Fachwissen zur Umrüstung konventioneller Straßenbeleuchtung auf LED

Eine neue Beleuchtung wurde in Siegburg bereits realisiert. Bild: Philips Lighting
Leuchtmittel mit geringen Lichtausbeuten, beispielsweise von 55 Lumen pro Watt (lm/W) bei einer minimalen Lampenleistung von unter 50 W, gelten als ineffizient und werden nach einem in der EU-Ökodesign-Richtlinie (ErP-Richtlinie 2009/125/EG) festgelegten Fahrplan ausgephast. Hinsichtlich der Straßenbeleuchtung betrifft dies sowohl Quecksilberdampf-Hochdrucklampen (HQL) als auch NAV- (einige Typen) und Leuchtstofflampen.
Zur Beurteilung der Effizienz einer Straßenleuchte (Kennzahl: Systemlichtausbeute) betrachtet man aktuell das gesamte System aus Lichtquelle, allen optischen Bauteilen (Reflektor, Linsen, Abdeckscheiben) sowie dem Vorschalt- und dem Steuergerät. Für die korrekte Effizienzbewertung zählt aber nicht nur das ausgestrahlte Licht, sondern vor allem seine präzise Verteilung. Daher müssen in Zukunft auch alle Nutzflächen (Straße, Parkraum, Fußweg, Fassaden) in die Planung einbezogen werden.
Der Ersatz von NAV- und LL-Lichtsystemen durch LED ist in mehrfacher Hinsicht sinnvoll: Nach Auswertung tausender, über die Klimaschutzinitiative des BMUB geförderter Umrüstungen liegt das Energieeinsparpotenzial beim Austausch von NAV durch LED zwischen 20 und 70%, in Anwohner- und Sammelstraßen bei 40 bis 75%. Wird bei der Sanierung ein Lichtsteuerungs- und Managementsystem integriert, fällt die Energieeinsparung größer aus und erreicht die höheren Prozentsätze. Zum Vergleich: Moderne NAV-Straßenleuchten mit elektronischen Vorschaltgeräten und sehr guter Reflektoroptik weisen Systemlichtausbeuten für die drei am häufigsten eingesetzten Leistungsbereiche der Lampen (50, 70 und 100 W) von 64, 78 und 86 lm/W auf.
Aktuelle neutralweiße LED-Straßenleuchten mit einer Farbtemperatur von 4.000 Kelvin (K) und vergleichbarer Lichtverteilung (LVK) erreichen in der Regel eine Systemlichtausbeute von 115 bis 130 lm/W, teilweise sogar bis zu 145 lm/W.
Selbst der Austausch gegen warmweiß abstrahlende LED-Straßenleuchten mit einer Farbtemperatur von 3.000 K, die etwa 5 bis 20 % weniger Lichtstrom haben als neutralweiße LEDs (bei gleicher Chip-Struktur und elektrischen Daten), lohnt sich: Sie erreichen eine Systemlichtausbeute von 105 bis 120 lm/W und sind damit um 20 bis 40% effizienter als moderne NAV-Leuchten.
Auch gilt: Leistungsstarke NAV-Lampen, wie sie an Hauptverkehrsstraßen eingesetzt werden, sind effizienter als NAV-Lampen geringerer Leistung, die in Wohngebieten zur Anwendung kommen. Dies bedeutet, dass gerade die Umrüstung der Beleuchtung von Anwohner- und Sammelstraßen, die den Großteil der Verkehrswege einer Stadt ausmachen, besonders sinnvoll ist.
Bei der Planung von Sanierungsmaßnahmen in Wohnvierteln ist unbedingt darauf zu achten, dass das Verhältnis von Masthöhe zu Mastabstand 1:4 bis 1:5 betragen muss. Größere Verhältnisse führen zwangsläufig zu Blendung oder sehr großen Ungleichmäßigkeiten. Bei entsprechend hohen Masten ist zudem eine für die betrachtete Straße präzise angepasste Lichtverteilung zu berücksichtigen, um störende Lichtimmissionen für den Wohnbereich zu vermeiden. Auch muss ein adäquates Blitz- und Überspannungskonzept berücksichtigt werden, da die elektronischen Bauteile in einer LED-Leuchte sehr viel empfindlicher auf diese Störgrößen reagieren, als konventionelle Vorschaltgeräte.
Ein wichtiges Gütekriterium für die Qualität einer Beleuchtung ist die Farbwiedergabe, die durch den Farbwiedergabeindex Ra angegeben wird. Lichtquellen, deren Licht alle Spektralfarben enthalten, geben die Farben beleuchteter Objekte optimal wieder und lassen sie natürlich erscheinen. Hier ist der Farbwiedergabeindex Ra= 100. Während das gelbe NAV-Licht einen Ra von 20 bis 40 erreichen kann, liegt der Ra von LEDs zwischen 75 und 95 und ist damit deutlich überlegen.
Beachtet man die hier gegebenen Hinweise, spricht aufgrund der deutlichen Senkung des Energiebedarfs und einer möglichen höheren Lichtqualität alles für eine Umrüstung konventioneller Straßenbeleuchtungsanlagen auf LED im Rahmen einer qualifizierten Fachplanung.
Das nötige Fachwissen zur technischen und gestalterischen Beleuchtungsplanung, lichttechnischen Grundgrößen, Elektrotechnik und Lichtsteuerung sowie den Betrieb der Außenbeleuchtung vermitteln folgende LiTG-Weiterbildungen:
  • Geprüfter Lichtexperte (LiTG)
  • European Lighting Expert (ELE) im Kontext des europäischen Bildungsstandards
Deutsche Lichttechnische Gesellschaft e. V. (LitG) - www.litg.de
Weiterbildung »Geprüfter Lichtexperte (LiTG) - www.litg.de/...Gepruefter-Lichtexperte...
European Lighting Expert (ELE) - www.europeanlightingexpert.org
Fördermöglichkeiten gem. Kommunalrichtlinie - www.klimaschutz.de/...
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