Posts Tagged: Lichtverschmutzung

Rebound Effekt aus dem All gesehen

 

Wie viel Energie spart man, wenn man eine effizientere Lampentechnik einsetzt? Jede Menge! Ersetzt man eine Glühlampe (Ofen) durch eine LED (smarte Technologie!) spart man bei gleichem Lichtstrom entsprecht der Lichtausbeute. Also eine LED mit 100 lumen/Watt verbraucht 6,7 Mal weniger als eine Glühlampe mit 15 lm/Watt. Nach Adam Riese  -- Dreisatz.

Wenn das Leben so einfach wäre. Gelte der Satz da oben, würde die Welt gemessen am Jahr 1930 kaum mehr als 5 % des (damaligen) Stroms für Lampen verbrauchen. Die Staaten der Welt verbrauchen aber immer noch ca. 8% bis 80% des elektrischen Stroms für Licht - je nach Industrialisierung. Für Deutschland soll es 15% sein. Den Effekt nennt man Reboud-Effekt (s. hier). Dort hatte ich dargestellt, warum LEDs nicht energieeffizient sind, z.B. weil man ein Zuviel an Licht generiert. Oder generieren muss.

Das kann man bereits bei der Leuchtstofflampe sehen, mit der man einen Raum nicht mit der erforderlichen Mindesbeleuchtungsstärke für einfache Sehaufgaben beleuchten kann. Experimentell von unverdächtigen Leuten (Philips-Ingenieure aus der Lichttechnik) festgestellt, reichen 50 lx vollkommen für Lesen auf dem Papier aus. Viele Leute können heutige Dokumente bereits bei 5 lx lesen. Warum dann 500 lx? Das wurde seinerzeit mit dem Wunsch begründet, eine angenehme Umgebung zu haben. Der Autor war Laborleiter bei Philips und später lange Jahre Professor für Lichttechnik in Karlsruhe. Wer dem nicht glaubt, möge einen Raum mit einer 1,2 m Lampe so beleuchten, dass dort gerade mal 50 lx herrschen.

Ein 2,5 m hoher Raum wird sich nie mit 50 lx beleuchten lassen, wenn die Beleuchtung auch noch gleichmäßig sein soll. Sie ist stark ungleichmäßig und blendet eher, als dass sie beleuchtet. Zudem wird man in jedem Tageslichtraum häufig durch die Fenster geblendet. Ergo: 500 lx, wenn 50 lx genügen würden. Damit ist die Energieeffizienz der LL-Lampe dahin. Dafür haben wir einen großen Raum mit "Lichtfülle" - natürlich gemessen an den 50 lx.

Nun haben Ökologen untersucht, was so global durch die Einführung von LED passiert ist. Das Ergebnis (Kurzfassung oben) kann man hier lesen. Nur in wenigen Ländern und an wenigen Stellen ist eine Minderung der Beleuchtung eingetreten, in der Regel ist die Lichtverschmutzung gewachsen. Die Gründe werden in dem Artikel gründlich erläutert.

Wer feststellen will, ob eine Umgebung, die er von oben sieht, eine Umweltverschmutzung mit Licht erfährt, muss nur die Flächen mit hoher Leuchtdichte zusammen zählen. Die sind die Straßenleuchten, die den Himmel beleuchten. Gut gemachte Leuchten lassen sich vom Flugzeug auch ausmachen, sie sind selbst nicht sichtbar, sondern nur die von ihr beleuchteten Stellen. Ob man die unbedingt beleuchten muss, ist eine andere Frage, die so nicht beantwortet werden kann. In Deutschland stehen rund 9 Millionen Straßenleuchten herum und warten auf Fußgänger, die immer seltener vorbei kommen. Straßen voller Autos werden nachts heller beleuchtet als ziemlich leere, obwohl sie keine Beleuchtung bräuchten, weil die Autos und die Reklame wie die Schaufenster dafür sorgen. Wie man sich eine intelligentere Lösung vorstellt, habe ich hier beschrieben und da. Dass sich viele lieber eine nicht gestörte Nacht wünschen, kann man hier lesen. Eine ungestörte Nacht hatte indes die IS in Syrien, weil die Lichtverschmtzung (Blendung) deutsche Aufklärer vom Himmel holte (hier).

