Neue Straßenbeleuchtung im Zuge der EU-EED und die Auswirkungen

Es war klar, dass es im Zuge der Umsetzung der EU Energieeffizienz-Richtlinie zu neuen Straßenbeleuchtungen kommen wird. Die Auswirkungen in Hinsicht der Lichtverschmutzung soll hier ein wenig erörtert werden. Gehofft hat man ja auf Verbesserungen. Wie sieht die Umsetzung nun aus, wie ist die Lage? Ich kann natürlich nur meine Sicht aus dem nahen Umfeld beurteilen, doch wo ich herum komme, sehe ich ähnliche Ansätze. Es liegt ja auch auf der Hand, wohin der Weg führt.

Eine kleine Vorbetrachtung zu der alten Straßenbeleuchtung hier in meiner Wohnsiedlung. Jahrzehnte lang gab es diese typischen Straßenlaternen, nicht nur hier in Mistelbach, sie waren weit verbreitet. Üblicherweise mit vier Leuchtstoffröhren bestückt. Das Licht war dadurch relativ mild, keine arge Blendung. Die Masten waren relativ niedrig. Die Ausleuchtung am Boden war gering, wurde doch das gesamte Licht seitlich abgestrahlt. Zwischen den Leuchten war der Boden realtiv dunkel. Ein Paradebeispiel, wie es nicht sein sollte. Einziger Vorteil: wenn eine Leuchtstoffröhre defekt war, leuchteten immer noch drei andere. 

Die Straßenlaternen im Siedlungsbereih, so eine hatte ich direkt vor meinem Haus (ich bezeichne sie hier als A)

Die Situation direkt vor meinem Haus kann ich näher beschreiben. Das Licht strahlte die ganze Hauswand an, und über das Dach hinaus. Die Ausleuchtung der Straße war jedenfalls relativ gering. Ich arbeite bei meinen Tests viel in der Einfahrt. In den letzten Jahren dieser Leuchten kam schon der Energiespargedanke auf. Um 22 Uhr wurden zwei Leuchtstäbe weggeschaltet. Es waren just die beiden, die näher an meiner Einfahrt lagen. Somit wurde die Ausleuchtung der Straße direkt vor meiner Einfahrt nochmal geringer. Man konnte so etwas besser dunkeladaptieren, und durchaus noch visuelle Beobachtungen durchführen. Allerdings, von der Energieeffizienz war diese Leuchte schlecht, und durch die Abstrahlung seitlich und auch nach schräg oben trug sie viel zum Streulicht bei, das die "Lichtschwammerl" über den Ortschaften ausmacht. Diese Leuchte mit den genannten Leuchtmitteln ist aus dem Straßenbild verschwunden. 

Der selbe Leuchtentyp in energiesparender Ausführung, mit einer Quecksilberdampf-Hochdrucklampe (B). Im Hintergrund eine neue Leuchte des Full-Cutoff Typ.

Ganz schlimm waren spätere Versuche, diese Leuchtentyp mit engergiepsparenderen Quecksilberdampf-Hochdrucklampen (in Birnenform) zu bestücken. Man hatte nun das gesamte Licht aus einer nahezu punktförmigen Quelle, mit hoher Blendwirkung, aber kaum bessere Ausleuchtung der Straße. Demgemäß hat man auch relativ wenig von der etwas besseren Ausleuchtung am Boden. Hinsichtlich Lichtverschmutzung ist diese Leuchte genauso schlecht wie ihr Vorgänger, siehe oben. Anzutreffen war sie in neueren Siedlungsgebieten.


Neuere Leuchten im Stadtgebiet, hier in Klarglas mit Blendschutz (C). Der Glaskörper ist unten verspiegelt, wirft das Licht auf den breiten Schirm, von dem es zum Boden reflektiert wird.

Von diesem oben gezeigten Leuchtentyp gibt es verschiedene Ausführungen. Mit klarem Glas und Blendkappe (C), mit weiß-milchigem Glas und Blendkappe (D), , leider gibt es auch eine Varianten mit Milchglas oder Klarglas ohne Blendkappe (E). Oben haben diese Leuchten sehr wohl eine Abdeckung, gleich darunter gibt es aber einen leuchtenden "Zierring". Das müsste nicht sein. Es kommt dort aber nicht viel Licht heraus. Speziell die Varianten mit Blendschutz strahlen kaum Licht über die Horizontale ab, sie strahlen in einem breiten Winkel nach unten.


