Was können wir tun, um die Lichtverschmutzung durch Straßenbeleuchtung zu reduzieren?
Einführung
Menschen und ihre Innovationen sind hauptsächlich für die Umweltzerstörung auf der Erde verantwortlich. Trotz der Tatsache, dass eine Vielzahl von Technologien wie Fahrzeuge, Kunststoffe und Beleuchtung das Leben für die Menschen angenehmer gemacht haben. Aber jetzt tauchen eine Reihe von Problemen auf, wie z. B. die Hauptursache des Klimawandels in den Autoemissionen und die Überbevölkerung von Plastik auf unserem Planeten (Boden und Ozean). Obwohl Beleuchtung das Leben bei Nacht verbessert (Straßenlaternen helfen uns, den Weg nach Hause zu finden, Industriebeleuchtung hält uns sicher und Wohnbeleuchtung hält unsere Häuser gemütlich und hell), wirkt sie sich auch nachteilig auf die Umwelt aus. Die menschliche Gesundheit, das Verhalten von Tieren und die Umwelt werden alle durch Lichtverschmutzung beeinträchtigt, die die übermäßige oder unsachgemäße Verwendung von künstlichem Licht im Freien ist.
Ein wesentlicher Faktor für das Problem der Lichtverschmutzung ist das Leuchten des Himmels. Sky Glow, das vor allem in Ballungsräumen auftritt, ist die Aufhellung des Nachthimmels durch Beleuchtung von Fahrzeugen, Straßenlaternen, Arbeitsplätzen, Industrie, Außenwerbung, Parkplätzen und Gebäuden. Das Foto unten wurde 2016 von einem NASA-Satelliten aufgenommen (über eine computergenerierte Weltkarte der Helligkeit des Nachthimmels). Der Atlas zeigt, wie und wo unsere Welt nachts beleuchtet ist und ist online unter dem Link abrufbarNASA-Website (https://earthobservatory.nasa.gov/features/NightLights).
Was genau ist Lichtverschmutzung?
Wenn durch menschliche und tierische Aktivitäten direkt oder indirekt künstliches Licht in die Umwelt gelangt, entsteht Lichtverschmutzung. Da es die Gesundheit, Lebensqualität und den Erhalt der Umwelt gefährden kann, wird übermäßiges künstliches Licht als Umweltverschmutzung eingestuft. Lichtverschmutzung ist das Ergebnis von künstlicher Lichtverschwendung oder Überbeanspruchung, wozu Folgendes gehört:
1. infolge zu starker Beleuchtung der Scheibe
2. weil Licht streut oder direkt zum Himmel oder Horizont entweicht.
3. weil die Beleuchtung des Ziels unnötig erfolgt.
Die natürliche Dunkelheit der Nacht wurde durch alle oben genannten Faktoren verändert, was sich nachteilig auf Gesundheit und Organismus auswirkt.
Auswirkungen von Lichtverschmutzung
- Auswirkungen auf den Menschen: Der natürliche Tagesrhythmus von Mensch und Tier kann durch künstliches Licht stark gestört werden. Zirkadiane Rhythmen können nachts durch Licht gestört werden. eine interne 24-Stundenuhr, die physiologische Prozesse reguliert und die tägliche Aktivität in fast allen Lebewesen steuert. Einer dieser Prozesse ist die Bildung des Hormons Melatonin, das im Dunkeln gebildet und bei Licht gehemmt wird. Zunehmendes Licht in der Nacht verringert die Melatoninsynthese, was verschiedene gesundheitliche Probleme verursachen kann, darunter Schlafentzug, Erschöpfung, Kopfschmerzen, Stress und Angstzustände. Während es Studien zu den möglichen Gefahren der Exposition gegenüber nächtlichem Licht gibt, haben neuere Forschungen auch einen Zusammenhang zwischen dem Krebsrisiko und einem verringerten Melatoninspiegel gezeigt. Es wurde beobachtet, dass der menschliche Melatoninspiegel als Reaktion auf blaues Licht abnimmt. Leuchtdioden (LEDs), die aufgrund ihrer Energieeffizienz und langen Lebensdauer für Haushalts-, Industrie- und Stadtbeleuchtung beliebt sind, sowie Mobiltelefone und andere Computergeräte erzeugen allesamt blaues Licht.
