Wissenschaft & Forschung
Licht 2 | 2022

Teil 2: Blendung und Lichtimmission in der Außenbeleuchtung – Ein Rückblick

Numerische Analyse von Blendungsmodellen im mesopischen Bereich

Im ersten Teil des vorliegenden Artikels mit Rückblick auf die Themen Blendung und Lichtimmission in der Außenbeleuchtung ging es hauptsächlich um die Beschreibung der mathematischen Modelle für die physiologische und psychologische Blendung, ihre Eingangsgrößen und Wertebereiche der Ausgangsgrößen. In diesem 2. Teil werden die Validation einiger Blendungsmodelle im mesopischen Bereich, der Stand der Forschung über Lichtimmission und einige neuere Bewertungsmethoden der Lichtimmission in den deutschsprachigen Ländern beschrieben.

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2.3.2 Validation einiger Blendungsmodelle im Kontext der Straßenbeleuchtung für Fußgänger – Eine kurze Darstellung

Stand heute gibt es in der bisherigen Literatur nur wenige experimentelle Ansätze, die die unterschiedlichen Modelle der psychologischen Blendung im mesopischen Bereich aus der Sicht der Autofahrer, Fußgänger oder Anwohner grundlegend verifizieren. Eine relativ neue und fundierte Studie [B.37] (s. Teil 1 des Artikels, LICHT 1 I 2022), die sich mit der Blendungsempfindung von Straßenbeleuchtung aus Sicht von Fußgängern beschäftigt, wurde im Jahr 2017 publiziert. Das Hauptziel dieser Studie war es, eine Auswahl essenzieller Modelle der psychologischen Blendung zu validieren, deren Gültigkeitsbereich auszuloten und anhand der Datenauswertung die Frage zu beantworten, worauf der Beobachter als Fußgänger beim Laufen entlang einer Straße adaptiert. Die Testbedingungen lassen sich wie folgt zusammenfassen:

  1. Es wurden vier verschiedene LED-Straßenleuchteninstallationen mit jeweils unterschiedlicher Optik untersucht. Für jede Leuchteninstallation bestehend aus jeweils zwei Leuchten betrugen die zugehörigen Lichtschwerpunkthöhenkonstanten 4 m bei einem Mastabstand von 13,3 m. Alle Leuchten hatten eine ähnlichste Farbtemperatur von CCT = 4.000 K und wiesen eine moderate Farbwiedergabe von CIE CRI Ra = 70 auf.
  2. 33 Testpersonen (14 Männer, 19 Frauen) im Alter zwischen 21 und 60 Jahren (Amean = 42,2 Jahre) nahmen an der Studie teil.
  3. Für den statischen Test sollten diese 33 Testpersonen an vier festgelegten Standpositionen auf dem Fußgängerweg (in 8,5 m, 6,5 m, 4,5 m und 2,5 m Entfernung zum ersten Leuchtenmast) nacheinander entlang der Teststraße blicken und für jeden der vier Straßenleuchtentypen ihr jeweiliges Blendungsempfinden auf einer de Boer Skala (s. Teil 1 des Artikels, LICHT 1 I 2022) bewerten. Die Blickrichtung der Probanden wurde dabei jeweils durch ein sich auf der Straße hinter dem zweiten Leuchtenmast befindliches Target fixiert, welches in Sichtrichtung parallel zur Straße entweder unter 0° oder 10° links davon aufgestellt wurde.
  4. Im dynamischen Test sollten die Testpersonen sich entlang der Teststraße bewegen und nach Passieren der zweiten Blendlichtquelle des jeweiligen Leuchtentyps eine entsprechende Gesamtblendungsbewertung unter erneuter Verwendung der de Boer Skala abgeben.
  5. Die Beleuchtungsstärke am Auge der Testpersonen wurde an den vier Standpositionen gemessen. Mit einer Leuchtdichtekamera wurden zusätzlich sowohl die Optikumrandungen der Leuchten (Leuchtenfläche) als auch die tatsächliche lichtemittierende LED-Modul-Fläche innerhalb der Leuchtenoptik im Hinblick auf die daraus jeweils resultierenden Leuchtdichten ortsaufgelöst gemessen. Naturgemäß ist die Leuchtdichte der LED-Leuchtenmodule wesentlich höher als die Leuchtdichte der Leuchtenfläche.
  6. Sowohl die mittlere Leuchtdichte der Fahrbahn (road zone, RZ, Abb.5) als auch die mittlere Leuchtdichte eines kreisförmigen Gesichtsfelds mit der Sichtlinie als Kreismittelpunkt (disc zone 30°, DZ, Abb. 5) wurden ermittelt und als Lb bzw. Eb (background) in die zu bewertenden Modelle eingesetzt. Die RZ-Zone beinhaltet aus der Sicht eines Fußgängers (Augenhöhe 1,6 m oder 1,7 m oberhalb der Fahrbahn) nach der Interpretation des Autors dieses Artikels beim Lesen der betreffenden Literatur sowohl die direkte beleuchtete Fahrbahn, die Fußgängerwege sowie eine rechteckige, eher dunkle undwenig beleuchtete Zone oberhalb der Fahrbahn. Die Abb. 5 ist ein vom Autor dieses vorliegenden Artikels aufgenommenes Foto mit den Zonenbezeichnungen zur Verdeutlichung des Sachverhalts. Das Modell mit der besten Korrelation (Spearman correlation coefficient) und/oder der geringsten Datenstreuung wurde schließlich als das potentiell geeignetste Modell angesehen.

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Licht 2 | 2022

Erschienen am 31. März 2022