Nachhaltige Beleuchtungskonzepte für Industrieanlagen

Wissenschaftler und Naturschutzverbände warnen vor zunehmendem Insektensterben: Allein in Deutschland sind in den vergangenen drei Jahrzehnten rund drei Viertel aller Fluginsekten verschwunden. Ohne wirksame Maßnahmen gegen das Insektensterben könnten diese bis in hundert Jahren komplett von der Erde verschwinden – so die Warnung der Wissenschaft. Die Folgen für die Artenvielfalt in der Tier- und Pflanzenwelt sind gravierend, ebenso wie für die menschliche Ernährung: Rund ein Drittel aller Nahrungsmittel-Pflanzen in der westlichen Welt ist abhängig von Bestäubung durch Insekten.

Die Ursachen für das Insektensterben sind vielfältig: Flächenversiegelung, intensive Landwirtschaft mit immer größeren Monokulturen, Überdüngung und Einsatz von Pestiziden gehören zu den wesentlichen. Aber auch die Lichtverschmutzung spielt eine Rolle, denn die Hälfte aller Insektenarten sind nachtaktiv. Sie brauchen die Dunkelheit, um Räubern auszuweichen, und sie haben in Jahrmillionen gelernt, sich bei der Nahrungssuche und Fortpflanzung am Licht von Mond und Sternen zu orientieren. Künstliche Beleuchtung bringt den Rhythmus der Tiere durcheinander.

Die Beleuchtung von Städten und Industrieanlagen lässt die Nacht inzwischen derart erstrahlen, dass auch der Mensch den Sternenhimmel kaum noch erkennen kann. Pro Jahr wächst die beleuchtete Fläche weltweit um rund 10 %, und die von der Erdoberfläche abgestrahlte Menge an künstlichem Licht um rund 2 %. Das Problem: Künstliches Licht lockt Insekten, aber auch deren Fressfeinde an. Bis zu 40 % der von Straßenleuchten angezogenen Insekten sterben – sie werden gefressen, verdursten oder erleiden am Leuchtmittel den Hitzetod. Künstliches Licht stört aber auch andere Tiere – prominentes Beispiel sind frisch geschlüpfte Seeschildkröten, die aufgrund der Beleuchtung von Industrieanlagen nicht den Weg ins Meer finden.

Insektenschutz wird gesetzlich geregelt

Das Problem ist inzwischen auch ein Politikum, das zu neuen Vorschriften in der Technik geführt hat: In Deutschland wurde im Juni 2021 ein Gesetz zum Schutz der Insektenvielfalt beschlossen, das auch den nachteiligen Auswirkungen von Beleuchtungen entgegenwirken soll. Die meisten Änderungen, die über das Insektenschutzgesetz am Bundesnaturschutzgesetz vorgenommen wurden, sind seit März 2022 in Kraft. Unter anderem schafft das Gesetz die Grundlagen zum Erlass von Rechtsverordnungen, mit denen Lichtverschmutzung verringert werden soll. „Lichtverschmutzung“ ist zwar bislang kein Rechtsbegriff, aber das Gesetz fordert unter anderem, dass das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit Grenzwerte für Lichtemissionen festlegen und technische und konstruktive Anforderungen für Beleuchtungen im Hinblick auf den Tierschutz „näher bestimmen“ soll. Andere Länder sind da zum Teil bereits weiter, wenn auch aus anderen Motiven – darunter der Schutz astronomischer Beobachtung oder das Einsparen von Energie. Der Aspekt Tierschutz rückt erst nach und nach in das Bewusstsein der Öffentlichkeit und der internationalen Gesetzgebung. Die International Dark-Sky Association hat das Thema dagegen bereits seit 1988 auf der Agenda: Die von Astronomen gegründete Bewegung sieht in der nächtlichen Dunkelheit sogar ein Weltkulturerbe, das es zu schützen gilt. Vor allem nach oben abgestrahltes Licht ist ein Problem, denn Licht wird in den Luftschichten der Erd­atmosphäre gestreut und die natürliche Dunkelheit gestört.

