LED-Umrüstung der Straßenbeleuchtung in Dettelbach und den Ortsteilen
Dettelbach denkt um – LED-Umrüstung der Straßenbeleuchtung in Dettelbach und den Ortsteilen
Ein weiterer Schritt in Richtung einer nachhaltigen und energiebewussten Kommune
Die Straßenbeleuchtung mit ihren insgesamt rund 1.100 Lichtpunkten in Dettelbach und den Ortsteilen wird komplett auf LED-Leuchten umgerüstet.
Durch die Umrüstung der Straßenlaternen auf effiziente LED-Leuchtmittel wird weniger Strom benötigt und viel elektrische Energie eingespart. Dies ist ein weiterer Schritt Dettelbachs hin zu einer nachhaltigen und energiebewussten Kommune.
Außerdem bringen die LED-Leuchten auch Vorteile für Anwohner und Passanten. Während das Licht bei den bisher verwendeten Leuchtmitteln breit in alle Richtungen gestreut wurde, ist es mit den LED-Lampen möglich, bestimmte Bereiche wie Gehwege und Fahrbahnen gezielt und besser auszuleuchten.
Die Umrüstarbeiten begannen bereits im September 2024 und werden von der WVV Würzburg im Auftrag der Stadtwerke Dettelbach durchgeführt. Im Zuge der Arbeiten werden die Lampen auch ausgerichtet und eingestellt. Dennoch kann es in der Folge vorkommen, dass die Straßenlaternen z.B. zu stark oder zu schwach leuchten. Um die Leuchten optimal auf die Gegebenheiten vor Ort einrichten zu können, sind wir auf die Hilfe und Rückmeldung der Anwohner angewiesen. Aus diesem Grund wurde eigens eine separate E-Mailadresse eingerichtet, über die Anregungen, Beschwerden und Mängel gemeldet werden können.
Sie, als Anwohner, können Anregungen, Beschwerden und Mängel zur Straßenbeleuchtung an folgende Mailadresse richten: dettelbach@strassenbeleuchtung.bayern
Die dort eingehenden Anwohnermeldungen werden von den Stadtwerken Dettelbach an die EVF- Energievision Franken GmbH zur Prüfung weitergeleitet. Hier werden die gemeldeten Anregungen zentral gesammelt und notwendige Anpassungen aufeinander abgestimmt an die WVV weitergegeben.
Allgemeine Fragen zur LED-Technik
Die Helligkeit einer Leuchte wird in Lichtstärke bzw. Leuchtkraft gemessen. Diese richtet sich wiederum
nach der Anzahl, der Qualität und der Bestromung der Dioden sowie nach dem Abstrahlwinkel des
Strahlers. Leuchten die einen hohen Abstrahlwinkel besitzen, beleuchten zwar eine größere Fläche,
wirken aber weniger hell als Leuchten mit gleicher Leistung, aber geringerem Abstrahlwinkel.
Die Effizienz einer Leuchtdiode wird mit Lumen pro Watt angegeben und gibt somit an, mit welcher
Stromleistung [W] welcher Lichtstrom [lm] erzeugt wird. Letztendlich geht es bei diesem Wert um die
Lichtausbeute. Sie errechnet sich aus dem Lichtstrom, der von der Leuchte abgegeben wird, und ihrer
Leistung (Watt). Je mehr Lichtstrom pro Leistung ein Leuchtmittel besitzt, desto höher ist seine
Lichtausbeute. Die moderne weiße LED erzielt im Vergleich zu allen anderen handelsüblichen
Leuchtmitteln die größte Lichtausbeute.
Lumen und Watt
Lumen ist die Einheit des Lichtstroms und gibt die Gesamtmenge des Lichts an, welches von der
Lichtquelle emittiert wird. Die Wattleistung steht stellvertretend für die Stromaufnahmeleistung und
somit für den Energieverbrauch einer Lampe/Leuchte. Da die LED-Beleuchtung immer energieeffizienter
wird, wird die Wattzahl in den letzten Jahren bei steigender Lumenzahl immer geringer.
