Stadt- und Straßenbeleuchtung: Auswirkungen auf Mensch und Umwelt

Mit der wirtschaftlichen Entwicklung in den letzten Jahrzehnten hat die Anzahl und Intensität von Außenbeleuchtungsanlagen weltweit und in Deutschland stark zugenommen. Straßen- und Fassadenbeleuchtungen, Sportstättenbeleuchtung und Lichtwerbung prägen zunehmend das nächtliche Erscheinungsbild vieler Städte und Gemeinden und erhellen Nächte immer stärker. Durch den boomenden Online-Handel entstehen zudem immer mehr große Logistikzentren mit ausgedehnten beleuchteten Wirtschaftsflächen. Diese Entwicklung bringt zwar Vorteile für Sicherheit und Ästhetik, hat aber auch negative Folgen für Mensch und Umwelt. Bei der Planung von teils genehmigungspflichtigen Außenbeleuchtungsanlagen ist es ratsam Experten zur Beurteilung möglicher Lichtimmissionen bereits in der frühen Planungsphase hinzuzuziehen. Dadurch können kostspielige Verzögerungen im Baugenehmigungsprozess und unvorhergesehene Folgekosten vermeiden werden. Ein qualifizierter Lichtplaner kann durch Prognosegutachten im Planungsprozess potenzielle Probleme frühzeitig erkennen und Lösungsvorschläge erarbeiten.

Formen der Außenbeleuchtung

Außenbeleuchtungsanlagen umfassen ein breites Spektrum von Anwendungen, die einen funktionalen oder gestalterischen Zweck erfüllen:

• Baustellenbeleuchtung: Temporäre Beleuchtung von Arbeitsbereichen im Freien,
• Sportstättenbeleuchtung: Flutlichtanlagen für Stadien und Sportplätze,
• Lichtwerbeanlagen: Leuchtreklamen und beleuchtete Werbetafeln,
• Fassadenbeleuchtung: Architektonische Akzentuierung von Gebäuden,
• Straßenbeleuchtung: Beleuchtung von öffentlichen Straßen und Plätzen im Sinne der Verkehrssicherung,
• Beleuchtung von Logistikflächen:  Großflächige Ausleuchtung von Lager- und Umschlagplätzen.

Im Rahmen von Bauanträgen werden behördlicherseits für genehmigungspflichtige Anlagen Lichtimmissionsgutachten gefordert, um die Auswirkungen auf die Umgebung und Anwohnerschaft zu bewerten und ggf. Minderungsmaßnahmen anzuordnen. Auch bei konkreten Anwohnerbeschwerden können Behörden die Bewertung und Messung der Lichtimmissionen durch solche Anlagen anordnen.

Auswirkungen auf den Menschen

Künstliches Licht mit hohen spektralen Blauanteilen im sichtbaren Spektrum in der Nacht kann die „innere Uhr“, also den menschlichen Biorhythmus stören. Dieser wird durch den natürlichen Verlauf des Tageslichts getaktet. Die Aufhellung von Wohn- und Schlafräumen kann die Produktion des sog. „Schlafhormons“ Melatonin durch die blauempfindlichen intrinsisch photosensitiven retinalen Ganglienzellen (ipRGC) in der Netzhaut unterdrücken, was zu Schlafstörungen und Beeinträchtigung der Erholung in der Nacht führen kann und damit gesundheitliche Risiken birgt. Hierzu können u. a. Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Stoffwechselstörungen oder auch depressive Verstimmungen gehören.. Es gibt wissenschaftliche Hinweise darauf, dass eine dauerhafte Störung des circadianen Schlaf-Wach-Rhythmus mit einem erhöhten Risiko für bestimmte Krebserkrankungen verbunden sein kann. Dies wird insbesondere auf die durch Licht in der Nacht hervorgerufene Hemmung der Melatoninproduktion zurückgeführt, die eine wichtige Rolle im zellulären Schutz- und Reparaturmechanismus spielt.

Bei LED-Straßenbeleuchtungen mit Farbtemperaturen über 2700 K ist in der Regel ein vergleichsweise hoher spektraler Blauanteil vorhanden. Dieser ist aus biologischer Sicht kritisch, da die ipRGCs auf Wellenlängen in diesem Spektralbereich besonders empfindlich reagieren.

