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12. Februar 2014

Licht für Mobilität

Lesezeit: ca. 7 Minuten

Kapitel 1

Ein Lokführer kann allein durch die Art, wie er einen ICE von München nach Hamburg fährt, so viel Strom einsparen, wie eine vierköpfige Familie im Jahr verbraucht. Die Bahn weiß natürlich um dieses enorme Einsparpotenzial und setzt auf intelligente Fahrzeugtechnik, um es zu erschließen. Aber nicht allein ihren Fuhrpark auf Straße und Schiene haben Verkehrsunternehmen im Blick, wenn es um Kosteneffizienz und Ökologie geht, auch dem wirtschaftlichen Betrieb der Gebäude- und Infrastruktur gebührt große Beachtung. Ein wichtiges Technikfeld dabei ist die Beleuchtung von Bahnhöfen und Haltestellen. Nicht durch Abschalten sondern durch Umschalten auf zeitgemäße Lichttechnik lassen sich erhebliche Energie- und Kosteneinsparungen erzielen. Bei kompetenter Planung und Produktauswahl steigt parallel dazu sogar die Lichtqualität.

An der Straßenbahn-Neubaustrecke zur Dresdener Messe wird LED-Technologie von WE-EF eingesetzt: Zur Beleuchtung der Bahnsteige kommen "RFL530-LED"-Mastleuchten zum Einsatz.
Hauptbahnhof Essen: Leuchten und Maste an nicht überdachten Bahnsteigzonen müssen über hohe Verarbeitungsqualität und robuste Werkstoffe verfügen, um den Werterhalt über viele Jahre zu sichern.

Komplexe Anforderungen

Egal, ob Bahn- oder Bussteig, Straßen- oder U-Bahn – Sicherheit hat in diesen Bereichen oberste Priorität. Das betrifft die strengen Vorgaben, die das einwandfreie Funktionieren der Technik sichern, aber auch die hohen Anforderungen an die Sehbedingungen für Zugführer, Schaffner und Co. Gute Sicht wünschen sich auch die Fahrgäste. Sie wollen sich schnell orientieren, informieren und beim Ein- und Aussteigen die Trittebenen gut auseinanderhalten können. Aber sie sind auch diejenigen, die auf Bahnhöfen verweilen und deshalb eine hohe Aufenthaltsqualität zu schätzen wissen. Das Licht soll also nicht nur effizient sondern auch sicher und attraktiv sein – und das für alle Akteure.

Die verschiedenen Nutzerbedürfnisse und ganz unterschiedliche funktionale Anforderungen machen aus der Lichtplanung für Bahnhof oder Haltestelle eine komplexe Aufgabe. Typischerweise ist eine detaillierte Flächenanalyse deshalb der erste Schritt, bevor Leuchten und deren Standorte für so ein Projekt ausgewählt werden. Zugänge und Rampen brauchen anderes Licht als Wartezonen oder die Bahnsteigkante, Hochbahnsteige strahlen anders in die Umgebung ab als ebenerdige Anlagen. Eventuell muss ein Vorplatz oder auch ein Bahnhofsgebäude beleuchtet werden. Nicht selten überlappen sich die einzelnen Bereiche, zum Beispiel wenn sich ein Bahnhofsvorplatz in Gleisnähe erstreckt. Zu allen Flächen existieren Mindestvorgaben aus Vorschriften und Normen. Teils haben die Betreiber, z. B. die Verkehrsbetriebe, eigene Bestimmungen verbindlich definiert.

Das Beleuchtungskonzept der Southern Cross Station in Melbourne basiert auf einer funktionalen und zugleich wirkungsvollen Ausleuchtung der preisgekrönten Architektur von Grimshaw/Grimshaw Jackson, London/Melbourne. (Lichtplanung: David Bird, Melbourne)
Die französische Bahngesellschaft SNCF hat ihr Hochgeschwindigkeitsnetz erweitert. Am neu gebauten TGV-Bahnhof Belfort-Montbéliard sorgen "RFL-LED"-Leuchten von WE-EF für effizientes Licht im Außengelände.

Lichtplanung und Leuchtenauswahl

Die Lichtplanung für Bahnhöfe erfordert also Expertenwissen. WE-EF-Vertriebsprofi und Projektspezialist Mark Malitzki hat schon viele Bahnhöfe beleuchtet. »Jedes Projekt hat seine Besonderheiten«, fasst er seine Erfahrungen aus der Praxis zusammen. »Planerische Kompetenz ist natürlich unverzichtbar, aber schon bei der Wahl des Lieferanten und damit ja auch der Produkte trifft der Auftraggeber ganz wesentliche Entscheidungen, denn die Qualität der Gesamtplanung wird letztlich von jeder einzelnen Leuchte mitbestimmt.«

Zentrales Thema bei der Leuchtenauswahl ist natürlich die Lichtwirkung. Bestimmt wird sie vom eingesetzten Leuchtmittel und dem optischen System, also der Gesamtheit aus Reflektor- oder Linsensystem und Leuchtenabdeckung. Um bei gleicher Leistung des Leuchtmittels einen möglichst hohen Lichtstrom auszukoppeln, muss das optische System mit maximaler Effizienz arbeiten. Für das Reflektordesign kommen spezielle Softwareprogramme zum Einsatz, mit denen der Strahlengang optimiert wird.