LEDs sind in sehr vielen unterschiedlichen Lichtfarben erhältlich. Man unterscheidet grob in warmweiß
(bis 3.500 Kelvin), neutralweiß (3.500 bis 4.500 Kelvin) und tageslichtweiß, umgangssprachlich auch als
kaltweiß bezeichnet (über 5000 Kelvin). In jüngerer Zeit werden auch sogenannte Amber-(Bernstein)-LEDs
(ca. 2.200 K und weniger) vermarktet. Diese kommen vorzugsweise in Spezialanwendungen wie
Zebrastreifenbeleuchtungen o.ä. zum Einsatz. Amber-LEDs sind ca. 20-30% weniger effizient als
neutralweiße LEDs, weswegen ihr Einsatz in der Straßenbeleuchtung grundsätzlich zu hinterfragen ist.
Grundsätzlich gilt: Je höher der Kelvin-Wert, desto höher ist der Blauanteil des erzeugten Lichtspektrums
und desto kühler wirkt das Licht, desto effizienter ist jedoch die Leuchte (siehe auch „Lumen und Watt“).
Je niedriger der Kelvin-Wert ist, desto höher ist der Rotanteil des erzeugten Lichtspektrums und somit
wirkt das Licht wärmer. Oft ist die Farbwiedergabe ebenfalls besser.
Zum Vergleich: Eine Glühbirne hat einen Kelvinwert von 2.700. Eine Halogenlampe hat einen Kelvinwert
von zwischen 2.700 und 3.200. Eine neutralweiße Standardleuchtstofflampe hat einen Kelvinwert von
4.000.
Ein Vorteil ist der sehr geringe Stromverbrauch und die lange Lebensdauer. Des Weiteren sind LED- Leuchtmittel viel robuster gegen Stöße und Erschütterungen. Sie sind flexibel einsetzbar und das Licht erreicht im Vergleich zu Energiesparlampen eine deutlich höhere Qualität und sofort nach dem Einschalten die maximale Helligkeit. LED-Leuchtmittel und -Leuchten sind zudem hervorragend dafür geeignet gedimmt betrieben zu werden, wodurch man in der Verwendung einen höheren Grad an Flexibilität erreicht.
LED-Leuchten benötigen meist ein Netzteil, das sie mit Konstantstrom versorgt. Der Strom wird exakt ermittelt und vom Netzteil bereitgestellt. Mit einem Netzteil können auch mehrere LEDs versorgt werden. Hierzu müssen Netzteil und die Anzahl der Leuchten sowie die Verschaltung aufeinander abgestimmt sein.
Das Lichtspektrum der LEDs liegt nahezu ausschließlich im sichtbaren Bereich. Sie geben somit nahezu gar keine ultraviolette oder auch nur sehr wenig infrarote Strahlung (Wärme) ab. Dadurch kommt es unter LED-Licht zu deutlich weniger Materialveränderungen (z.B. Alterung, Farbveränderungen etc.). Genau aus diesem Grund werden die schonenden LED-Leuchten besonders häufig in Museen, Archiven und Bibliotheken eingesetzt, eben weil sie nahezu keine UV- und IR-Strahlung aussenden.
Standard-LEDs sind in der Lage, 90 Prozent des Farbwiedergabeindexes wiederzugeben, klassische Glühlampen konnten bis zu 100 Prozent leisten. Es gibt allerdings spezielle LED-Tageslichtlampen, die Lichtspektrum von Glühbirnen nahezu erreichen. Da die Farbwiedergabe der LED-Leuchten im Vergleich zu alten Leuchtstoffröhren, und Natriumdampftechnik bei LED-Leuchten jedoch deutlich besser ist, werden in der Straßenbeleuchtung Systeme mit einer Farbwiedergabe zwischen 70 und 80% eingesetzt. Grundsätzlich gilt: Je besser die Farbwiedergabe, desto niedriger die Effizienz von LED-Systemen, weswegen üblicherweise nicht die höchstmögliche Farbwiedergabe zum Einsatz kommt.
Im Gegensatz zu Energiesparlampen (Kompaktleuchtstofflampen) brauchen LED-Lampen keine mit Gas gefüllte Leuchtstoffröhre. Somit ist eine Kompaktleuchtstofflampe im Gegensatz zur LED-Lampe umweltschädlicher, da sie giftiges Quecksilber enthält, welches beim Zerbrechen der Lampe entweicht.