Was der Volksmund so alles über blendende LED sagt …

 

Ich habe es mir erlaubt, die Diskussionsbeiträge im Berliner Tagesspiegel LED Scheinwerfern zu sichten und zitieren. Zu den Kommentaren schreibe ich dazu, was dahinter steckt:

  • "Trotzdem empfinde ich falsch eingestellte Fahrradscheinwerfer von Geisterradlern als viel störender als Autoscheinwerfer. Ich bin da oft sekundenlang im Blindflug unterwegs."
    Auch die Scheinwerfer von Fahrrädern haben eine zu hohe Leuchtdichte. Sie liegt jenseits der Grenze dessen, was das Auge ertragen kann (Absolutblendung). Ab einer bestimmten Größe der Blendquelle ist es egal, wie groß sie ist. Man erlebt Nachbilder und ist für einen Augenblick eben blind.
  • "Ich habe übrigens sowohl schon mehrere Fahrradfahrer als auch einen Fußgänger übersehen (sprich: erst im direkten Vorbeifahren erkennen können. Wie viele ich noch übersehen habe kann ich naturgemäß nicht wissen), weil dahinter ein Radfahrer mit der zu starken, mir direkt in die Augen leuchtenden Lampe unterwegs war."
    Der gefährlichste Effekt zu heller Scheinwerfer (Kontrastblendung). Was heller ist, fällt mehr auf - zu Lasten der weniger hellen Objekte. Im Straßenverkehr sind dies z.B, Fußgänger oder Kinderwagen, oder Kinder ohne Wagen.
  • "Stimmt, teilweise sind die neuen LED-Ampeln extrem grell. Genau wie manche Bremslichter."
    Auffälligkeit der roten Farbe (Signalwirkung). Anders als die früheren Schlussleuchten und Bremsleuchten, bei denen das Rote durch Filtern entstand und daher eine geringere Leuchtdichte hatte als das weiße Licht, können LED sehr viel heller sein. Sind sie auch. D.h. die Bremslichter der Fahrzeuge vor einem Autofahrer können ihn stärker als früher am Erkennen von Fußgängern u.ä. hindern.
  • "Im Artikel wird ausdrücklich erwähnt, dass das Blenden durch falsch eingestellte Autoscheinwerfer ein Massenphänomen ist. Er handelt als keineswegs nur von Radfahrern."
    Hier gilt das für die Absolutblendung gesagte. Ab einer bestimmten Größe der Blendquelle und Leuchtdichte blendet sie in jeder Umgebung, auch tagsüber.
  • "Blendende Fahrradscheinwerfer stören, stimmt und viele Sonntagsradler suchen damit scheinbar den Himmel ab. Aber Im Verhältnis zu den schon seit Ewigkeiten erlaubten Autoscheinwerfern sind sie echt ein Witz. "
    Auch Absolutblendung + schlechte Beherrschung der Technologie.
  • "LED sind Lampen, deren Leuchtdichten in ähnliche Größenordnung wie die Sonne kommen. Deswegen blenden die Scheinwerfer auch bei Tage. Mein Büro ist im ersten Stock. Ich werde von Kinderrädern geblendet. Was zum Teufel hat das Licht eines Scheinwerfers dort oben zu suchen?"
    Hier scheint die Lichtverteilungskurve nicht zu stimmen. Es ist mir leider nicht gelungen, die vorgeschriebene LVK für Tagfahrleuchten aufzufinden. Man kann zwar lesen, die sollen nicht die Fahrbahn beleuchten. Dass sie nicht den Himmel beleuchten dürfen, steht in keiner Vorschrift.
  • "Aber ich fasse es gerne nochmal für sie zusammen: LED ist als Fahrzeugbeleuchtung grundsätzlich abzuschaffen da viel zu grell. Das gilt auch für Straßenlaternen."
    Kein Kommentar. Der Spruch gibt die Meinung vieler Leute wieder: "Allerdings finde ich auch die grellen Autoleuchten und Ampeln mindestens unangenehm. Mal abgesehen davon, auch das ist Lichtverschmutzung."