- Auswirkungen auf Tiere: Untersuchungen haben ergeben, dass Licht Tiere schwindelig und verwirrt machen kann. Das Verhalten von Tieren, einschließlich Migrationsmustern, Wachschlafmustern und Lebensraumentwicklung, wird immer noch durch Lichtverschmutzung beeinflusst. Lichtverschmutzung kann zum Verlust und Tod von Schildkröten und Vögeln führen, die sonst unter der Führung des Mondes wandern würden. Lichtverschmutzung führt dazu, dass eine beträchtliche Anzahl von Insekten von künstlichem Licht angezogen wird und stirbt, und wirkt sich auf Vögel und andere Lebewesen aus, die diese Insekten hauptsächlich fressen.
Richtlinien für eine effektive Straßenbeleuchtung
Beleuchtung sollte einem offensichtlichen Zweck dienen, dh
Wir müssen feststellen, ob die Beleuchtung wirklich notwendig ist, bevor wir neue Leuchten hinzufügen oder alte ersetzen. Wir können auf Anfrage entscheiden, ob es Alternativen gibt. Zum Beispiel können wir die Installation einiger Außenbeleuchtungssysteme reduzieren, indem wir reflektierende Farbe auf Schildern und Stufen auftragen.
Lichter sollten gerichtet sein und klar definierte Bereiche haben.
Ohne die Vegetation und die Häuser auf beiden Seiten der Straße zu stören, sollte die Straßenbeleuchtung das Straßenbett beleuchten. Das Stadion sollte von Stadionlichtern beleuchtet werden, ohne die umliegenden Häuser zu stören. Wir schlagen vor, dass wir beim Entwerfen von Lampen und Laternen die Lichtemission auf die obere Hemisphäre beschränken und den Strahl so weit wie möglich auf den Boden treffen sollten. Dazu müssen wir sicherstellen, dass die seitliche Lichtverteilung auf die Breite der Straße und die Höhe der Straßenbeleuchtung ausgelegt ist.
Die Lichter sollten bescheiden und nicht heller als nötig sein.
Beleuchtungsgesetze haben für verschiedene Orte bestimmte Kriterien für die Beleuchtungsstärke. Beispielsweise die Beleuchtungsnormen für Arbeitsstätten in Innenräumen (EN 12464), Stadien (EN 12193) und Straßen (EN 13201). Wir sollten das niedrigste verfügbare Beleuchtungsniveau verwenden, um die Beleuchtungsanforderungen zu erfüllen. Außerdem müssen wir beleuchtete Oberflächen bewerten, da einige von ihnen zu viel Licht zurück in den Nachthimmel reflektieren könnten.
Lichter sollten reguliert werden und eine feste Zeit haben.
Um zu gewährleisten, dass das Licht bei Bedarf eingeschaltet, stumm geschaltet wird, wenn nicht genug Licht benötigt wird, und ausgeschaltet wird, wenn es nicht benötigt wird, sollte die Außenbeleuchtung mit Technologien wie Lichtsteuerungen, Zeitschaltuhren oder Bewegungsmeldern festgelegte Beleuchtungszeiten haben. Gleiches gilt für die Innenbeleuchtung; Je nach Tageszeit und Nutzung können wir die Beleuchtungsintensität reduzieren oder das Licht ganz ausschalten, indem wir Dimmer, Bewegungssensoren und intelligente Steuerungen verwenden.
Es sollte weniger blaues Licht oder eine Beleuchtung mit einer wärmeren CCT verwendet werden.
Der Bereich des Spektrums des sichtbaren Lichts umfasst 390 bis 780 Nanometer. Studien zufolge birgt blaues Licht Gefahren für Mensch und Tier, wenn es mit Wellenlängen zwischen 380 und 499 nm emittiert wird. Die Emission des blauen Anteils des sichtbaren Spektrums muss reduziert und die Menge auf ein Minimum beschränkt werden. Es wird angenommen, dass blaues Licht einen kleineren Teil des Spektralspektrums einer niedrigen Farbtemperatur ausmacht. Die Vorschriften haben auch damit begonnen, den Anteil des Blaulichtanteils (Lichtleistung unter 500 nm) zu begrenzen, der zwischen 5 und 10 Prozent niedriger sein muss.