Ebenso hat die Energiesparlampe einen hohen Einschaltstrom in der Startphase und benötigt eine gewisse Zeit bis die volle Helligkeit erreicht wird. Energiesparlampen sind bauartbedingt im Formfaktor stark eingeschränkt. LEDs können in nahezu allen Formen gefertigt werden und sind somit sehr gut an den Einsatzzweck anpassbar. Das LED-Leuchtmittel ist auch bezüglich der Leuchtdauer der Energiesparlampe deutlich überlegen.
LEDs sind elektronische Halbleiterbauteile. Je nach eingesetzten Komponenten stellen LEDs sofort oder nach einer extrem kurzen Zeit ihr komplettes Licht zur Verfügung. Im Vergleich zu vielen konventionellen Leuchten ist die Einschaltverzögerung von LEDs kaum wahrnehmbar. Das Licht steht also nach dem Einschalten direkt, mit 100-prozentiger Leistung zur Verfügung. Hier unterscheidet sich die neue Straßenbeleuchtung deutlich von den alten Systemen. In Dettelbach wurden vielerorts Leuchtstoffröhrensysteme eingesetzt, die bei Minusgraden im Winter teils bis zu 20 Minuten Anlaufzeit benötigten um ihren Betriebslichtstrom zu erreichen.
Leuchten mit LED-Technik sind teurer als z. B. die herkömmlichen Glühlampen, da sie über mehr hochtechnische Bauteile, wie z.B. ein elektronisches Vorschaltgerät, verfügen und somit deren Herstellung kostenaufwändiger ist.
LED-Lampen, -Leuchten und Vorschaltgeräte gelten als gewöhnlicher Elektroschrott und werden wie elektronische Geräte im Wertstoffkreislauf entsorgt. Im Gegensatz zu Energiesparlampen oder Leuchtstoffröhren, enthalten LED-Leuchten keine deklarationspflichtigen Gift- und Problemstoffe, die im Sondermüll entsorgt werden müssten.
Fragen zur Straßenbeleuchtung
Die Pflicht zur Beleuchtung innerhalb geschlossener Bebauungen in bayerischen Kommunen leitet sich im Wesentlichen aus Art. 51 Abs. 1 Bayerisches Straßen- und Wegegesetz (BayStrWG) ab. Demnach haben die Gemeinden zur Aufrechterhaltung der öffentlichen Sicherheit und Ordnung innerhalb der geschlossenen Ortslage nach ihrer Leistungsfähigkeit die öffentlichen Straßen zu beleuchten. Eine Beleuchtung hat somit grundsätzlich zu erfolgen, wobei das Beleuchtungsniveau der Straßenkategorie und der Sehaufgabe entsprechend anzupassen ist.
Eine Leuchte besteht aus einem Gehäuse, dem Vorschaltgerät und dem Leuchtmittel. Der gesamte Kopf einer Straßenlaterne wird somit als Leuchte bezeichnet. Das Leuchtmittel erzeugt innerhalb einer Leuchte das Licht und wird als Lampe bezeichnet. Allgebrauchsleuchtmittel (z.B. als Ersatz für konventionelle Glühbirnen) werden somit als Lampen bezeichnet und kommen in Leuchten als eigentliche Lichtquelle zum Einsatz.
Zur Vorhersage der Betriebsdauer und als Garantieangabe wird von Herstellern angegeben, wie lange eine LED-Leuchte betrieben werden kann. Diese Angabe wird in Abhängigkeit von der Bestromung der LED- Module, sowie in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur gemacht.
Die Straßenbeleuchtung ist pro Jahr zwischen 4.000 und 4.100 Stunden in Betrieb. Es wird davon ausgegangen, dass die verbauten LEDs selbst über 20 Jahre betriebsbereit sein werden. Die Vorschaltgeräte werden im Regelfall nach ca. 15 Jahren gewechselt. Die Leuchte an sich sollte somit bei einmaligem Wechsel von LEDs und Vorschaltgeräten über 30 Jahre in Betrieb bleiben. Die lange Lebensdauer spiegelt sich auch in den, von den Herstellern übernommenen Garantien auf die Leuchtensysteme wider. Die Garantiezeit für Leuchten beträgt üblicherweise 10 Jahre.