U-Bahnhof Breslauer Platz, Köln: Deckeneinbau- und Deckenaufbauleuchten von WE-EF schaffen hervorragende Sehbedingungen für Fahrgäste und Zugpersonal.
Mit serienmäßigen Produkteigenschaften, wie z.B. 5CE-Korrosionsschutz, Vibrationsschutz und Schutzart IP65 sind WE-EF-Leuchten bereits standardmäßig für die rauen Bedingungen an Bahnhöfen gerüstet.

Effiziente Leuchtmittel einsetzen

Ganz neue Möglichkeiten eröffnen sich seit einigen Jahren durch das Leuchtmittel LED. Ein wesentlicher Vorzug der Licht emittierenden Dioden gegenüber den bisher bekannten Lampentechnologien ist ihre größere Effizienz: LED-Leuchten mit optimierter LED-Technik, d.h. wirksames Thermomanagement und abgestimmte Lichttechnik, erzeugen höhere Beleuchtungswirkungsgrade als Leuchten, die mit herkömmlicher Reflektortechnik ausgestattet sind. Neben den Chancen, die sich daraus für den Klima- und Umweltschutz ergeben, profitieren die Betreiber der Beleuchtungsanlagen somit von geringeren Energiekosten. Weitere Einsparungen werden durch reduzierten Wartungsaufwand frei gesetzt, denn dank der langen LED-Lebensdauer entfallen die regelmäßigen Lampenwechsel.

Um LEDs effizient, langlebig und lichttechnisch vorteilhaft einzusetzen, sind in der Leuchtenentwicklung allerdings einige Besonderheiten zu beachten. Das halbleiterbasierte Leuchtmittel fordert ganz andere Betriebsbedingungen hinsichtlich Bestromung und Kühlung als konventionelle Lampen. Die punktförmigen Leuchtdioden, die ihr Licht in der Regel stark gerichtet in einen Halbraum abstrahlen, benötigen außerdem gänzlich andere Systeme für die Lichtlenkung.

Ausgehend von seinem sehr frühen Einstieg in die neue Technologie hat WE-EF einen wertvollen Erfahrungsschatz bei der Entwicklung von LED-Leuchten und deren Anwendung in Projekten akkumuliert. Innovationsfreude beweist das Unternehmen dabei immer wieder mit konstruktiven, optischen und elektronischen Eigenentwicklungen. Eine von ihnen ist das »One LED Concept« OLC® für die Lichtlenkung. Dabei sitzt vor jeder einzelnen LED in der Leuchte eine CAD-optimierte Linse aus PMMA. Alle diese Linsen erzeugen eine auf die Nutzfläche abgestimmt identische Lichtverteilung. Diese werden schichtweise übereinander gelegt und die Summe aller Layer ergibt eine gleichmäßige Ausleuchtung. Es entsteht eine homogene Lichtverteilung mit sehr gutem Sehkomfort. Weiterer Vorteil: Der Ausfall oder das Absinken des Lichtstroms einzelner LEDs führt nicht zu einer Veränderung der Gleichmäßigkeit.

Die "One LED Concept", kurz OLC®-Linsentechnik mit Multiple-Layer-Prinzip, kommt bei allen technischen Mastleuchten von WE-EF mit LED-Bestückung zum Einsatz: Dabei sitzt vor jeder einzelnen LED in der Leuchte eine CAD-optimierte Linse aus PMMA. Alle diese Linsen erzeugen eine auf die Nutzfläche abgestimmt identische Lichtverteilung.

Beleuchtungsstärke und Gleichmäßigkeit

Der Quotient aus dem auf eine Fläche auftretenden Lichtstrom und der zu beleuchtenden Fläche ist die Beleuchtungsstärke – viele Regelwerke und Normen geben für diese Größe Mindestwerte vor. Will man auf einer Fläche, beispielsweise einem Bahnsteig, eine Mindestbeleuchtungsstärke realisieren, nutzt auch der hellste Spot wenig. Gefragt ist hier eine gleichmäßige Lichtverteilung ohne Dunkel- und Schattenzonen. Um eine Leuchte in dieser Hinsicht zu bewerten, muss ihre Lichtverteilungskurve konsultiert werden. Sie beschreibt die räumliche Abstrahlcharakteristik. Es stehen zum Beispiel diffus streuende, symmetrisch, asymmetrisch vorwärts oder asymmetrisch seitlich abstrahlende Leuchten zur Wahl. Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn das gleiche Leuchtengehäuse mit verschiedenen Reflektoren bzw. Linsensystemen bestückt werden kann. Auf diese Weise lassen sich in einheitlichem Leuchtendesign die unterschiedlichsten Flächengeometrien souverän bedienen. Die Leuchtenköpfe müssen dazu nicht speziell ausgerichtet oder gar geneigt werden, sondern bleiben in exakt waagerechter Position. Das vermeidet Streulicht und verhindert Blendung.