 

Der oben beschrieben Leuchtentyp (D, links) mit  und ohne Blendschutz (E, rechts), hier mit Milchglas ausgeführt. Im rechten Bild ist im Hintergrund eine neue Leuchte (F) zu sehen.

Ohne Blendkappe weist dieser Leuchtentyp einen deutlich höheren Blendeffekt auf und ist aus Sicht der Lichtverschmutzung auch die schlechteste Variante. Die Varianten mit Blendkappe sind deutlich angenehmer für das Auge. Je nach Einsatzzweck werden sie mit Natriumhochdruck- oder Quecksilberhochdruck-Dampflampen bestückt, die Helligkeit ebenfalls dem Verwendungszweck angepasst. Also an Durchzugsstraßen heller, Kreuzungen und Fußgängerübergänge sind dabei farblich durch das gelb-orange Licht der Natriumhochdruck-Dampflampen abgesetzt. Im Siedlungsgebiet, in verkehrsberuhigten Zonen weisen sie nur eine schwacher Leuchtkraft auf. Das Auge passt sich aber problemlos an.

Diese neueren Leuchten sind stark im Stadtbild vertreten. Sie haben gtößtenteils die alten Peitschenlampen ersetzt, man findet sie wie gesagt auch in Siedlungsgebieten, mit deutlich geringerer Leuchtkraft. Die unterschiedlichen Varianten sind auch mit der Zeit gekommen. Klarglas, und ohne Blendschutz. Sie weisen so vielleicht mehr Ausleuchtung auf, also sind mehr in Richtung Energieeffizienz ausgelegt, durch den Blendeffekt jedoch geht der Vorteil der besseren Ausleuchtung zum Teil verloren. Und so lang die Leistung nicht zurückgenommen wird, wird auch nichts gespart.

Richtig eingesetzt, mit Blendschutz und dem Einsatzzweck angepasster Helligkeit ist dieser Leuchtentyp nicht gar so schlecht, speziell aus Hinsicht der Lichtverschmutzung. Wir kommen später noch mal auf dieses Thema zurück.

Die neuen Full-Cutoff Leuchten im Siedlungsgebiet (F)

Im Zuge der Umsetzung der Energiespar-Richtline musst noch mehr Effizienz her. Es ist auch eine Kostenfrage für den Haushalt einer Kommune. Als Leuchtmittel ist eine Energiesparlame im Einsatz, so wie man sie auch im Haushalt verwendet (hat, weil zunehmend diese nun durch LED ersetzt werden). Also mit weniger als einem Viertel der Leistungsaufnahme der alten Leuchten, siehe ganz oben... Die gute Ausleuchtung am Boden wird durch eine ausgeklügelte Innenverspiegelelung erreicht. Diese Lampe strahlt in relativ breitem Winkel strikt nach unten. Um einen größeren Bereich am Boden auszuleuchten, wurden die Masten verlängert. Die neue Leuchten sitzen also deutlich höher als ihre Vorgänger. Sie sind nicht ganz blendfrei. Je weiter weg, desto weniger sieht man von der Lichtaustrittsfläche. Wenn man in die Nähe kommt, schaut man natürlich mehr von unten rein, und dann ist eine gewisse Blendung gegeben.

