Verändert sich in Ihrer Heimatstadt die Farbe? LEDs sind das neue In-Ding, um unsere Nächte zu beleuchten. Sie versprechen den Behörden Geld zu sparen, die Wartungskosten zu senken und bieten eine Abkürzung zur intelligenten, vernetzten Stadt.

Das Problem ist, dass es wenig bekannt ist, wie schlecht entworfene LED-Beleuchtung die Privatsphäre, die menschliche Gesundheit, die wissenschaftliche Forschung und die Natur beeinträchtigen könnte.

Es ist also an der Zeit, dass wir alle LED-Beleuchtung besser kennenlernen - und sind der Standard für unsere sogenannten Smart Cities?

Intelligente Stadt am Stiel?

LED-Straßenlaternen verändern schnell das Erscheinungsbild unserer Straßen, sie werden aber auch zur Schaffung intelligenter Städte eingesetzt.

Los Angeles war vor kurzem die erste Stadt der Welt, die mit Philips verbundene Straßenmasten, die auch als 4G LTE-Mobilfunkmasten fungieren, eingesetzt hat. Doncaster in Großbritannien hat gerade 33.000 drahtlos verbundene LED-Straßenlaternen mit wegweisendem Low-Power-Modus, Weitbereich und Ultra-Technologie - schmale drahtlose Breitbandtechnologie, um jeden Laternenpfahl effektiv in einen Router zu verwandeln.

Dies bedeutet, dass es wahrscheinlich bald LED-Straßenlaternen mit CCTV-Kameras, WLAN-Routern und Digital Signage gibt.

Sie werden mit mehreren Sensoren ausgerüstet, die die Luftqualität, das Wetter vor Ort, den Verkehrsfluss, die Parkplätze in der Nähe, die Gehwege auf Bürgersteigen und Gehwegen sowie die Lärmbelästigung überwachen.

Sie könnten sogar als Ladestation für Elektrofahrzeuge dienen und mithilfe von Bluetooth mit Telefonen und Wearables lokalisieren, wo sich jeder einzelne Bürger aufhält.

Es scheint eine großartige Möglichkeit zu sein, unser Leben weiter zu entwickeln - warum gibt es daher Bedenken hinsichtlich der Verwendung dieser neuen Technologie?

Bedenken hinsichtlich des Datenschutzes

Sensor-gefüllte LED-Straßenlaternen können viele Vorteile mit sich bringen, aber sie haben große Bedenken wegen ihrer unablässigen Datenerfassung.

Will jemand wirklich einen Sensor, der sein Handy oder sein tragbares Gerät aufspürt und möglicherweise seine Herzfrequenz aufzeichnet, während er eine LED-Straßenlaterne passiert? Oder sogar unsere Gespräche? Diese Technologie wird in Kürze verfügbar sein, wobei ShotSpotter-Systeme - Schusserkennung oder Mikrofone an Straßenlaternen - bereits in Betracht gezogen werden.

"Intelligente Stadtmöblierung ist nicht das erste Beispiel für eine vernetzte Stadt - Dienste wie CCTV und Notfallsysteme dienen der Erhöhung der öffentlichen Sicherheit, können aber von manchen als" Big Brother "angesehen werden", sagt Jon Scott, Produktentwicklungsmanager bei Marshalls, das sich auf LED-Straßenbeleuchtung und intelligente Stadtmöbel spezialisiert hat.

Es ist alles eine Frage des Gleichgewichts: Die Bürger müssen wissen, wofür ihre Daten verwendet werden und warum.

"Die Anonymisierung von Benutzerdaten ist ein guter erster Schritt, um die Möglichkeit einzuschränken, dass ein Benutzer durch ein System verfolgt und speziell identifiziert wird", sagt Scott, aber er denkt, dass eine andere Möglichkeit darin besteht, die Verwendung von physisch getrennten Geräten zu untersuchen.

"Alleinstehende Bluetooth-Tags würden sicherstellen, dass die für die Interaktion mit einer Smart City erforderlichen Daten getrennt von sensiblen Daten auf dem Mobiltelefon oder einem anderen Gerät einer Person aufbewahrt werden", fügt er hinzu. "Der Nachteil ist, dass Einzelpersonen von der intelligenten Stadt selbst weniger personalisierte Unterstützung erhalten."

Kalt und abweisend

Ein weiteres Problem ist, dass LED-Straßenlaternen billig installiert werden. Sie können das Potenzial haben, im Herzen von Smart Cities zu stehen, aber vorerst werden sie ohne Wissen und Beratung ohne viel Aufwand installiert und könnten Gesundheitsprobleme für uns alle in die Höhe treiben.

