Die LED-Technologie ermöglicht hohe Energieeinsparungen und dadurch eine Senkung der Energiekosten, intelligente Steuerungsmöglichkeiten und eine deutliche Verbesserung der Lichtqualität. Dass dies in der Praxis in kommunalen Beleuchtungssituationen bereits umsetzbar ist, zeigen die Ergebnisse des Projektes „LED-Masterplan Freiburg“, das vom Steinbeis-Transferzentrum für Beleuchtungsoptik und Lichttechnik wissenschaftlich begleitet wurde.
Der Wettbewerb des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) „Kommunen im neuen Licht“ förderte zehn „Leuchtturm- Projekte“, darunter auch das Freiburger Projekt, mit dem Ziel, den flächendeckenden Einsatz der neuen LED-Lichttechnik in der kommunalen Praxis unter Beweis zu stellen. Dank der Umstellung auf die zukunftsweisende LED-Beleuchtung erstrahlt die Freiburger Innenstadt nun in neuem Licht. Die Wahrzeichen der Stadt wie das Frei- burger Münster, das für Zähringerstädte typische Straßenkreuz, die Stadttore sowie der historische Rathausplatz wurden stärker betont.
Das Garten- und Tiefbauamt der Stadt Freiburg beauftragte das Steinbeis- Transferzentrum für Beleuchtungsoptik und Lichttechnik mit der wissenschaftlichen Begleitung des Projekts. Hierbei wurden vor und nach der Umstellung der Beleuchtung auf LED-Leuchten lichttechnische Messungen sowie Befragungen zur Beleuchtungssituation durchgeführt. Zu berücksichtigen war bei der Planung der neuen Beleuchtung, dass die Umrüstung auf Basis der vorhandenen Masten der Altstadtleuchten und deren Anordnung stattfinden sollte, was strenge Rahmenbedingungen für die Lichtplanung mit sich brachte. Dies entspricht der typischen Herausforderung eines Umrüstungsprojekts und verlieh damit den realisierten Beleuchtungslösungen sowohl repräsentativen als auch übertragbaren Charakter.
Bei den lichttechnischen Messungen in genau definierten Messfeldern in repräsentativen Straßen der Altstadt wurde die Normkonformität der LED-Leuchten nach DIN EN 13201 sowie die Verbesserung oder Beibehaltung des Beleuchtungsniveaus festgestellt. Straßen, die heute ein geringeres Beleuchtungsniveau als vor der Umrüstung aufweisen, waren zuvor unnötig stark beleuchtet. Zudem konnte eine Verbesserung der Gleichmäßigkeit und damit der Lichtqualität belegt werden. Die neuen Leuchten sind besonders energieeffizient, die Energieeinsparungen betrugen zwischen 50 und 68 Prozent. Diese Ergebnisse übertreffen teilweise sogar die Zielsetzungen und zeigen, welches Potenzial die LEDTechnologie für einen breiten Einsatz in der Außenbeleuchtung hat. Als weiterer positiver Aspekt der Umstellung wurde eine deutliche Reduzierung der Quecksilberhochdruckentladungslampen – verboten ab 2015 – in der Freiburger Innenstadt erreicht.
Das BMBF legte als Auftraggeber Wert darauf, die Beurteilung und Akzeptanz der Beleuchtung durch die Bevölkerung zu evaluieren und Vorurteile gegenüber dem oft als zu kalt empfundenen „LED-Licht“ abzubauen. Mittels eines von Steinbeis-Experten entwickelten Fragebogens wurden die relevanten Bereiche der Lichtwahrnehmung und die subjektiven Einschätzungen und Beurteilungen der Beleuchtung sowohl im Alt- als auch im Neuzustand abgedeckt. Insgesamt wurden etwa 300 Fragebögen ausgefüllt. Ein weiteres Ziel der Befragungen war es, die Ergebnisse zur Beleuchtungssituation vor der Umrüstung in die Planung der neuen LED-Beleuchtung einzubeziehen. So wurde beispielsweise festgestellt, dass die bisherige Beleuchtung mit warmweißer Farbe zwar von 52% der Befragten als „in Ordnung“, jedoch auch von 36% als „zu kalt“ beschrieben wurde. Dementsprechend wurde ein hohes Augenmerk auf die Lichtfarbe gelegt und es wurde ein warmweißer Farbton für die neu entwickelten LED-Leuchten insbesondere für den Stadtgarten gewählt. Die Ergebnisse waren sehr positiv: nach der Umstellung lagen die Zustimmungswerte bei 76%, nur noch 15% empfanden die Lichtfarbe als „zu kalt“ und 5% als „viel zu kalt“. Auch die Helligkeit der neuen LED-Beleuchtung wurde positiv beurteilt. Während die Helligkeit vor der Umstellung von etwa 63% der Befragten als weder zu hell noch zu dunkel eingestuft wurde, lag die Zustimmung nach der Umstellung bei knapp 85%. Auf die Frage „Wie gefällt Ihnen die neue Beleuchtung?“ antworteten 56% mit „sehr gut oder gut“ und nur 7% und 5% mit „neutral“ respektive „schlecht“. Zusammengefasst lässt sich feststellen, dass die neue LED-Beleuchtung in den Befragungen sehr positiv bewertet wurde, insbesondere in den Bereichen Sicherheitsgefühl, Erkennbarkeit von Personen und Hindernissen, Blendung, Lichtfarbe und Helligkeit.
Mit dem LED-Masterplan Freiburg konnte ein schlüssiges und ganzheitliches Beleuchtungskonzept entwickelt werden, das die historischen Elemente der Stadt mit den Vorteilen moderner Technologie verbindet und das Stadtbild insgesamt aufwertet. Trotz aller Erfolge wurden im Laufe dieses Projektes jedoch auch technologische Grenzen erreicht und Probleme in der Wertschöpfungskette sichtbar gemacht. Insbesondere die neu entwickelten Leuchten zeigten im Einsatz unter realen Betriebsbedingungen ihre technischen Grenzen, die Ersetzbarkeit und Austauschbarkeit von LED-Lichtquelle-Modulen wurden auf die Probe gestellt und der Umfang der Herstellergarantie musste mehrere Male neu definiert werden. An dieser Stelle müssten LED-Hersteller und Leuchtenfirmen einen Reifeprozess durchlaufen, um die beiden Welten der Optohalbleiter und der Bereitstellung von hochqualitativem Licht für die allgemeine Beleuchtung zusammenzuführen.
Diesem und weiteren LED-spezifischen technologischen Themen widmet sich das dritte International LED professional Symposium + Expo (LpS 2013) vom 24. bis 26. September 2013 in Bregenz (Österreich), das vom Steinbeis-Transferzentrum Beleuchtungsoptik und Lichttechnik als wissenschaftlichem Partner unterstützt wird. Die Leitkongress-Messe bietet Fachvorträge, Workshops, Tech-Panels, ein Lichtkunst-Projekt und zahlreiche Aussteller. Mit über tausend erwarteten Besuchern hat sie sich als die führende europäische Veranstaltung der Lichtindustrie zur LED-Technologie etabliert.
Professor Dr. Paola Belloni
Steinbeis-Transferzentrum Beleuchtungsoptik und Lichttechnik (Freiburg)
su1495@stw.de