dass Fahrer vorübergehend die Sicht verlieren, wenn ihre Fahrzeuge mit hoher Geschwindigkeit fahren.

Bei vielen älteren Lösungen zur Straßenbeleuchtung sind die Leuchten in der Regel nicht abgeschirmt und in falschen Winkeln angebracht. Dies führt zu einer ungleichmäßigen Lichtverteilung.

Wenn solche Leuchten in der Nähe von folgenden Orten installiert sind:

• Gehwege
• Kreuzungen
• Fußgängerzonen

Sie können Bereiche erzeugen, die entweder zu hell oder zu dunkel sind.

Daher können Fußgänger und Autofahrer in diesen Bereichen nachts Sicherheitsrisiken ausgesetzt sein.

Lichtverschmutzung und ihre Auswirkungen

Ein weiteres großes Problem bei städtischen Beleuchtungssystemen ist die Lichtverschmutzung. Wenn die Lichtrichtung nicht ordnungsgemäß gesteuert wird oder keine abgeschirmten Leuchten verwendet werden, kann übermäßiges Licht nach oben in den Himmel entweichen.

Dadurch entsteht ein Himmelsleuchten, das den Nachthimmel heller erscheinen lässt, die Sichtbarkeit der Sterne beeinträchtigt und die natürliche nächtliche Umgebung beeinflusst.

Natürlich führt dies auch zu unnötiger Energieverschwendung. Anstatt die Sicherheit zu verbessern, erhöhen diese Lösungen mit übermäßiger Beleuchtung den Stromverbrauch und sind nicht gut für die Natur und die Tierwelt.

Grundsätze für eine gute Straßenbeleuchtung

Die Reduzierung von Blendung und Lichtverschmutzung beginnt mit einer guten Lichtplanung. Anstatt einfach nur die Helligkeit zu erhöhen, sollte die Straßenbeleuchtung zur richtigen Zeit am richtigen Ort die richtige Lichtmenge bereitstellen. Die folgenden Grundsätze bilden die Grundlage für eine effektive und nachhaltige Straßenbeleuchtungsplanung.

1. Installieren Sie Beleuchtung nur dort, wo sie tatsächlich sinnvoll ist

Jede Beleuchtung muss einen klaren praktischen Zweck erfüllen. Bevor Sie Straßenlaternen installieren oder austauschen, sollten Sie sich vergewissern, dass die Beleuchtung wirklich notwendig ist, und unnötige Beleuchtung nach Möglichkeit vermeiden.

2. Nur die Zielbereiche beleuchten, das Licht nach unten richten

Straßenlaternen sollten ausschließlich die Fahrbahn beleuchten, ohne dass Licht auf nahegelegene Häuser, Pflanzen oder den Nachthimmel fällt. Die richtige Ausrichtung des Lichts ist entscheidend, um Blendung und Lichtverschmutzung zu reduzieren.

3. Halten Sie sich an die erforderliche Mindesthelligkeit

Die Straßenbeleuchtung sollte den geltenden Beleuchtungsnormen wie beispielsweise der EN 13201 entsprechen, ohne dabei eine übermäßige Helligkeit aufzuweisen, die Energie verschwendet und unnötige Blendung verursacht.

4. Festlegung strenger Betriebszeiten mit intelligenten Steuerungen

Die Außenbeleuchtung sollte nur bei Bedarf eingeschaltet sein. Zeitschaltuhren, Sensoren und Bewegungsmelder tragen dazu bei, unnötige Beleuchtung zu vermeiden und gleichzeitig die Sicherheit zu gewährleisten.

5. Wählen Sie wärmere Farbtemperaturen, um blaues Licht zu reduzieren

Wärmere Beleuchtung mit niedrigerem CCT enthält weniger blaues Licht, was dazu beiträgt, die Auswirkungen auf Menschen und Tiere zu verringern und gleichzeitig eine angenehme Sichtbarkeit bei Nacht zu gewährleisten.

Strategien für die Gestaltung von Straßenbeleuchtung zur Verringerung von Blendung und Lichtverschmutzung

Die oben genannten Grundsätze bilden die Grundlage für eine bessere Straßenbeleuchtung. In der Praxis hängen die Reduzierung von Blendung und Lichtverschmutzung von der Auswahl der Leuchten, dem optischen Design, den Installationsmethoden und intelligenten Beleuchtungssteuerungen ab. Die folgenden Planungsrichtlinien zeigen, wie diese Grundsätze in modernen LED-Straßenbeleuchtungssystemen umgesetzt werden können.

1. Richtungsbeleuchtung mit flachem Einfallswinkel

Lassen Sie niemals Licht über den Horizont hinaus in den Nachthimmel strahlen.

Wählen Sie Leuchtenmodelle mit Abdeckungen oder Blenden, um den Lichtaustritt nach oben und nach hinten zu verhindern.

Durch die Anbringung von Lampen entlang der Straßenmitte lässt sich das Licht gleichmäßig seitlich verteilen.

Bei einem ungeeigneten optischen Design wird bei einer Neigung der Halterungen von 0 bis 15 Grad Licht in den Himmel abgestrahlt – diese Anordnung sollte unbedingt vermieden werden.

Ideale Straßenlaternen strahlen oberhalb der horizontalen 90-Grad-Ebene keinerlei Licht aus.

2. Das gesamte Licht auf die Zielflächen bündeln

Eine gut konzipierte Optik bündelt das Licht ausschließlich auf die Bereiche, die tatsächlich beleuchtet werden müssen, anstatt Helligkeit in die umliegenden Bereiche abzuleiten.

Die Lichtausbeute gibt an, wie viel Licht auf die Nutzfläche fällt und wie viel Streulicht verloren geht und zu Lichtverschmutzung führt.