Weiße LED-Straßenbeleuchtung ist energieeffizienter und langlebiger als die orangefarbenen Natriumdampf-Hochdrucklampen, die sie schnell ersetzen, aber sie kostet einen finanziellen Aufwand.

Der erste ist Blendung; Die neuen LED-Straßenleuchten machen es schwieriger, etwas in den Schatten zu sehen, die von Autos und Bäumen geworfen werden. Die zweite ist, dass schlecht ausgewählte LED-Straßenlaternen klinisch weißes Licht erzeugen.

"Eine häufige Beschwerde bei LEDs ist, dass das Licht, das sie erzeugen," kalt "oder unangenehm ist, und es gibt tatsächlich einen starken evolutionären Grund dafür," sagt Scott.

"Wir haben uns entwickelt, um warmes rotes / orangefarbenes Licht aus natürlichen Quellen, wie z. B. untergehende Sonne, aufgehende Sonne und Feuerscheinung, mit Morgen- und Abenddämmerung zu verknüpfen, die im Allgemeinen Ruhezeiten sind", fügt er hinzu.

"Aber unser Gehirn erkennt blaues Licht - das auch von Fernsehern, Handys und Computern ausgestrahlt wird - als Tageslicht, und zu viel davon kann unseren natürlichen Körperrhythmus aus dem Gleichgewicht bringen."

LEDs enthalten viel blaues Licht, was sich nach Ansicht der American Medical Association nachteilig auf die menschliche Gesundheit (sowie auf die Gesundheit von Vögeln, Schildkröten und Insekten) auswirkt. Laut Angaben der American Medical Association haben weiße LED-Lampen einen fünfmal größeren Einfluss auf den zirkadianen Schlafrhythmus als die Lampen, die sie ersetzen.

Jeder weiß über die Notwendigkeit, nicht länger eine Stunde vor dem Schlafengehen auf Tablets und Telefone zu starren (blaues Licht unterdrückt die Melatoninproduktion in der Nacht). Marken wie Apple und Samsung backen die Fähigkeit, das von LED-Bildschirmen emittierte Licht allmählich in wärmere Farben umzuwandeln. weniger schädliche Farbtöne in ihre Geräte.

Das große Blau

Bei Verwendung dieser spezifischen weißen LEDs geht es eigentlich nur darum, Geld zu sparen, wobei intelligentere LED-Technologien normalerweise ignoriert werden.

"Das blaue Licht, das in der LED erzeugt wird, wird durch die Verwendung von Phosphor-Beschichtungen in Weiß umgewandelt, die einen Teil der Lichtenergie absorbieren und in ein wärmeres gelbes Licht umwandeln", sagt Scott.

Es ist die Mischung aus Gelb und Blau, die das Licht erzeugt, das wir als weiß wahrnehmen. "Der Konvertierungsprozess ist nicht zu 100% effizient. Daher sind kältere Lichter, bei denen weniger blaues Licht konvertiert wird, effizienter als wärmere gelbe Lampen", fügt er hinzu.

Die Menge des blauen Lichts, dem wir ausgesetzt sind, wird immer kontrollierbarer. Daher ist es leicht möglich, ein Gleichgewicht zwischen sehr effizienten und optisch ansprechenden und weniger schädlichen Lichtern zu erreichen - es ist nur eine Frage der Behörden Ich glaube, es gibt einen echten Kosten-Nutzen-Nutzen.

Ewige Dämmerung

"Der neue Weltatlas für künstliche Himmelshelligkeit hat gezeigt, dass sich rund 70% der Landfläche der USA nachts in einem ständigen Dämmerlicht befindet und niemals natürliche Dunkelheit erreicht", sagt John Barentine, Programmmanager bei der International Dark Sky Association (IDA) in Phoenix, Arizona, und Autor von The Lost Constellations.

Das Hauptproblem ist wiederum das blaue Licht, das von aktuellen Straßenlaternen erzeugt wird. "Weiße LEDs sind das Problem Nummer eins, vor dem wir stehen", sagt er.

Jeder, der Nasas Blue Marble-Bild betrachtet, kann erkennen, dass es bereits ein großes, großes Problem ist - die Welt leuchtet jeden Abend heller.

Eine der größten Bewegungen für den dunklen Himmel in den USA konzentriert sich auf Flagstaff, eine zertifizierte Dark Sky Community, die lange darum gekämpft hat, den Himmel dunkel zu halten. Dafür gibt es einen konkreten Grund, denn auf dem Mars Hill, kaum eine halbe Meile vom Stadtzentrum entfernt, befindet sich das Lowell-Observatorium, wo 1930 Pluto entdeckt wurde.