Warum wir von Ahnungslosen regiert werden …

"Wissenschaftliche Erkenntnisse oder Forschungsberichte zur Blendung durch Tagfahrleuchten mit Leuchtdioden sind der Bundesregierung nicht bekannt."
Antwort der Bundesregierung auf eine Anfrage von Abgeordneten (Drucksache 17/2042)

Unsere liebe Regierung hat also im Jahr 2017 den Deutschen Bundestag informiert, dass keine wissenschaftlichen Erkenntnisse über die psychologische Blendung von Tagfahrleuchten vorlägen. Könnte stimmen. Es gibt auch keine wissenschaftlichen Erkenntnisse über das dritte Bein, rechts, von Ameisen. Bestimmt! Über die linken Beine auch nicht. Dennoch weiß man sehr gut Bescheid über Ameisen. Bei den Tagfahrleuchten weiß sogar jeder Bescheid, der an einer Stadtstraße entlang schlendert. Die blenden bei hellem Sonnenschein. Der Effekt nennt sich Absolutblendung und ist seit mindestens 60 Jahren unter diesem Namen bekannt. Die Ursache auch: Wenn die Helligkeit (Leuchtdichte) eines Objekts einen bestimmten Wert übersteigt, blendet es unabhängig von seiner Umgebung. Ansonsten ist Blendung von der Umgebung abhängig. Deswegen blenden übliche Autoscheinwerfer nur nachts. Tagsüber hingegen sind sie harmlos. Nie wird man jemanden klagen hören, dass sie bei Tagesfahrten an sind.  Anders hingegen die LED. Deren Leuchtdichte ist einfach zu hoch. Sie blenden nicht nur den, der darauf guckt. Auch im Rückspiegel blenden sie tagsüber, weil man andere Verkehrsteilnehmer nicht erkennen kann. Das nennt sich Relativblendung. Wenn man in den Rückspiegel guckt, sieht man den Blender, weil die anderen dem gegenüber relativ dunkel sind. In der Dunkelheit ist der Rückspiegel abgeblendet. Und man sieht den Blender nicht so deutlich. 

Zudem scheinen die Autobauer bzw. deren Lieferanten sich im Ziel geirrt haben. Ich sitze zum Arbeiten im ersten Stock am Fenster. Die Autos blenden mich tagsüber. Was hat das Licht eines Autos nach oben zum Himmel gerichtet zu suchen? Hingegen blenden die gleichen Autos nachts nicht. Sie fahren aber mit wesentlich stärkeren Scheinwerfern. Ergo: Die Tagfahrleuchten sind eine Misskonstruktion. In einem Land, in dem jede Schraube an einem Kfz vom TÜV abgenommen wird, und jedes Lämpchen an einem Fahrzeug eine Zulassung braucht, eine bemerkenswerte Situation.

Moderne Autos verpesten Städte nicht nur mit ihren Dieselschwaden. Es gibt auch eine Lichtverschmutzung. Wenn die Bundesregierung dies nicht glaubt, sollte man deren Mitglieder einer Strafe unterziehen, die man sich in China ausgedacht hat. Autofahrer, die andere blenden, werden dazu verdonnert, eine zeitlang in helle Scheinwerfer zu gucken. Körperverletzung? Ja. Warum nur ich? Man müsste alle, die dazu beigetragen haben, dass die dummen Autos blenden, der Strafe unterziehen. Mindestens die letzten drei Bundesminister für Verkehr. Den kommenden auch, prophylaktisch.

Jetzt zu den fehlenden wissenschaftlichen Erkenntnissen:

  • Die psychologische Blendung ist von der Wellenlänge abhängig.
  • Das Minimum der psychologischen Blendung liegt bei 577 nm (Anm.: grün-gelb)
  • Das Blendempfinden vergrößert sich zu den Randbereichen der spektralen Wahrnehmung (Anm.: blauer blendet mehr)

Ergo: Offensichtlich weiß nur nicht die Bundesregierung davon, dass blaueres Licht mehr blendet. Man müsste ihr allerdings nachsehen, weil das Buch, in dem das geschrieben steht, im Jahre 2017 gedruckt wurde (hier). Dummerweise handelt es sich dabei um eine Bilanzierung der Erkenntnisse, die bis zum Jahre 2006 bekannt waren. Der Bundesminister für Verkehr informierte den Bundestag im  Jahre 2017 also mit Konserven mit abgelaufenem Haltbarkeitsdatum.

So stammt die Erkenntnis
"mit Anstieg der Farbtemperatur steigt die Blendung"
aus dem Jahr 1999 (Quelle Alferdinck, 1999). Sie besagt, dass Scheinwerfer mit bläulicherem Licht bei sonst gleichen Bedingungen mehr blenden. Diese Weisheit wurde auch aus anderen Quellen zusammengefasst und so formuliert:
"Je größer der Blauanteil einer Lichtquelle, desto unangenehmer und blendender wird sie empfunden" (Autor Bullough, 2003, zitiert aus Völker, 2017).
Das war im Jahr 2003. Also vor 15 Jahren.