LED ziehen weniger Insekten an

Moderne Beleuchtungstechnologien wie LED sind sowohl Teil des Problems, aber auch der Schlüssel zur Lösung. Weil LED-Beleuchtung besonders energieeffizient ist, wird immer mehr beleuchtet. Dass LED jedoch auch einen wichtigen Beitrag zur Lösung leisten können, wird klar, wenn man die unterschiedliche Wahrnehmung von Licht durch Menschen und Tiere berücksichtigt: Tiere und insbesondere Insekten nehmen Blau- und UV-Anteile (Wellenlänge <450 nm) heller wahr als der Mensch, dessen Auge Licht von 555 nm als besonders hell empfindet. Manche nachtaktive Insekten sehen UV-Licht besonders gut, das für den Menschen überhaupt nicht sichtbar ist.
Die bisher in Industrieanlagen und zur Außenbeleuchtung eingesetzten Leuchtstoff- oder Quecksilberdampflampen sind hier aufgrund ihres Blau- und UV-Anteils besonders ungünstig – sie töten die Insekten bei Berührung der besonders heißen Oberfläche der Leuchtmittel. LED-Lampen emittieren dagegen keine UV-Strahlung, und auch der Blauanteil in LED lässt sich gezielt beeinflussen. Je höher der Blauanteil, desto weißer und kälter wird das Licht. Besonders wenig Insekten werden von Leuchten angezogen, die warmweiße LED-Lichtquellen nutzen. Auch deshalb ist es eine gute Nachricht, dass die EU-Behörden das Ende der Leuchtstofflampe eingeleitet haben. Als Folge der Verordnung 2019/2020/EU „Ökodesign-Anforderungen an Lichtquellen“ dürfen Leuchtstofflampen der gängigsten Größen T8 und T5 seit September 2023 nicht mehr in Verkehr gebracht werden. Händler in der EU können dann nur noch Lagerbestände verkaufen.

Arbeitsschutz bestimmt Industriebeleuchtung

Maßgeblich sind für die Beleuchtung im Industriebereich jedoch die Anforderungen des Arbeitsschutzes. Es besteht ein direkter Zusammenhang zwischen Beleuchtungsstärke und Unfallhäufigkeit in Arbeitsstätten. Dennoch müssen diese Anforderungen nicht im Gegensatz zum Tierschutz stehen, denn auch der Mensch profitiert davon, wenn nachts Beleuchtung mit möglichst geringem Blauanteil eingesetzt wird. Das liegt daran, dass die für den Schlaf und generell für den natürlichen 24-Stunden-Rhythmus wichtige Produktion des Schlafhormons Melatonin über einen Fotorezeptor im menschlichen Auge gesteuert wird, der auf blaues Licht anspricht. Das deckt sich auch mit der Forderung der International Dark-Sky Association, generell warmweißes Licht mit einer Farbtemperatur von maximal 3.000 Kelvin einzusetzen.

Bei der Beleuchtung von Industrieanlagen kommt jedoch noch eine weitere Komplexitätsebene hinzu, wenn in Betrieben aufgrund brennbarer Stäube oder eingesetzter Lösungsmittel explosionsfähige Atmosphären auftreten können. Dann muss die eingesetzte Beleuchtung auch die Anforderungen des Explosionsschutzes erfüllen.
Ex-Schutz- und Beleuchtungs-Experte R. Stahl trägt diesen Forderungen bereits seit vielen Jahren Rechnung: Seit über einem Jahrhundert entwickelt und fertigt das Unternehmen am Standort Weimar Leuchten, welche auch den hohen Anforderungen des Explosionsschutzes Rechnung tragen. Als einer von wenigen Herstellern am Markt bietet R. Stahl LED-Leuchten standardmäßig mit neutralweißem Licht sowie alternativ auch mit warmweißer oder kaltweißer Lichtfarbe an. Auch Leuchten mit warmweißer Lichtfarbe (<2.700 K, extremes Warmweiß), die nicht in die obere Halbkugel abstrahlen, realisiert der Anbieter mit Blick auf die Forderungen der IDA und des Tierschutzes. Diese können beispielsweise Natriumdampflampen ersetzen, die im Vergleich zu LED-Lampen Farben nur schlecht wiedergeben.

Wichtig ist dabei eine sorgfältige Lichtplanung, die Streuverluste vermeidet und alle im Hinblick auf die Arbeits- und Anlagensicherheit wichtigen Bereiche gleichmäßig und möglichst schattenfrei erhellt. Moderne Planungstools leisten hier eine wichtige Hilfestellung und ermöglichen es, Flächen, Anlagenkomponenten und Schattenwürfe dreidimensional abzubilden. Dadurch kann die Lichtwirkung der Leuchte in der Installation präzise bestimmt werden. Wird der Anbeugwinkel richtig eingestellt, ist es möglich, störende Lichtemissionen auf ein Minimum zu reduzieren.