Nein, aufgrund ihres Aufbaus ohne bewegliche (Verschleiß-)Teile, Glühdrähte oder freistehende Elektroden, sind LED-Leuchtmittel extrem robust gegenüber Einwirkungen von außen. Gerade in der Straßenbeleuchtung sind LED-Systeme ständigen Schwingungen und Erschütterungen ausgesetzt. Maste schwingen sich durch den Wind auf, oder werden durch externe Einflüsse erschüttert (z.B. Schwerlastverkehr). LED-Leuchten sind wesentlich erschütterungsfester als alte, konventionelle Leuchtensysteme, die bei starker Erschütterung im Betrieb kurzfristig erlöschen oder sogar vollständig ausfallen konnten.
LEDs haben bei guten Betriebsbedingungen eine hohe Lebensdauer von 80.000 bis 150.000 Betriebsstunden. Jedoch hängt dies von der Umgebungstemperatur ab, in welchen die Lichtsysteme betrieben werden. Grundsätzlich gilt, je wärmer eine LED im Betrieb wird, desto schneller verliert sie an Lichtleistung, weswegen sie früher getauscht werden muss. Ebenso führt eine höhere Bestromung von LEDs zu einer höheren Betriebstemperatur und somit auch zu einer früheren Mortalität.
Hersteller geben die Lebensdauer der LEDs auf den Produkten konkret an. Ein Beispiel für eine Lebensdauerangabe ist:
„Lebensdauer = 100.000 h < 25°“
Dies bedeutet zum Beispiel, dass eine Lebensdauer von 100.000 h gewährleistet wird, sofern die Umgebungstemperatur niemals 25° C überschreitet.
Ja! Grund für die „Insektenfreundlichekeit“ der LED-Leuchten ist das erzeugte Lichtspektrum. Das Facettenauge der Insekten reagiert empfindlich auf ultraviolette Strahlung (UV) und kürzere Wellenlängen im Violett- und Blaubereich. Insekten erkennen somit Licht mit hohen Blau- und Ultraviolett-Anteilen besonders gut und werden deswegen hiervon besonders stark angezogen. Zum Schutz der Insekten werden deshalb fast nur noch warmweiße LED-Leuchten eingesetzt, die besonders insektenfreundlich sind (ausgenommen Bereiche mit besonders hoher Sehaufgabe wie Zebrastreifen in neutralweiß).
Hinzukommt der Einsatz möglichst vieler technischer Leuchten, die einen besonders genau auf die Straßensituation zugeschnittenen Abstrahlwinkel aufweisen. Diese Leuchten erzeugen nur einen extrem geringen Streulichtanteil, der vor allem für die sogenannte „Fernanlockwirkung“ von Insekten eine große Rolle spielt.
Der dritte Faktor hinsichtlich der Insektenfreundlichkeit ist der Einsatz vollständig geschlossener Leuchtensysteme. „Insektengräber“ in Leuchten haben sich in der Vergangenheit oft auch durch eine wenig durchdachte Leuchtenkonstruktion ergeben. Spalten und Lüftungsöffnungen, die auf Grund des hohen Wärmeanfalls teils notwendig waren, wurden zum Einfallstor für Insekten, welche die Leuchten nicht mehr verlassen konnten, und auf Grund der Hitze oft innerhalb der Leuchten verendeten. LED- Leuchten entwickeln zudem keine Innen- oder Gehäusetemperaturen, die zu einer Schädigung von Mensch oder Tier führen können.
Kurz gesagt: Es ist davon auszugehen, dass die neuen Leuchten und Lichtsysteme deutlich weniger Insekten anlocken und deutlich weniger Insekten töten als die alte Technik.