Ja, was schert uns (oder unsere Politik) die "psychologische" Blendung? Die ist ja nicht doof und argumentiert so: "In der Wissenschaft wird unterschieden zwischen physiologischer und psychologischer Blendung. Die physiologische Blendung setzt die Sehleistung des Auges herab. Bei der psychologischen Blendung wird eine Blendungserhöhung empfunden, die nicht messbar und individuell verschieden ist. Verkehrsteilnehmer können sich geblendet fühlen, ohne dass dies zu einer verringerten Sehleistung führt." Für Leute, die sich von dieser "wissenschaftlichen" Argumentation doch in die Irre führen lassen: Die psychologische Blendung ist tatsächlich nicht messbar, wenn man dazu nur einen Zollstock benutzt. Ansonsten ist die bestens messbar. Und das schon mehrere Jahrzehnte. Der Autor, dessen Skala man häufig benutzt (J.B de Boer), ist schon sehr lange tot. Zudem weiß man seit vielen Jahren, dass eine Unterscheidung der Art "psychologischer" und "physiologischer" Blendung gar keinen wahren Hintergrund hat, außer dass sich Forscher die Aufgabe leicht gemacht hatten. Ließ sich die Blendung etwa mit Messgeräten am Auge ermitteln (z.B. Streuung im Auge), sprach man von "physiologischer" Blendung. Konnte man trotz allerlei Bemühen keinen Bezug zu physikalischen Größen erstellen, war die Blendung halt "psychologisch". So nennt der wackere Ingenieur alles, was er nicht erklären kann.

Was man aber auch ohne Zollstock erkennen kann, ist, dass die Benutzung sehr heller Scheinwerfer am Tage das Erkennen von unbeleuchteten Objekten (Fußgänger, Radfahrer, Kinderwagen, Rollatoren) erschwert bzw. unmöglich macht. Naturgemäß wäre es möglich, der Intelligenz eines Staatsoberhaupts folgend, der Lehrer bewaffnen will, Rollatoren mit starken Scheinwerfern auszurüsten. Mancher Bürger hat schon eine Petition beim Bundestag eingereicht (z.B. Petition 73980 von Geert Closius, hier). Closius schreibt:
"Durch technische Entwicklungen (Xenon-Gasentladungslampe, LED, Tagfahrlicht) wurden Scheinwerfer und andere Leuchten im Strassenverkehr
mit höherer Lichtleistung möglich,
in der Bauform kleiner,
und damit die Leuchtdichte am Austrittsort sehr viel größer.
Zusätzlich wurde Tagfahrlicht auf der Basis von LED eingeführt.
Fahrräder und andere Zweiräder mit LED-Leuchten eingeführt.
Rück- und Bremsleuchten heller ausgeführt.

Alle Veränderungen zusammen führen im Strassenverkehr zu einer deutlich angestiegenen Blendgefahr - gerade für ältere Menschen, deren Augen nicht mehr so gut adaptieren können."

Augenärzte laufen Sturm gegen Tagfahrlichter (z.B. hier oder da oder dort), die zu hell sind. Anders sehen es die Techniker: "LED-Tagfahrlicht ist cool – verleiht Ihrem Fahrzeug die Optik der Oberklasse und dazu ein cooles Licht-Design." oder noch cooler: " Sie werden rechtzeitig und weithin auch bei hellem Sonnenlicht gesehen, …" Ja, so ist es. Man wird auch bei Sonnenschein weithin gesehen. Wer bei Sonnenlicht auffallen will, muss die Sonne übertrumpfen. Das tun die LED nicht nur selten. Heute hat eine Firma die Welt wissen lassen, dass ihre Hochleistungs-LED eine Leuchtdichte von 280 lm/mm2 übertrifft. Hört sich niedlich an. 280 … Wenn man aber die mm2 auf m2 umrechnet, kommt man auf 280.000.000 cd/m2. Eine alte Leuchtstofflampe brachte es gerade mal zu 8.000 cd/m2, die grellsten Lampen im Innenraum liegen bei 40.000 cd/m2. Wie hell leuchtet denn ein Fußgänger an einem Novembertag? Sagen wir mal 5.000 lx und grauer Mantel. Macht etwa 320 cd/m2. Gegenüber 280.000.000 cd/m2 ist das eher nix. Und wenn der Fußgänger an einem Sommertag mit einem schön weißen Hemd herumläuft? Wenn der sich in die Mittagssonne am Äquator legt und bescheinen lässt, schafft er etwa 30.000 cd/m2. Wenn er den Sonnenuntergang bewundern will, sind es gerade mal 1.000 cd/m2 oder ähnlich. Egal wie man rechnet, die Leuchtdichten der LED sind jenseits von Gut und Böse.