Die hier gezeigte Full-Cutoff Leuchte sollte uns Amateur Astronomen vor Freude tanzen lassen. Endlich, würde man sagen. Also hinsichtlich der Lichtverschmutzung doch ideal, oder? Nun, ich habe so ein Ding vor meinem Haus. Der Unterschied zu früher: Die Hauswand ist nun nicht mehr voll angeleuchtet, nur mehr bis etwa Mitte der straßenseitigen Fenster. Die Lichtgrenze ist scharf. Die Hauswand ist allerdings heller beleuchtet als früher. Auch die Straße ist heller ausgeleuchtet als früher. Dafür sind Gebiete im Schatten in meiner Einfahrt dunkler - weniger Streulicht. Hm, hätte wer gedacht, dass mir die alte Leuchte (A) bei meinen Testarbeiten in der Einfahrt, überhaupt mit Teilabschaltung, lieber war als die neue (F)? Die Leuchte strahlt zwar kein Licht seitlich ab, aber durch die hellere Ausleuchtung am Boden ist die diffuse Rückstrahlung vom Boden stärker. Gewinn aus Sicht der Lichtverschmutzung: kaum vorhanden. Man müsste die Ausleuchtung runter fahren, ein schwächeres Leuchtmittel würde vollauf reichen.

Der letzte Schrei sind LED Leuchten (G)

Neuerdings findet man immer öfter LED Leuchten. So ähnlich wie die oben gezeigte sehen sie alle aus. Leicht zur Straße hin angekippt, strahlen sie seitlich in einem breiteren Winkel ab als nach vorne. Insgesamt strahlt das Licht nach unten, und nicht über die Horizontale hinaus. Die hier abgebildeten haben nur zwei kleine LED Arrays. Sie sind in einem kleinen "Siedlungs-Anhängsel" mit totem Ende, also einer sehr verkehrsschwachen Zone, zu finden. Diese LED befinden sich auf relativ hohen Ständern, weit entfernte blenden nicht sehr, weil man nur unter einem sehr flachen Winkel hin sieht. Je näher man kommt, desto eher wird man geblendet. Die Ausleuchtung ist auch hier zu hell, es wäre mit der halben Leistung genug getan. Kommt man von hinten, also vom freien Feld in die Siedlung herein, sieht man diese Leuchten praktisch nicht. Man sieht nur den ausgeleuchteten Boden.

Das Problem scheint allgemein bei den LED Leuchten zu sein: Sie sind noch etwas sparsamer als die Energiesparlampen, daher wird gern zu viel Helligkeit erzeugt. Das sehe ich auch in anderen Orten, wo ich auf LED Leuchten gestoßen bin. Kommt man von einen "herkömmlich" beleuchteten Bereich in einen wo die neuen LED unvernünftig eingesetzt werden, ist das wie eine Watsche für das Auge. Viel zu hell, zu grell, blendend. Man kann nur sagen, so viel sparsamer sind helle LED auch nicht. Es lässt sich da noch viel mehr raus holen, weil generell würde die Hälfte der eingesetzten Leistung auch noch ausreichen, das entspricht so durchaus meinen Beobachtungen. Man fragt sich wirklich, warum die neuen Full-Cutoff Leuchten, ob so oder so ausgeführt, den Boden heller ausleuchten als die Vorgänger? Hat es bislang mit weniger hellen Ausleuchtung funktioniert, würde es auch weiterhin so funktionieren.

Hier im Siedlungsgebiet sehe ich einen Mischmasch. Noch sind nicht alle Bereiche umgerüstet. Da findet man schon recht weit verbreitet die Leuchte F, ganz neu ist hier G, aber auch noch C, D, E, und sogar noch B.

Aus astronomischer Sicht geht es um die Himmelsaufhellung durch künstliche Belechtung. Zum einen ist es Streulicht, das direkt von den Leuchten abgegeben wird, einen großen Teil macht aber wohl die diffuse Rückstrahlung vom Boden aus. Und dabei ist Licht nicht gleich Licht. Linienstrahler, wie Natrium Niederdruck- oder Hochdruck-Dampflampen, auch HG Hochdruck-Dampflampen, so ohne Leuchtschicht, sind weniger problematisch. Sie interferieren nicht mit den für uns so wichtigen Linien des H-Alpha, [O III] und H-Beta. Die Emissionslinien dieser Leuchten können von LPR Filter gut ausgeblendet werden. Sind es allerdings die uns bekannten Leuchtstoffröhren, auch in Form der Energiesparlampe, wird Licht über einen weiteren Bereich des Spektrums abgestrahlt. Damit ist dieses Licht nicht so einfach zu filtern. Das ist es, was uns das Leben zunehmend erschwert. Die neuen LED strahlen ebenfalls in einem breiteren Spektrum ab, sind somit kein "Fortschritt". Dass der Boden nun von den neuen Full-Cutoff Leuchten heller ausgeleuchtet wird, konterkariert den Effekt. Ich sehe es bei mir daheim. Der Westhimmel ist noch der dunkelste Teil des HImmels, dort ist relativ wenig "Stadt". Es hat sich aber nichts durch das breitere Ausrollen der neuen Leuchten F getan. Es ist keine Besserung gegenüber früher merkbar. 

