Einsatz von LED-Leuchten Warum sich die LED für den anspruchsvollen Außeneinsatz eignet

Autor / Redakteur: Chen Farn Hin* / Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Ob für Straßenbeleuchtung, Tunnel oder einfach im Freien: LEDs eignen sich sehr gut für den Außeneinsatz. Allerdings sind die Anforderungen an die LED deutlich höher als in einem Gebäude.

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Effizient ins Licht gerückt: Die Duris P an einer Promenade im Einsatz. Der Umstieg für eine Kommune auf LED lohnt sich auf jeden Fall.
Effizient ins Licht gerückt: Die Duris P an einer Promenade im Einsatz. Der Umstieg für eine Kommune auf LED lohnt sich auf jeden Fall.
(Bild: Osram)

Die funktionale Straßenbeleuchtung gehört zu denjenigen Anwendungen bei der Außenbeleuchtung, die am stärksten reglementiert ist. Solche Leuchten erreichen typischerweise einen Lichtstrom von 5000 bis 15.000 Lumen sowie einen Farbwiedergabe-Index (CRI) von mehr als 70. Für den Leuchtenhersteller kommt hinzu, dass die Installation nationalen und internationalen Vorschriften für Straßenbeleuchtung gerecht werden muss.

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Dazu gibt es entsprechende gesetzliche Rahmenbedingungen: CIE-Richtlinien für die Straßenbeleuchtung wie die CIE115 (1995), CIE140 – 2000, die europäischen Standards für Straßenbeleuchtung, wie EN 13201, sowie zahlreiche nationale Standards für alle Einsatzbereiche.

Typische Vorgaben für Hauptverkehrsstraßen:

  • Beleuchtungsstärke/Lichtintensität: 7,5 bis 50 lx (abhängig vom Verkehrsaufkommen),
  • Uniformität (mindestens/Durchschnitt): >0,3 bis >0,7 und
  • Lichtintensität gemessen aus einem Abstand von 1,5 m: 0,3 bis 2 cd/m²

Im Gegensatz zu Anwendungen im Innenbereich muss der Beleuchtungskörper UV-Bestrahlung, Korrosion sowie chemischen Belastungen standhalten können und dabei gleichzeitig stets hohe Leistung und Helligkeit erbringen. Für den Leuchtenentwickler sowie Stadtplaner stellt das eine zentrale Herausforderung dar. Hochdruck-Entladungs- (HID-)Lampen oder andere traditionelle Leuchten werden zunehmend durch leistungsstarke LED-Systeme ersetzt, damit diese Anforderungen gerecht werden.

Die aktuellen LED-Beleuchtungssysteme bieten eine leistungsfähige und helle Alternative zu herkömmlichen Straßenleuchten, wie die bereits erwähnten HID-Lampen. Speziell für diese Anwendungen entwickelte LED, dazu gehören die Oslon SSL, Oslon Square oder Duris P, erfüllen die Anforderungen an Helligkeit und CRI-Werte, sind energieeffizient und widerstandsfähig.

Auch hinsichtlich langfristiger Kostenvorteile bieten sie lange Lebenszyklen unter anspruchsvollen Bedingungen. Sie lassen sich zudem durch austauschbare Komponenten für Schnellreparaturen und Ersatzteilaustausch einfach warten. Das ist entscheidende Faktoren für Straßenlichtanwendungen, wo die Wartungsarbeiten aufgrund des Arbeitsumfeldes nicht einfach sind. Dazu gehören Faktoren wie klimatische Einflüsse, hohe Masten, laufender Verkehrsfluss oder notwendige Verkehrssperrungen. Der Wartungsfaktor ist hier nicht nur ein Sicherheitsaspekt, sondern auch einer der größten Kostenfaktoren.

Die Vorteile von LEDs in einem Tunnel

Ähnlich aufwendig ist die Beleuchtung in einem Tunnel. Hier gilt es neben den bereits genannten Anforderungen zusätzlich die verschiedenen Lichtverhältnisse in allen Bereichen des Tunnels zu berücksichtigen. Damit will man das Adaptionsvermögen des Auges unterstützen und abrupte Wechsel zwischen hell und dunkel vermeiden. Erschwerend kommt hinzu, dass in einem Tunnel die Schadstoffkonzentrationen hoch sind, Stäube sowie extreme Temperatur- und Feuchtigkeitswerte eine Atmosphäre entstehen lassen, der nur robusteste LEDs und Leuchten standhalten. In einem Tunnel herrscht ein Dauerbetrieb von 24 Stunden.

Aus diesem Grund sind wartungsarme und langlebige LED-Leuchtenkonzepte gefordert, damit der Betrieb so wenig wie möglich gestört wird. Osram Opto Semiconductors hat in den vergangenen Jahren die LED-Technik für die Beleuchtung zahlreicher bekannter Tunnel geliefert - darunter beispielsweise der Schmücketunnel auf der A71 in Thüringen, der als erster Tunnel Deutschlands und längster in Europa mit einer LED-Beleuchtung ausgestattet wurde. Der Austausch der Hochdruck-Entladungslampen mit einer Leistung von 70 W durch LED senkte den Energieverbrauch um 30 Prozent. Dank einer speziellen Technik für LED-Degradations-Kompensation sind die Dellux-Leuchten praktisch wartungsfrei und sie bieten eine Lebensdauer von 130.000 Stunden. Das entspricht rund 15 Jahre.

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