Neue Ideen in der Straßenbeleuchtung.

Die Flat Beam Technologie in der Praxis.

Gerade die Entwicklung von Straßenleuchten ging einen evolutionären Weg. Stetige Verbesserungen wurden aufgrund bekannter, bereits bewährter Technologien gemacht. Manchmal aber werden alle Theorien über den Haufen geworfen, um für völlig Neues Platz zu machen.

Ein eindrucksvolles Beispiel dafür ist die Flat Beam Technologie, ein neues Konzept für optimale Straßenbeleuchtung. Das neue Konzept einer neuartigen Straßenleuchte bereits eingesetzt hat, löst vor allem drei durch Standardleuchten typischerweise verursachte Probleme (s. Abb.: 1):

Jakob Geppert

  • Durch Positionierung der Reflektoreinheit unterhalb der Sichtlinie des Fahrers (Montagehöhe 0,90 m) wird das Risiko der latenten Blendung reduziert.
  • Durch die breite Lichtverteilung in Kombination mit der geringen Montagehöhe kann mit wesentlich geringeren Wattagen als sonst in der Straßenbeleuchtung gearbeitet werden.
  • Aufwendige Wartungsarbeiten mit Steigern gehören somit der Vergangenheit an.

Von der Theorie zur Praxis

Im Vergleich mit herkömmlichen Arten der Beleuchtung ist neben der schon erwähnten geringen Montagehöhe von nur 0,9 m ein weiterer eklatanter Unterschied, das der Mastabstand der Leuchten bei max. 15 m liegt, allerdings bei einem Bruchteil der eingesetzten Energie. In dem in Abb. 2 gezeigten Beispiel kann mit 35 W eine zweispurige Fahrbahn mit ca. 1,5 – 2 cd / m² beleuchtet werden.

Und wie funktioniert das neue Konzept?

Zuerst muss man sich dessen bewusst sein, dass die Leuchtdichte (cd/m²) der bestimmende Faktor in der Planung von Straßenbeleuchtunganlagen ist. In der untenstehenden Abbildung (Abb. 3) sehen Sie, dass bei der konventionellen Beleuchtung der Reflexionswinkel nicht ideal für den Autofahrer ist. Der Großteil des Lichtes wird im Winkel des Lichtstärkemaximums (I-max), normalerweise um 65°, reflektiert. Da Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel ist, bedeutet dies, das eine erhebliche Menge des von der Leuchte verteilten Lichts nicht zum Zweck der Sehaufgabe für den Fahrer herangezogen werden kann, da aufgrund des spitzen Einfallswinkels eine starke vertikale Reflexion erfolgt die nicht zur Beleuchtung der Fahrbahn beiträgt.

Flat Beam Technologie

Mit der Flat Beam Technologie (Abbildung 4) ist der Winkel des Lichtstärkemaximums mit ungefähr 85° weitaus besser an die Bedürfnisse des Fahrers angepasst. Obwohl die Lichtquelle eine geringere Leistung hat, ist die Leuchtdichte größer, da das Lichtstärkemaximum aufgrund des flachen Einfallswinkels stärker dem Fahrer entgegen gerichtet ist. Der maximale Lichtaustrittswinkel liegt bei 89° und erfüllt so auch alle Erfordernisse in Bezug auf zukünftige Normen Straßenbeleuchtung (z.B. kein Streulicht oberhalb der Horizontalen ? 0 %-Uplight)

Blendungsbegrenzung

Bei der Entwicklung der Flat Beam - Technologie wurde der Blendungsbegrenzung höchste Priorität gegeben. Warum, zeigt ein kurzer Vergleich mit herkömmlichen Leuchten. Standard-Straßenleuchten haben oberhalb ihres I-max (Lichtstärkemaximums) nur mehr einen sehr begrenzen Wirkungsgrad, der bei ca. 85° sein Ende findet; weshalb das Licht dort sowieso nicht mehr wirkungsvoll eingesetzt wird, fußt auf 3 Faktoren:

  • Der TI steigt sprunghaft bei Lichtstärken die oberhalb eines Betrachtungswinkels von 65° liegen an, deshalb wurden die Reflektoren herkömmlicher Leuchten nicht auf diese Art der „breiten“ Lichtverteilung hin entwickelt
  • Davon ausgehend, das die Beleuchtungsstärke mit dem Quadrat der Entfernung abnimmt, kann man folgende Aussage treffen: wenn eine Leuchte auf einem 10 m – Masten montiert wäre, würde ihr Licht bei einem Ausstrahlwinkel von 85° erst nach 120 m (da Tangens von 85,2° = 12 m ist) auf der Zielfläche auftreffen – welchem Wirkungsgrad das entspricht kann man sich leicht vorstellen – auch deshalb war es früher nicht sinnvoll, Reflektoren mit höheren, „wirksamen“ Lichtaustrittswinkeln zu entwickeln
  • Da dies bislang gängige Praxis war, sind die Lichtberechnungsprogramme noch gar nicht auf Ausstrahlwinkel von über 85° ausgelegt.

Man sieht also: der Teufel steckt hier wieder einmal im Detail. Nur die Kombination von geringer Montagehöhe und extrem breitstrahlender Optik ermöglicht es, Straßen normgerecht mit geringen Wattagen zu beleuchten, wobei ein Hauptaugenmerk auf die Vermeidung von Blendung gelegt wurde. Wo macht dies nun Sinn?

Anwendungsbereiche

Vorrangig können die Leuchten dort eingesetzt werden, wo herkömmliche Straßenleuchten bei Mast- oder Fassadenmontage aus verschiedenen Gründen nicht möglich sind, z. B. in der Nähe von Flughäfen, Brücken, Unterführungen oder anderen besonderen Zonen, bei extremen Wetterverhältnissen, Wartungsschwierigkeiten oder dem Risiko von Lichtverschmutzung. Für viele Anwendungen bietet die Flat Beam Technologie nicht nur ein ideales Lichtlösungskonzept, sie ist in manchen Fällen sogar die einzige Lösung.

Thorn Licht GmbH
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