Klares Wort: Solange nicht die Leistung runtergefahren wird, die Ausleuchtungshelligkeit verringert wird (früher ist es auch mit weniger gegangen), werden wir die Lichtschwammerl über den Orten nicht eindämmen können. Sie werden auch nicht kleiner werden, weil die Orte wachsen, der Siedlungsraum und Gewerberaum immer weiter ausufert. Von Bodenversiegelung reden wir da gar nicht, das ist eine andere Baustelle. Also, wenn es ums Energiesparen geht - da ist noch was drin bei der Straßenbeleuchtung, selbst bei den neu installierten Full-Cutoff Leuchten, mit Energiesparlampe oder LED!

Zum Abschluss noch ein paar Nachtimpressionen, die verschiedene Leuchten in Aktion zeigen. Als Kamera hat meine Olympus PEN E-PL1 gedient, im Night Scenery Modus. Dabei werden einige kürzer belichtete Aufnahmen aufsummiert und gleich von der Kamera nachbearbeitet. Die Kamera wurde auf einem Stativ betrieben, und von Hand ausgelöst. Die Helligkeit der Bilder wurde so angepasst, dass es dem Empfinden meines Auges nahe kommt.

Ein Mix von Leuchten. Ganz rechts im Vordergrund  D, sie verbreitet ein gelblich-grünes Licht mit sanfter Helligkeit. Der Blendeffekt ist gering. Ganz schlecht, die Kugelstrahler auf einem Privatgelände. Dann  weiter mit zwei Leuchten F. Man beachte die untere, und die scharfe Licht-Schattengremze auf Höhe der Fensteroberkante am Haus rechts davon. Ganz unten C, es sind genau diese beiden oben vorgestellten, mit gelb-orangem Licht, sie leuchen heller, im Kreuzungsbereich. Für das Auge bieten sie aber keine große Blendung. Man beachte auch, die Helligkeit am Boden bei der  Leuchte D im Vordergrund und den Leuchten F weiter unten. Weniger reicht, kann man nur sagen, so wie es die Leuchte D hier bietet.

Leuchten vom Typ F, die beiden im Vordergrund, die hinterste ist vom Typ B. Von unten gesehen weisen die Leuchten F durchaus eine gewisse Blendwirkung auf. Je weiter weg sie sind, wenig bis kaum. Dagegen die Leuchte B, man sieht sogar dass sie rundum seitlich Streulicht erzeugt, die Blendung ist durch die kompakte Lichtquelle stark. Das kommt hier so auf dem Foto gar nicht rüber, das Auge kann solche Dynamikumfänge besser bewältigen als es eine Kamera zeigen kann.

Die LED Leuchten im Einsatz. Weiter hinten stehenden nimmt man kaum wahr, in der Nähe gibt es sehr wohl Blendwirkung. Die Helligkeit - es ist mehr als genug...

Schwache Ausleuchtung im Siedlungsbereich, einer verkehrsschwachen Zone. Es sind Leuchten  D, mit deutlich zurückgenommener Helligkeit. Aber völlig ausreichend, das Auge passt sich problemlos an. Es ist sehr angenehm, dort in der Nacht zu Fuß zu gehen ohne große Blendung. Man sieht ausreichend gut. Ganz ehrlich, auch wenn diese Leuchten keine Full-Cutoff Dinger sind, mit der geringen Leuchtkraft und der geringen Ausleuchtung am Boden ist ihr Beitrag zur Lichtverschmutzung gering. Die beiden roten Lichter im Hintergrund sind von Windkraft Anlagen auf den Hügeln weiter im Osten..