Der Einfluss von Licht auf den menschlichen Schlaf wurde in zahlreichen Studien untersucht. Im Wesentlichen kommt es darauf an, während der Tiefschlafphasen grundsätzlich möglichst wenig Licht ausgesetzt zu sein. Hier hat die Straßenbeleuchtung immer dann einen Einfluss, wenn zu viel direkte Einstrahlung oder zu viel Streulicht direkt in den Schlafraum eindringt. Dies war vor allem bei der früheren Technik auf Grund der Leuchtenkonstruktion nicht auszuschließen. Neue, technische LED-Leuchten lenken den Lichtstrom sehr zielgenau auf die zu beleuchtenden Flächen (z.B. Straßen, Plätze und Fußwege) und weisen nur einen sehr geringen Streulichtanteil auf. Eine direkte Einstrahlung in Anwohnerfenster kann durch gute Lichtplanung somit nahezu ausgeschlossen werden.
Ein weiterer Einflussfaktor ist die Zusammenstellung des Lichtspektrums der Leuchte. Weißes Licht besteht physikalisch aus einem Spektrum (einer Verteilungsfunktion) aller sichtbaren Farben (Wellenlängen). Dabei hat der kurzwellige, blaue Anteil, des Spektrums ggf. zusätzliche Auswirkung auf das Schlafverhalten des Menschen. Zahlreiche Studien belegen, dass ein hoher Blauanteil im weißen Lichtspektrum von Kunstlicht in den Abendstunden zur Verminderung der Ausschüttung des Schlafhormons (Melatonin) im Gehirn führt. Vor dem Schlafengehen sollten Menschen also nicht zu viel blauem Licht ausgesetzt werden. Aus diesem Grund haben Hersteller von Smartphones die Funktion des sogenannten Blaufilters eingeführt, der in den Abendstunden den blauen Lichtanteil des Handy-Displays deutlich reduziert. Unter anderem zum Schutz der Bürger hat sich der Stadt Dettelbach dazu entschieden fast flächendeckend warmweiße LEDs zu verwenden, die einen besonders niedrigen Blauanteil im Lichtspektrum aufweisen (ausgenommen Bereiche mit besonders hoher Sehaufgabe wie Hauptverkehrsstraßen in neutralweiß; siehe auch „Welche Lichtfarben sind bei LEDs erhältlich?“).
Ein weiteres Novum zum Schutz von Anwohnern und Nacht ist die flächendeckende Einführung unterschiedlicher Dimmungen in der Spätnacht. Alle Leuchten werden zwischen 22.00 und 5.00 Uhr um 5 – 0% der Leistung gedimmt, was wiederum zu weniger Lichteinstrahlung in die Anliegergrundstücke und häuser führt.
Das Lichtflimmern (engl. flicker) beschreibt den Wechselanteil des emittierten Lichts eines elektrisch betriebenen Leuchtmittels, der durch den Wechselanteil des elektrischen Stroms verursacht wird, der durch das Leuchtelement des Leuchtmittels fließt. Je höher der Wechselanteil, desto weniger gut für die Wahrnehmung durch den Betrachter.
Konventionelle Glühlampen besaßen eine thermische Trägheit, wodurch die Frequenz der Stromnetzversorgung nur in so beschränktem Maß durch das Leuchtmittel wiedergegeben wurde, dass es durch das menschliche Auge nicht wahrnehmbar war.
Lichtflimmern ist bei günstigen LED-Leuchtmitteln (meist aus besonders günstiger Produktion im Onlineversand) oft ein tatsächliches Problem, da LEDs im Gegensatz zu Glühlampen die Taktung der durch das Vorschaltgerät weitergegebenen Netzfrequenz (getakteter Gleichstrom) direkt wiedergeben.
Im Gegensatz zum Nachglüheffekt eines Wolframfadens einer Glühlampe geben LEDs die kurzzeitigen Spannungsunterbrechungen im Nulldurchgang der Wechselstromwelle wesentlich direkter wieder als klassische Leuchtmittel. Bei billigen Vorschaltgeräten, die lediglich mit einfachen Diodenschaltungen arbeiten, geht die LED also pro Sekunde genau 100-mal an und 100-mal kurz wieder aus. Diese Frequenz (100 Hz bzw. 0,1 kHz) ist vom menschlichen Auge deutlich wahrnehmbar. Erst Frequenzen von über 30 kHz sind vom menschlichen Auge nicht mehr wahrnehmbar.