Der pensionierte Astronom Christian Luginbuhl von der Flagstaff Dark Skies Coalition veröffentlichte im Jahr 2014 ein Forschungspapier, in dem gezeigt wurde, dass bei einem Wechsel von Hochdrucknatrium zu weißen LED das "Sky Glow" enorm ansteigt - selbst wenn Sie die Gesamtzahl der Lumen erreichen ( die geworfene helligkeit des lichtes.

"Das war ein Augenöffnungsmoment", sagt Barentine. "Es hat sich gezeigt, dass selbst wenn Städte auf die neue LED-Technologie umstellen, was wir für eine gute Sache halten - indem sie nicht mengenmäßig mehr Licht hinzufügen - sie immer noch mehr Himmelglühen bringen."

Das Problem ist, dass weiße LED-Systeme viel mehr kurzwelliges Licht emittieren als Hochdrucknatrium, das schmalbandig ist. Leider streut kurzwelliges Licht.

Technik zur Rettung

Es muss nicht so sein und die Technologie hat wie üblich eine Antwort. Selbst progressives Flagstaff muss die unbestrittenen wirtschaftlichen Vorteile von LEDs nutzen, aber im Gegensatz zu den meisten anderen Städten stürzt es sich nicht und kauft die billigste LED-Lösung, ohne vorher den Nachthimmel und augenfreundliche Alternativen zu testen, die bereits auf dem Markt erhältlich sind.

Die Stadt testet derzeit sowohl Schmalband-Bernstein (NBA) als auch gefilterte weiße LED (FLED). NBA-Scheinwerfer - vom National Optical Astronomy Observatory empfohlen - strahlen überwiegend gelbes Licht aus, während FLED ein normaler weißer LED-Scheinwerfer mit einem Glasfilter darüber ist, der das kurzwellige blaue Licht unterdrückt.

Zusammen lösen diese Technologien weitgehend das Problem des Himmelsglühens und erzielen gleichzeitig die gleichen niedrigen Stromkosten. Sie sind jedoch neuer und haben daher keine Skaleneffekte.

"Die Städte der Welt werden in den nächsten Jahren durch diese Konversionen heller werden - vom Boden aus und vom Weltraum aus", gibt Barentine zu. Das Ergebnis? Der Planet ist mehr als doppelt so hell wie er sein muss, wenn keine Lösungen gefunden werden.

Licht am Ende des Tunnels

Das muss nicht der Fall sein, und vielleicht - nur vielleicht - nicht. LED-Scheinwerfer sind so klein, dass die Verteilung des Lichts sorgfältig kontrolliert werden kann, wobei eine geeignete Abschirmung den Austritt minimiert.

"Dank dieser präziseren Lichtverteilung können wir die Auswirkungen auf die lokale Tierwelt, insbesondere auf nächtliche Jäger wie Fledermäuse, reduzieren und auch den Himmel leuchten", sagt Scott.

Marshalls hat die M-LIVE-Technologie entwickelt, mit der intelligente Straßenmöbel zur Steuerung der Beleuchtung entwickelt werden.

"Durch die Verwendung von Näherungssensoren, einschließlich Bewegungssensoren und drahtlosen Kommunikationssystemen wie Bluetooth, können die Lichtpegel an die Bedürfnisse nahegelegener Benutzer angepasst werden", fügt Scott hinzu.

Straßenlaternen werden daher nur dann eingeschaltet, wenn sie ein Smartphone auf sich zukommen sehen. Das ist Effizienz.

Trend umkehren

Es ist also klar, was erforderlich ist, um diesen Trend zu stoppen: ordnungsgemäß abgeschirmte, gefilterte LED-Leuchten, die warmes Licht ausstrahlen, werden gedämpft, wenn niemand in der Nähe ist. Es muss jedoch eine strikte Kontrolle sowohl der Lichtleistung als auch der Daten der Sensoren von vernetzten LED-Straßenlaternen geben.

Während die neue Technologie Geld einspart und dazu beiträgt, den Energieverbrauch zu senken, besteht ein erheblicher Bedarf an weiterer Forschung, was die Technologie leisten wird und wie sie die Gesellschaft insgesamt beeinflussen kann - sowohl geistig als auch physisch.

Die Behörden müssen mit der Ausarbeitung sorgfältig geplanter und kontrollierter LED-Straßenbeleuchtung beginnen und wissen, dass sie das Potenzial hat, unsere Städte für die überragenden weißen LED-Systeme zu ändern.

Warum? Denn in der intelligenten Stadt geht es darum, wünschenswerte menschliche Lebensräume zu schaffen, und nicht nur Geld zu sparen.

  • Vernetzte Häuser sind weniger beängstigend - und sie sind auch ziemlich großartig.

Hauptbildkredit: Philips