Kontrastprogramm, in einer Gasse ein paar Meter weiter, hier ist die Leuchte B im Einsatz. Hohe Blendwirkung, viel Streulicht, man kann sogar hier erahnen, dass es sich um eine kompakte Lichtquelle handelt, und nicht um die ehemalige Ausführung mit vier senkrechten Leuchtstoffröhren (A). Dass der Vordergrund geb-rötlich ausgeleuchtet ist, soll nicht verwundern, es sind die weiter oben sichtbaren Leuchten C hier im Kreuzungsbereich am Werk.

Eine aktuelle Rundschau im Stadtgebiet: Selbst die Leuchten vom Tpy A sind in "vergessenen" Ecken noch zu finden. Größtenteils wurden sie durch Umrüstung auf B "verschlimmbessert. Auch die alten Peitschenlampen gibt es noch, in ganzen Straßenzügen. Vielerorts auch Kurzpeitschen, mit Natriumdampflampen oder Quecksilberdampflampen bestückt, auch so mancher Straßenzug bereits mit LED. Was auffällt: Die LED Beleuchtung ist deutlich heller, teils unangenehm hell. Weit verbreitet findet man C und die Abwandlungen D und "Verschlimmbesserungen" E. Manche Straßenzüge sind umgerüstet, manche uneinheitlich. Im Siedlungsbereich von eben A und Variante B, über C und Varianten D und E, bis F und neuerdings auch G, alles zu finden. Man kann feststellen, die Umrüstung auf energiesparende Leuchten ist noch nicht abgeschlossen. Langfristig werden wohl die LED Leuchten überall zu finden sein. Damit ist zu befürchten, dass alles noch schlimmer wird.

Hm, Full-Cutoff Leuchten sind schon ok. Es ist eine Verbesserung, die Leuchten selber streuen keine Licht direkt. Es ist einfach die zu helle Ausleuchtung des Bodens, dies konterkariert den positiven Effekt. Egal welche Leuchte, sofern es kein Kugelstrahler ist, auch die Leuchte C oder D, wenn die Helligkeit sinnvoll angepasst ist, wie im vorletzten Bild gezeigt, sie kann zwar nicht als streulichtfrei bezeichnet werden, aber bei so schwacher Lichtquelle, das richtet auch nicht viel Schaden an. Weniger sogar, als die diffuse Rückstrahlung vom Boden bei zu heller Ausleuchtung der neuen Leuchten. Die Straßen und Siedlungsgebiete müssen wirklich nicht "taghell" ausgeleuchtet werden. 

So wie es ist, aus Sicht der Amateurastronomie, kein Gewinn, es hat sich nichts verbessert, im Gegenteil, das Anwachsen der Orte und Siedlungsgebiete, Gewerbegebiete, wo vorher noch Gründland war, all das bringt noch mehr an Lichtverschmutzung mit sich. Und die LED Beleuchtung, so wie sie eingesetzt wird, lässt Schlimmes befürchten. 

Um die Rückstrahlung vom Boden hier nochmal zu thematisieren: Asphalt, neu, pechschwarz, schluckt förmlich Licht. Das weiß jeder, der in der Nacht auf einer frisch geteerten Straße unterwegs war. Asphalt wittert aber ab, wird grau, hellgrau. Und strahlt damit Licht recht gut zurück. Den Effekt der massiven Rückstrahlung vom Boden hat man auch früher schon gesehen, wo in Wien doch zu späterer Stunde die Beleuchtung auf Sparschaltung lief. Man konnte es messen, wohl, aber mit freiem Auge war schlicht nichts zu sehen davon. Wo kommt das ganze Licht her? Es muss schlicht vom Boden kommen, von der diffuse Rückstrahlung. Solange wir nicht die Helligkeit zurückfahren, früher hat es auch mit weniger gereicht, wird sich nichts bessern. Landeten wir dort wo wir von der Ausleuchtung mal waren, würden die Full-Cutoff Leuchten greifen, es würde besser werden. Im Sinne der Energieeffizienz könnte man noch was holen. Dort, wo zu hell ausgeleuchtet ist, vorrangig durch LED Leuchten. Das kann locker nochmal 30 bis 40 Prozent ausmachen.

Howdii

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