Auch die Blendwirkungen durch Lichtquellen mit hohem spektralen Blauanteil können als belästigend empfunden werden und je nach Intensität zu Konzentrationsstörungen und Sehbeeinträchtigungen führen.

Auswirkungen auf die Umwelt

Lichtimmissionen können vielfältige negative Folgen für Tiere und Pflanzen haben. Hierzu hat das Bundesamt für Naturschutz BfN eine umfangreiche Studie vorgelegt, und stellt zusammenfassend fest, dass ganze Ökosysteme durch Lichtimmissionen aus dem Gleichgewicht geraten können, was sich durch die Reduzierung der Artenvielfalt bemerkbar macht.

Einige Auswirkungen seien hier nur exemplarisch genannt. Durch eine Außenbeleuchtung können nachtaktive Tiere wie Insekten, Fledermäuse und Vögel so beeinträchtigt werden, dass eine Veränderung des Jagd- und Fortpflanzungsverhalten festzustellen ist. Es können insbesondere bei Vögeln die Wanderrouten und Orientierung beeinträchtigt werden. Viele Insekten sind im kurzwelligen Spektralbereich, insbesondere im UV- und Blauanteil des Lichts, besonders empfindlich. Konventionelle Lichtquellen mit hohen Blau- oder UV-Anteilen – etwa Quecksilberdampflampen oder bestimmte Halogenmetalldampflampen – wirken daher stark anziehend auf nachtaktive Insekten. Dieser sogenannte „Staubsaugereffekt“ führt dazu, dass zahlreiche Tiere aus ihrer natürlichen Umgebung angelockt werden, orientierungslos um die Leuchten umherschwirren und schließlich erschöpft verenden. Hinzu kommt, dass die Betriebstemperaturen konventioneller Leuchtmittel im Bereich des Leuchtzentrums 300 °C bis 400 °C erreichen können, was für die Insekten beim Kontakt tödlich ist. Die Folge sind Verschiebungen in lokalen Insektenpopulationen, die wiederum Auswirkungen auf Nahrungsketten, Bestäubung und Artenvielfalt haben können.

Auch andere Tiergruppen sind betroffen. Besonders bei Vögeln können künstliche Lichtquellen die Orientierung und die Wanderrouten erheblich stören. Viele Zugvögel nutzen den Sternenhimmel oder das Mondlicht zur Navigation, diese natürlichen Orientierungshilfen werden jedoch durch die Beleuchtung in Städten oder an großen Infrastrukturbauten wie Brücken und Türmen überstrahlt. Die Tiere geraten dadurch aus der Flugrichtung, verlieren Energie durch Umwege oder werden in stark beleuchtete Bereiche gelockt. Nicht selten führt dies zu Kollisionen mit Glasfassaden oder Gebäuden, was jährlich Millionen von Todesfällen bei Zugvögeln verursacht. Zudem kann die dauerhafte nächtliche Aufhellung in urbanen Räumen den natürlichen Tagesrhythmus vieler Arten stören und so Brutzeiten, Zugverhalten sowie Nahrungsaufnahme aus dem Gleichgewicht bringen.

Bei Pflanzen stellt das BfN fest, dass durch eine künstliche Beleuchtung in der Nacht den Vegetationsrhythmus verändert, was u.a. zu einem verzögerten Laubabwurf oder Frostschäden durch frühzeitiges Keimen führt.

Autor: Dipl.-Ing. (FH), Jens Oehme, Beratender Ingenieur Baukammer Berlin, Sachverständiger für Licht- und Beleuchtungstechnik, Lichtimmission und Arbeitsplatzbeleuchtung bei der Deutschen Lichttechnischen Gesellschaft e.V. LiTG,

Literaturverzeichnis:

1. IARC. IARC Monographs Volume 124: Night Shift Work. International Agency for Research on Cancer, World Health Organization WHO. 2020.

2. BfN. BfN-Skripten 543: Leitfaden zur Neugestaltung und Umrüstung von Außenbeleuchtungsanlagen Anforderungen an eine nachhaltige Außenbeleuchtung. Bundesamt für Naturschutz BfN. Bonn : s.n., 2019.

3. Länderausschuss für Immissionsschutz. Hinweise zur Messung, Beurteilung und Minderung von Lichtimmissionen. Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz (LAI). 2012 / 2015.