Verstärkt wird dieser Effekt zusätzlich durch die Dimmung der Leuchten und Leuchtmittel, da bei der sogenannten Pulsweitenmodulation die Abschaltdauern verlängert werden, um das Licht für das menschliche Auge „dunkler“ wirken zu lassen.
Wahrnehmbares Flimmern führt nachweislich zu einer schnelleren Ermüdung der Augen, sowie bei einigen Personen zu Kopfschmerzen und Konzentrationsstörungen. Auch schnell bewegte Gegenstände können nicht mehr so gut wahrgenommen werden. Aus diesem Grund wird der Flimmereffekt durch die sogenannte Flicker-Ratio in Prozent oder durch den sogenannten Kompaktflimmergrad (CFD) auf Leuchten angegeben. Leuchten mit sehr niedrigem Flimmeranteil und gutem CFD können nur durch den Einsatz von hochwertigen Vorschaltgeräten gebaut werden. Die notwendige Technik kostet jedoch Geld, weswegen in preiswerten Endkundenprodukten oft darauf verzichtet wird.
Zum Schutz der Verkehrsteilnehmer, Fußgänger und Anwohner kommen in den in Dettelbach eingesetzten neuen Straßenbeleuchtungssystemen ausschließlich Vorschaltgeräte zum Einsatz, die das Prädikat „flickerfrei“ (Flimmeranteil kleiner 1%) tragen, also lediglich ein Flimmern im nicht wahrnehmbaren Bereich aufweisen.
Die Lichtverteilung der neuen LED-Leuchten wird auf die Straßensituation, aber auch auf die Masthöhen und Straßengeometrien, sowie auf die Lage angrenzender Gebäude abgestimmt. Ein Team aus auf Straßenbeleuchtung spezialisierten Licht- und Fachplanern optimiert das neue Beleuchtungssystem hinsichtlich der Effizienz und der maximalen Beleuchtungsqualität. Die Planung erfolgt im Wesentlichen Seite 6 / 7 am Schreibtisch auf Basis von Planungsdaten wie Karten, Luftbildern und Videobefahrungen. Natürlich werden durch eine gute Ausführungsplanung 95% der ausgelieferten Leuchten mit einer für den Beleuchtungsstandort korrekten Gesamtkonfiguration montiert. Dennoch weichen die Realität und die ausführungstechnische Praxis von der planerischen Theorie in einzelnen Fällen ab. Bisweilen stehen Leuchten im Katasterwerk nicht immer genau dort, wo sie in der Realität aufgestellt wurden. Auch Fehler bei der Montage sind nicht immer gänzlich ausgeschlossen. In Dettelbach kommt eine Vielzahl unterschiedlicher Leuchtenkonfigurationen zum Einsatz.
Häufige Montagefehler sind das Vertauschen von Leuchten unterschiedlicher optischer Systeme gleicher Leistung, sowie die fehlerhafte Justage der neuen Leuchten am Mast. Diese Fehler sollten im Rahmen der zweiwöchentlichen Bauüberwachung und -besprechungen gefunden und kurzfristig beseitigt werden. Sollten Sie Ausfälle oder Auffälligkeiten in der neuen Straßenbeleuchtung feststellen, die nicht innerhalb der ersten Betriebstage automatisch behoben werden, melden Sie sich bitte per Mail unter dettelbach@strassenbeleuchtung.bayern
Es sollte während der Umrüstung zu keinerlei Betriebsunterbrechungen der Straßenbeleuchtung kommen. Natürlich ist es möglich, dass während der Umrüstung weitere Probleme wie z.B. defekte Kabel gefunden werden, welche selbstverständlich schnellstmöglich gelöst werden. In solchen Einzelfällen kann es zu straßenzugsweisen Ausfällen kommen. Im Regelfall kann eine Umrüstung jedoch ohne jegliche Betriebsunterbrechung durchgeführt werden.
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Kein Problem! Wenden Sie sich bitte an uns per Mail unter dettelbach@strassenbeleuchtung.bayern
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