»Mit möglichst wenig Leuchten möglichst viel erreichen – diesen Anspruch haben die meisten unserer Auftraggeber«, sagt Mark Malitzki. »Exakt dimensionierte Lichtverteilungen sind dazu ein wichtiger Schlüssel, denn durch sie kommt das Licht genau dorthin, wo es gebraucht wird. Sämtliche Streuverluste außerhalb der Nutzungszone sind verschwendete Energie. Außerdem belasten unnötige Lichtemissionen Mensch und Natur. Unsere CAD-konstruierten und -optimierten Optiken vermeiden solche ungewollten Nebenwirkungen.«

Sehkomfort sichern

Ein ganz entscheidendes Gütemerkmal für die Beleuchtung am Bahnsteig ist die Begrenzung der Blendung. Geblendet fühlen sich Menschen, wenn das Auge mit großen Kontrasten konfrontiert wird. Solche stark ausgeprägten Hell-/Dunkelunterschiede können gleichzeitig im Blickfeld liegen oder sie treten zeitlich nacheinander auf, zum Beispiel wenn sich ein Zugführer, aus relativ dunkler Umgebung kommend, schnell dem hellen Bahnhof nähert. Blendquellen lassen sich bereits durch konstruktive Maßnahmen bei der Leuchtenentwicklung reduzieren. Wichtig ist unter anderem, den direkten Blick in das Leuchtmittel zu verhindern. Zur Erreichung dieses Ziels empfehlen sich plane Leuchtenabdeckungen statt gewölbter Wannen. In der Konsequenz sitzt die Lichtquelle komplett im Leuchtengehäuse und die Leuchtenabdeckung selbst kann nicht zum Blendkörper werden.

Lange Lebensdauer, einfache Wartung

Neben den lichttechnischen Parametern ist für Investoren und Betreiber natürlich die Langlebigkeit von Leuchten und Leuchtenmasten interessant. Bahnhöfe und Haltestellen sind einerseits hochfrequentierte Orte, andererseits sind gerade nicht überdachte Bahnsteigbereiche Witterungseinflüssen direkt ausgesetzt. Nur eine hohe Verarbeitungsqualität und robuste Werkstoffe können einen Werterhalt über viele Jahre sichern.

WE-EF begegnet dieser Herausforderung zum Beispiel mit einem ganzen Maßnahmenpaket. Das Spektrum reicht von einer sortenrein recycelten, extrem kupferarmen Aluminiumlegierung für die Leuchtengehäuse und aufwendigen Verfahren für deren Beschichtung, über witterungs- und alterungsbeständige Dichtungstechnik, bis zu einem Polymerüberzug für die Schrauben aus nichtrostendem Edelstahl. Das sorgt für eine festere Verbindung der Bauteile und verhindert gleichzeitig elektro-chemische Korrosion an den Stellen, wo verschiedene Metalle aufeinander treffen würden. Die gleiche konstruktive und materialtechnische Sorgfalt fließt auch in die Leuchtenmaste ein, die in eigener Produktion aus Stahl oder Aluminium gefertigt und selbst beschichtet werden.

Leuchten als Teil der Architektur

Bahnhöfe und Haltestellen sind die Visitenkarte eines Verkehrsbetriebes. Nicht selten treten sie Gästen sogar als erster Eindruck von Stadt oder Region entgegen. Neben den Investitionsentscheidungen, die der Betreiber hinsichtlich der Technik trifft, spielen also auch gestalterische Aspekte eine wichtige Rolle. Geht es nicht nur darum, rein funktionale Beleuchtungsaufgaben zu lösen, sondern mit Licht auch die Architektur zu inszenieren oder die Atmosphäre von Räumen zu gestalten, sind vielseitige Lichtinstrumente gefragt. Wandeinbauleuchten sind zum Beispiel bestens geeignet, um eine Unterführung ihres dunklen und tunnelartigen Charakters zu berauben und den Weg spannungsvoll zu rhythmisieren. Bodeneinbauleuchten können stimmungsvolle Streiflichter auf Stützen und Pfeiler geben, Deckeneinbau- oder Pendelleuchten erhellen die Bahnhofshalle. Geschickt platzierte Strahler akzentuieren die sehenswerte Fassade eines Bahnhofsgebäudes. Als besonders vorteilhaft erweist es sich oft, wenn der Auftraggeber all diese Lichtwerkzeuge aus einer Hand beziehen kann. Er sichert sich damit nicht nur ein gleich bleibendes Qualitätsniveau, sondern oft auch eine durchgängige Designsprache.

Weitere Informationen:

Fotos: WE-EF Leuchten, Bispingen, www.we-ef.com