Vorschlag zur Verbesserung der Architektur von Straßenlaternen zur Verringerung der Beleuchtungsverschmutzung
Wir haben eine Liste von Beleuchtungsrichtlinien für hervorragende Beleuchtungspraktiken beigefügt, die die Auswirkungen auf Menschen und Tiere am Beispiel der Außenbeleuchtung reduzieren können. Wir glauben, dass die folgenden Faktoren berücksichtigt werden sollten, um die Lichtverschmutzung zu reduzieren: der Installationswinkel der Lampe, die Gestaltung des Spektrums, das Lichtdesign, die Konfiguration der Stromversorgung und die Verwendung von Lampen-LEDs. Im Folgenden gehen wir auf jeden dieser Faktoren einzeln ein:
A. Direkte Low-Winkel-Beleuchtung
Vermeiden Sie es, den Nachthimmel in einem Winkel über dem Horizont zu beleuchten. Wählen Sie zunächst eine Glas- oder Sonnenschirmoption, damit das Licht seine Aufwärts- oder Rückwärtsemission verringert. Die Möglichkeit, Lichter aufgrund der öffentlichen Beleuchtung in der Mitte der Straße zu platzieren, kann dazu beitragen, dass die Lampen eine gute Lichtverteilung in der seitlichen Verteilung haben. Bei schlechter Querverteilung durch unzureichendes Spektrumdesign ist ein Neigungswinkel von 0 bis 15 Grad nicht zulässig, um zu verhindern, dass Licht in den Himmel geworfen wird.
B. Bringen Sie so viel Licht wie möglich auf die beleuchtete Oberfläche.
Der Lichtstrahl der Lampe sollte auf den nützlichen Bereich fokussiert werden, der in einer akzeptablen Lichtverteilung beleuchtet werden muss, anstatt den nahe gelegenen Bereich zu bestrahlen, der dies nicht tut. Die Nutzung ist eine Metrik, die bestimmen kann, wie erfolgreich die Lichtausgabe auf die beabsichtigte Anwendung fokussiert wird. Es kann uns darüber informieren, wie viel Licht verschwendet wird und zur Lichtverschmutzung beiträgt, sowie wie viel Licht in wertvolle Bereiche projiziert wird. Wir empfehlen eine Nutzung von mindestens 75 Prozent für Standardbeleuchtung.
C. Vermeiden Sie es, zu viel Licht zu verwenden.
Zunächst einmal gibt es etablierte Beleuchtungsstandards für jede Art von Beleuchtung. Als Projektumsetzer sollten Sie sich darüber im Klaren sein, welches Beleuchtungsniveau Sie benötigen. Bei der Beleuchtungssimulation sollten wir die wenigsten Leuchten und Watt verwenden, die zur Beleuchtung des erforderlichen Bereichs erforderlich sind. Vermeiden Sie den Einsatz von Leuchten mit zu hohen Lichtstärken und die Beleuchtung von nicht unbedingt notwendigen Flächen. Die zahlreichen Straßenbeleuchtungsnormen sind in der EN12301, die im vorangegangenen Kapitel erwähnt wurde, gut erklärt. Um die richtige Beleuchtungsstärke zur Beleuchtung der Straße zu bestimmen, sollten wir uns an die entsprechenden Anforderungen halten und die tatsächliche Beleuchtungsstärke sollte im Bereich von 100–120 Prozent der Mindestnorm gehalten werden.
D. Die Verwendung eines Lichtsteuerungssystems.
Die Verfügbarkeit von Beleuchtungssteuerungsoptionen fällt mit der weit verbreiteten Einführung von Festkörperbeleuchtung in unserem täglichen Leben zusammen. Dadurch können sie die Leuchten dimmen, ohne die Leistung zu beeinträchtigen, um den unterschiedlichen Beleuchtungsanforderungen während der Arbeitszeit gerecht zu werden. Durch den Einsatz von Sensoren, vorprogrammierten Dimmprofilen oder Funksignalen kann das Lichtmanagementsystem die öffentliche Beleuchtung (für Fußgänger und Autos) entsprechend der Nutzungsdichte von Straßen, Plätzen, Gehwegen, Wohngebieten und Fahrbahnen anpassen . Die folgenden sind einige der am weitesten verbreiteten, die an Straßenlaternen zu finden sind:
- Timer dimmen: Mit dieser Funktion können Sie die Leistung der Lampe nachts ändern. Für diese Funktion muss lediglich das Dimmprofil in den LED-Treiber programmiert werden; der LED-Treiber dimmt dann automatisch gemäß dem Dimmprofil. Wir können dies tun, um den Himmel nach Mitternacht dunkler zu machen.