Weg mit den Traditionen

Soeben verkündete das Fernsehen Unglaubliches: Die LED bläst einer Uralt-Tradition das Licht aus. Sie ist ein schlappes Jahrtausend alt: erstes friedliches Feuerwerk in China. Das Schießpulver aus dem Orient ist Mutter oder Vater aller Kanonen der Welt. Nu ist es aus mit der Herrlichkeit. Das Jahr des Hundes wurde nicht wie jedes chinesische Jahr mit Böllern und Kanonenschlag willkommen geheißen. Wg. der Luftverschmutzung. Dafür gab es herrliche Lichtspiele, mit LED, was denn sonst?

Wer von Lichtverschmutzung redet, muss ab heute den Sieg über die Luftverschmutzung feiern. Kein Scherz, ich liebe Feuerwerk, vor allem das über Berlin. Vom Teufelsberg aus sieht man wie auf etwa 900 km2 Welt Millionen von Raketen pfeifen und ballern. Wunderschön! Danach beseitigt die Stadtreinigung etwa drei Tage lang die sterblichen Reste des Feuerwerks. Wenn Schnee liegt, dauert es auch mal Wochen. Mit der Luftverschmutzung ist es nicht schlimm. Die ist nach nur einem Tag in Sachsen. Danach widmen wir uns wieder dem Feinstaub aus den Diesel-Auspuffen oder sind es Auspüffe?

Übrigens. Nächstes Jahr ist das vom Schwein. Da darf man über die Schweine schimpfen, die uns das Ganze eingebrockt haben. Das Jahr des Hundes hat, wie soeben berichtet, mit einer Rekordjagd der Autoindustrie angefangen. Kann es sein, dass es unser innerer Schweinehund ist, der uns unsere Welt zerstört?

Psychedelisch - dynamisch - infelicitous

 
Gestern war ich in einer Burg. Eigentlich nichts Besonderes außer dass die Burg Schloss heißt, denn sie befindet sich in Burg. Eigentlich sollte der Ort Berg heißen, weil es das Stammschloss der Grafen und Herzöge von Berg ist. Zudem ist sie eine der schönsten, die ich gesehen habe. So sieht sie laut Wikipedia aus:

SchlossBurg

Was macht man mit so einem Kleinod (!), das seit etwa 1130 fast 900 Jahre überstanden hat? Richtig! Man verschönert es so gut es geht. Und das sieht so aus:

Schloss-Burg-Rittersaal

Ich muss gestehen, dass der Rand in Lila in Natura nicht so grässlich ausschaut wie hier. Die Verfälschung ist der Steuerung der LED zu verdanken, die meine Kamera irritiert hat. Bemerkenswert finde ich die Rüstung des Ritters, die wohl noch nie so ausgesehen hat, bis ein geschickter Lichtplaner dem Schlossherrn ein dynamisch Licht verkauft hat.

Nix mit Fackeln oder so. Das Psychodelische besorgt eine RGB-Steuerung die von Schwarz bis Tief-Lila alle Farben in den großen Saal zaubert. Da die Burg, Pardon das Schloss, die größte Anlage ihrer Art in NRW ist, muss der Denkmalschutz entweder geschlafen haben oder noch schlimmer: überhopft gewesen sein.

Was würde der Mann machen, der diese Burg gebaut hat, bevor er den nächsten Kreuzzug nach Jerusalem genommen hat? Leider können wir nicht feststellen, wie schnell er sich im Grabe dreht. Er ist in Ägypten gefallen. Sein Leben ist sozusagen im Sande verlaufen.

Lichtspiele sind keine Lustspiele. Gerne redet man davon, dass Licht den Raum macht. Stimmt auch. Meistens … Wer schlägt diesen Künstlern die Lichtsteuerung aus der Hand? Sie haben meine Heimat zerstört (hier), sie überziehen Hauptstädte mit Lichtverschmutzung (da), ihre Artifakte schreien zum Himmel (dort). Man darf offensichtlich nicht nur Inseln versenken mit Licht (hier) oder deutsche Fliegerhelden vom Himmel holen (dort), sondern die ganze Historie in unbeschreibliche Farben tunken, die sich auch noch dauernd ändern.

Heute klagten Kollegen über maue Absätze mit neuem Licht. Ich das ein Wink Gottes? Oder des guten Geschmacks?