Light Pollution

Stromverbrauch und Lichtverschmutzung
im urbanen Raum

Über das Projekt

Künstliche Belichtung lässt unsere Städte auch in der Nacht zum Tag werden. Obwohl der resultierenden Lichtverschmutzung signifikante Auswirkung auf Mensch und Umwelt nachgesagt werden, nehmen die wenigsten Bürger die Straßenlaternen in ihrer Umgebung bewusst wahr. Beleuchtung benötigt weltweit etwa 19 Prozent der weltweiten Stromverbrauchs. Obwohl die Straßenbeleuchtung aus von öffentlichen Geldern finanziert wird, stellen die wenigsten Städte ihren Bürgern Daten darüber zur Verfügung, die der Öffentlichkeit eine detailierte Auseinandersetzung mit dem Thema ermöglichen würde.

Welche Auswirkungen hätte es auf die Lichtverschmutzung und den Stromverbrauch, wenn wir die vor Jahren verbauten Leuchtmittel der öffentlichen Beleuchtung auf moderne Technologien wie LEDs umrüsten würden? Am Beispiel des Gebietes rund um den EUREF-Campus in Berlin-Schöneberg untersuchen wir die Auswirkungen exemplarisch.

Visualisierung: Berlin Schöneberg

Das Gebiet zeigt exemplarisch die Umgebung vom EUREF-Campus mit 298 Straßenlaternen. Diese sind ein Ausschnitt der rund 210.000 Laternen der Stadt Berlin. Zur Auswahl an Optionen steht die Umstellung auf LED-Leuchtmittel für die jeweiligen Straßensituationen.

Auf LED umstellen

298 herkömmliche Straßenlaternen á 100 Watt benötigen 29.800 Watt.
298 LED-Straßenlaternen á 75 Watt benötigen 22.350 Watt.

Hintergrund

Stehen öffentlichen Beleuchtung und Lichtverschmutzung in einem Gegensatz oder sind sie miteinnader vereinbar? Zeit für eine Gegenüberstellung.

Öffentliche Beleuchtung

Straßenbeleuchtung übernimmt die Aufgabe, die Sicherheit aller Verkehrsteilnehmer in Dunkelstunden vor Schäden an Leib, Leben und Gesundheit zu schützen. Die Helligkeit der jeweiligen Orte muss der Situation angepasst sein. Deshalb gibt es an die Beleuchtung einer Autobahn andere Anforderungen als an eine Hauptverkehrsstraße in der Stadt, auf der Autos, Fußgänger, Radfahrer sowie S-Bahnen aufeinandertreffen.

Die Beleuchtung öffentlicher Straßen ist seit 2003 europaweit in der DIN EN 13201 einheitlich vorgeschrieben. Diese ordnet jeder Straße anhand von festen Kriterien wie beispielsweise der erlaubten Maximalgeschwindigkeit, Anzahl der passierenden Fahrzeuge, Verkehrsteilnehmer etc in insgesamt 12 verschiedene Beleuchtungssituationen A1-E2. Für jede dieser Kategorien ist verbindlich geregelt, wie stark die Beleuchtung in entsprechender Straße mindestens sein muss.

Verschiedene Leuchtmittel kommen bei der öffentlichen Beleuchtung zum Einsatz. Verwendet werden Quecksilberdampflampen, Leuchtstofflampen, LED-Leuchten, Induktionslampen oder Natriumdampflampen, mit denen jeweils unterschiedliche Lichtspektren-, Helligkeits-, Stromverbrauchs- und Abstrahlungseigenschaften einhergehen.

Die seit den 1960er Jahren verbauten Gaslaternen gelten heute als technologisch veraltet und werden aus umweltpolitischen Gründen nach und nach durch neuere Technologien ersetzt. Trotzdem leuchten noch rund 33.800 Gaslaternen in Berlin. Der Großteil der heute strombetriebenen Straßenlaternen verwendet historisch bedingt das Leuchtmittel Natriumhochdruck. Dabei sind heutige LEDs deutlich langlebiger, haben ca. 25% weniger ungewollte Lichtstreuung und benötigen im Betrieb rund 25% weniger Energie. Doch in der Anschaffung sind LED-Laternen derzeit noch teurer als herkömmliche Laternen.

Der Berliner Senat hat beispielsweise das Ziel, den Energieverbrauch der Straßenbeleuchtung bis Ende 2018 um 30-50% zu reduzieren. Aus einem reduzierten Energieverbrauch folgt weiter ein reduzierter CO2-Ausstoß und somit eine erhöhte Lebensqualität.

Für unsere Visualisierung haben wir vereinfachend angenommen …

Lichtverschmutzung

Unter dem Begriff Lichtverschmutzung versteht man die Aufhellung des Nachthimmels durch künstliche Lichtquellen. Lichtverschmutzung gilt deshalb auch als eine Form von Umweltverschmutzung.

Neben den Straßenlaternen hat auch Leuchtreklame einen Anteil an der Lichtverschmutzung. Da es die Diskussion um die Lichtverschmutzung bereits seit vielen Jahren geführt wird, strahlt der Großteil der Straßenlaternen heute ausschließlich nach unten und seitlich ab. Das auf den Boden treffende Licht wird jedoch wieder nach oben reflektiert und ist deshalb aus der Luft sichtbar. Unterschiedliche Bodenbeläge reflektieren das Licht unterschiedlich stark, generell reflektieren helle Oberflächen besser.

Aufgrund der Lichtverschmutzung hat sich der Tag-Nacht-Rhythmus vieler Menschen grundlegend verändert. Seit der dauerhaft verfügbaren Beleuchtung nutzen viele Menschen die Nachtphase nicht mehr vollständig zum Ruhen. Welche Auswirkungen die Verschiebung auf den Menschen hat, ist umstritten.

Neben den Menschen hat die Lichtverschmutzung auch Auswirkungen auf Flora und Fauna. Während Pflanzen einen veränderten Wachstumszyklus haben, werden Zugvögel durch Kunstlicht in ihrer Orientierung gestört und kollidieren beispielsweise mit hell erleuchteten Fenstern.

Die Menge des Stroms, welcher unnötig zur nächtlichen Beleuchtung verbraucht wird, ist schwer messbar. Aber es hat große Auswirkungen auf die Lichtverschmutzung unserer Lebensräume.

Fazit und Ausblick

Das Beispiel basiert auf den Daten der öffentlichen Beleuchtung auf dem Open Data Portal der Stadt Berlin. Es ist lediglich ein erstes Proof of Concept. Wir möchten die Visualisierung zukünftig weiterentwickeln, also auf größere Gebiete ausdehnen und detailiertere Funktionalität zur Verfügung stellen.

Da nicht alle Informationen als Open Data frei zur Verfügung stehen, mussten wir ein paar Annahmen treffen und vereinfachen. Um das Projekt weiter fortsetzten, möchten wir Städte und Kommunen ermutigen, ihre Datensätze weiter für die Öffentlichkeit zu öffnen:

Weiter wäre es wünschenswert, das Projekt nicht nur auf Berlin zu beschränken. Gerne würden wir unterschiedliche Städte miteinander vergleichen. Ähnliches gilt für ländliche Gebiete, auf denen andere Beleuchtungskonzepte sinnvoll sein können, bei denen die Lichtquellen beispielsweise nur temporär bei nahnendem Verkehr oder Fußgängern über Bewegungsmelder aktiviert werden.