- Konstante Lumenleistung: Die CLO-Funktion wird verwendet, um die fortschreitende Abnahme des Lichtstroms während des Gebrauchs zu berücksichtigen, da das Lumen der Lichtquelle schließlich abnimmt. Wir können das Dimmprofil der Lampe mit der TM21-Kurve (eingebauter Treiber) ändern. Um den nachlassenden Lichtstrom der Lampe während des Betriebs auszugleichen, passt das Netzteil den Ausgangsstrom allmählich an, um die Wattzahl der Lampe zu erhöhen. Infolgedessen müssen wir unter Berücksichtigung der Lumenverschlechterung keine Glühbirnen mit höheren Wattzahlen verwenden.
- Bewegungssensor: Ein Bewegungssensor ist ein Anwesenheitssensor, der sich einschaltet, wenn er eine Bewegung erkennt, und für eine vorbestimmte Zeitdauer eingeschaltet bleibt. Dies zeigt an, dass aufgrund des aktivierten Bewegungssensors nur Personen, die sich unter oder in der Nähe der Straßenlaternen befinden, die volle Beleuchtung erfahren. Um die Straßenlaterne umweltfreundlicher zu machen, senkt sie die Beleuchtung oder schaltet sogar die Lampe aus, wenn sich nichts in ihrer Reichweite befindet.
e. Reduzieren Sie die Menge an verwendetem Kaltlicht.
Kaltes Licht in der Außenbeleuchtung bietet dem Betrachter häufig ein klares und konzentriertes Seherlebnis. Auf der anderen Seite sorgt warmes Licht für mehr Gemütlichkeit und verringert die Sicht. Die Wahl zwischen kaltem und warmem Licht bei öffentlicher Beleuchtung ist üblich, aber wenn Sie die Menge an blauem Licht berücksichtigen, die in jeder Farbtemperatur vorhanden ist, glauben wir, dass Sie in der Lage sein werden, schneller eine fundierte Entscheidung zu treffen. Warmes Licht hat eine Farbtemperatur zwischen 2700 und 4000, während kaltes Licht typischerweise eine Farbtemperatur zwischen 5000 und 6500 hat. Bei letzterem ist der Blauanteil deutlich geringer. Heutzutage hat bernsteinfarbene Beleuchtung eine Farbtemperatur zwischen 1800 und 2000 K und enthält 10 Prozent oder weniger blaues Licht (basierend auf dem LED-Chip-Modell und der korrelierten Farbtemperatur). Die Menge an blauem Licht, die von Lampen ausgestrahlt wird, ist bereits in mehreren Ländern gesetzlich geregelt. Beispielsweise verlangt Chile, dass die Menge an Lichtstrahlung unter 500 nm weniger als 10 Prozent beträgt, während die Tschechische Republik eine geringere Menge vorschreibt.
Zusammenfassung
Es besteht ein dringender Bedarf, die Lichtverschmutzung zu bekämpfen, aber einige Regionen (wie Afrika) benötigen auch eine dringende Aktualisierung ihrer Infrastruktur. An dieser Stelle kommt der Auswahl, Installation und Steuerung von Straßenlaternen eine bedeutende Rolle zu. Beim Wiederaufbau von Straßenlaternen in entwickelten Regionen müssen wir vermeiden, übermäßige oder ungeeignete Beleuchtung zu verwenden, und wenn die Umstände es zulassen, können wir sie mit ausgeklügelten Steuerungssystemen ausstatten. Der Installationswinkel und die Wahl des Spektrums der Straßenbeleuchtung sollten in weniger entwickelten Regionen die Hauptüberlegungen sein. Versuchen Sie, Kunden die Option eines Timers anzubieten, einer konventionelleren und nützlicheren Dimmlösung, damit die Beleuchtung in der zweiten Hälfte der Nacht gedimmt werden kann, um die Lichtverschmutzung zu reduzieren und die Menschen davon abzuhalten, zur alten Praxis der Überbeleuchtung zurückzukehren entwickelte Gebiete. Dies kann auch dazu beitragen, Energie zu sparen (niedrigere Staatsausgaben). Durch das Lesen dieses Artikels hoffen wir, dass jeder ein besseres Wissen über Lichtverschmutzung und ihre Risiken hat. Wir hoffen auch, dass es Straßenbeleuchtungsdesignern, Herstellern, Einkäufern und Benutzern helfen wird, Entscheidungen zu treffen, die die geringsten negativen Auswirkungen auf die Umwelt haben. Wenn es um Wirtschaftswachstum geht, ohne die Umwelt zu sehr zu belasten.
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