Wir empfehlen, die Auslastung bei Standard-Straßenlaternen über 75% zu halten.

Formel:

Lichtstromausnutzung (U) = Von den Zielflächen empfangener Lichtstrom ÷ Gesamtlichtstrom der Lampe

Jede Straßenlaterne sollte genau auf ihren jeweiligen Beleuchtungszweck zugeschnitten sein.

3. Vermeiden Sie zu grelle Beleuchtung

Für alle Straßenarten gelten offizielle Beleuchtungsstandards, daher sollten Projektplaner genau die vorgeschriebene Helligkeit einhalten.

Verwenden Sie eine Beleuchtungssimulationssoftware, um die geringste Anzahl und die Leuchten mit der niedrigsten Wattzahl auszuwählen, die den Bedarf noch decken.

Vermeiden Sie zu starke Helligkeit und unnötig beleuchtete Flächen.

Die Norm EN 13201 legt klare Maßstäbe für die Straßenbeleuchtung fest; die tatsächliche Helligkeit sollte zwischen 100% und 120% des erforderlichen Mindestwerts liegen.

Entscheiden Sie sich für Straßenlaternen ohne übermäßige Lichtleistung.

4. Intelligente Beleuchtungssteuerungssysteme installieren

LED-Außenleuchten verfügen mittlerweile über flexible Steuerungsfunktionen, mit denen wir die Helligkeit für verschiedene Zeitfenster dimmen können, ohne dabei die Sichtbarkeit zu beeinträchtigen.

Sensoren, voreingestellte Dimmprogramme und Funksignale passen die Lichtleistung der Leuchte wie folgt an:

• Fußgängerverkehr
• Fahrzeugstrom
• Standortarten

darunter:

• Gehwege
• Plazas
• Wohnblöcke
• Straßen

Hier sind gängige Steuerungsmodi für Straßenbeleuchtungen aufgeführt:

Dimmen mit Zeitschaltuhr

Die Timer-Dimmprogramme sind direkt in die LED-Treiber integriert.

Es sind keine zusätzlichen externen Steuergeräte erforderlich.

Die Lampen dimmen in den späten Nachtstunden automatisch, wodurch unnötige nächtliche Beleuchtung vermieden wird.

Konstante Lichtleistung (CLO)

Die Helligkeit von LEDs nimmt mit der Zeit naturgemäß ab.

Die CLO-Technologie gleicht diesen Abfall durch den integrierten Treiber und die TM21-Kurven aus.

Das Netzteil erhöht langsam die Stromstärke, um eine gleichbleibende Helligkeit zu gewährleisten.

Dadurch wird verhindert, dass Hersteller die Nennleistung von vornherein zu hoch angeben.

Bewegungssensoren

Die Lampen leuchten nur dann mit voller Leistung, wenn Personen oder Fahrzeuge vorbeikommen.

Wenn keine Bewegung erkannt wird, werden sie gedimmt oder schalten sich vollständig aus.

Dadurch wird Folgendes verbessert:

• Energieeffizienz
• Maßnahmen zur Eindämmung der Lichtverschmutzung
• Senkung der Betriebskosten

Bewegungssensoren eignen sich besonders gut für:

• Verkehrsarme Straßen
• Wohnstraßen
• Parkplätze

Drahtlose Steuerung

Zigbee- und LoRa-Funkmodule finden im Bereich der Straßenbeleuchtungssteuerung breite Anwendung.

Drahtlose intelligente Beleuchtungssysteme ermöglichen:

• Fernüberwachung
• Helligkeitseinstellung
• Fehlererkennung
• Energiemanagement

5. Reduzieren Sie kühle Lichtfarben

Kaltweißes Licht (5000 K–6500 K) wirkt klar und hell, während warmes Licht (2700 K–4000 K) weitaus weniger Blaulicht enthält und somit für Menschen und Ökosysteme schonender ist.

Bernsteinfarbene LED-Leuchten (1800–2000 K) halten die Blaulichtemission unter 10%, wobei es je nach LED-Chip-Modell zu geringfügigen Abweichungen kommen kann.

In mehreren Ländern wurden Grenzwerte für Blaulicht eingeführt:

• Die Tschechische Republik begrenzt die Strahlung unterhalb von 500 nm auf unter 10%.
• Chile führt noch strengere Grenzwerte ein

Wählen Sie Straßenlaternen mit einstellbarer Farbtemperatur (CCT), um nachts auf wärmere Farbtöne umzuschalten.

Zusammenfassung

Lichtverschmutzung ist ein dringendes Problem, das wir angehen müssen. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, wie wir Straßenlaternen auswählen, aufstellen und verwalten.

Bei der Reduzierung von Blendung und Lichtverschmutzung geht es nicht darum, weniger Straßenlaternen zu installieren. Es geht vielmehr darum, bessere Straßenbeleuchtungssysteme zu entwickeln. Durch ein geeignetes optisches Design, die Steuerung der Lichtrichtung, die Wahl angemessener Helligkeitsstufen, den Einsatz intelligenter Beleuchtungssteuerungen und die Auswahl geeigneter Farbtemperaturen können Städte unnötige Lichtemissionen erheblich reduzieren und gleichzeitig die Verkehrssicherheit gewährleisten.

Diese Verbesserungen verringern nicht nur die Blendung und die Lichtverschmutzung, sondern senken auch den Energieverbrauch, reduzieren die Betriebskosten, verbessern den Sehkomfort und tragen zu einer nachhaltigeren Stadtentwicklung bei.

Da sich die LED-Straßenbeleuchtungstechnologie ständig weiterentwickelt, können gut konzipierte Beleuchtungssysteme ein besseres Gleichgewicht zwischen Sicherheit, Effizienz und Umweltschutz herstellen.