Overijssel, LED-proeftuin

Overijssel, LED-proeftuin

Positieve reacties op nieuwe verlichting

Auteurs:

Evert Driegen, Puck van Liere, Provincie Overijssel / Domien Overkamp, DHV

Nieuwe technieken als LED (Light Emitting Diodes) bieden mogelijkheden om selectiever om te gaan met conventionele openbare wegverlichting. Niet alleen kan met deze technieken het plaatsen van conventionele installaties worden voorkomen, maar hiermee kunnen dergelijke installaties ook energiezuinig worden ontworpen. Het proefproject in Overijssel toont aan dat de weggebruiker de LED-lichtbronnen boven, langs en in de weg positief waarderen.

Waarom openbare verlichting?

Openbare verlichting heeft tot doel het verhogen van de verkeersveiligheid, het verbeteren van de verkeersafwikkeling, het verhogen van het (rij)comfort en het verbeteren van sociale veiligheid. Voor gebiedsontsluitingswegen buiten de bebouwde kom is verkeers­veiligheid het belang­rijkste criterium. Over het algemeen wordt langs deze wegen geen verlichting aangebracht, tenzij er sprake is van een zware verkeersbelasting of van discontinuïteiten zoals kruispunten, oversteekplaatsen en scherpe bogen [1]. Afgezien van de investeringskosten heeft openbare verlichting ook nadelen. De openbare verlichting brandt ruim 4.000 uren per jaar. De belangrijkste nadelen zijn dan het energiegebruik (CO2 uitstoot) en de lichthinder of lichtvervuiling voor milieu en natuur. Tevens zijn de toegepaste (natrium)lampen chemisch afval.

Dieren hebben van nature een dag- en nachtritme, dat wisselt als gevolg van seizoensinvloeden [2]. De aanwezigheid van openbare verlichting verstoort dat ritme. Onder andere Rijkswaterstaat heeft veel onderzoek gedaan naar de effecten van (kunst)licht op de ecologie. Onder veel diersoorten is vastgesteld dat openbare verlichting een aantasting is van het ecologische evenwicht in de biotopen en daardoor negatief werkt op de habitatkwaliteit van diverse diersoorten. Daarom dient voorzover nodig vooral in landelijk gebied een ecologisch verantwoorde openbare verlichting te worden toegepast.

In het verleden zijn de toepassingscriteria van openbare verlichting ruim geïnterpreteerd, waardoor op tal van plaatsen een overdadige verlichting aanwezig is. Nederland is uitgegroeid tot één van de meest lichtvervuilde gebieden ter wereld [3], terwijl de burger nachtelijke duisternis vooral in buitengebieden belangrijk vindt. De Provincie Drenthe wil op basis van onderzoek 30% van de bestaande lichtmasten op provinciale wegen saneren [4] [5]. Proefpersonen hebben een traject van de N386 eenmaal bij de oorspronkelijke en eenmaal bij een gesaneerde verlichtingsinstallatie gereden. Zowel op het gebied van rijgedrag als op het gebied van beleving of werklast zijn er geen redenen om aan te nemen dat er in de gesaneerde situatie sprake is van een groter verkeersveiligheidsrisico dan in de oorspronkelijke situatie.

De provincie Overijssel voert al jaren een terughoudend beleid ten aanzien van openbare verlichting en beperkt zich tot het alleen plaatsen van openbare verlichting bij discontinuïteiten zoals kruispunten, oversteekplaatsen en scherpe bogen.

De standaardoplossing voor openbare verlichting op gebiedsontsluitingswegen buiten de bebouwde kom is een installatie bestaande uit hoge lichtmasten waarop armaturen worden gemonteerd met bijvoorbeeld een natriumlamp (SOX of SON). Naast het saneren van lichtmasten zijn ook andere technieken toepasbaar om het energiegebruik en de lichtvervuiling tegen te gaan:

• een laag verlichtingsniveau waarbij extra eisen aan de gelijkmatigheid moeten worden gesteld;
• het dynamisch dimmen van de installatie bij weinig of geen verkeer of zelfs helemaal doven;
• het toepassen van LED-lichtbronnen.

LED-toepassingen

Nieuwe technieken als LED’s (Light Emitting Diodes) bieden mogelijkheden om selectiever om te gaan met conventionele openbare wegverlichting. In bepaalde situaties zijn LED-toepassingen een alternatief waarmee belangrijke reducties op het energiegebruik en een belangrijke beperking van de lichtvervuiling of lichthinder kunnen worden verkregen. De LED schijnt gericht licht uit en produceert aanmerkelijk minder strooilicht, wat buiten de bebouwde kom gunstig is. De levensduur van LED-verlichting (circa 50.000 branduren) is aanmerkelijk langer in vergelijking met conventionele SON-verlichting (circa 10.000 uren), terwijl het energieverbruik van LED-verlichting 30 tot 70 procent zuiniger is.

Veel wegbeheerders voeren proeven uit met verschillende toepassingen van LED-verlichting (http://www.senternovem.nl/kompas/). De provincies Flevoland en Limburg vervangen bijvoor­beeld de traditionele verlichting met TL-buizen in wegwijzers door LED-lichtbronnen. Ook de lampen in verkeerslantaarns van verkeersregelinstallaties worden tegenwoordig min of meer standaard met LED-lichtbronnen uitgerust.

De provincie Overijssel voert een actief energiebeleid om de uitstoot van CO2 te reduceren en het aandeel duurzame energie te vergroten. De belangen zijn groot en de doelstelling is ambitieus: 30% minder CO2 uitstoot in 2020. In het kader van dit energiebeleid is besloten een proefproject “weg­ver­lichting” te starten met LED-toepassingen. Langs het ruim 600 km lange provinciale wegennet staat op vele kruispunten en gevaarlijke situaties openbare verlichting. Er kan dus veel winst worden gehaald door energiezuinige installaties toe te passen. Het proefproject is in samenwerking met de gemeente Olst-Wijhe tot stand gekomen en is op 25 oktober 2008 officieel ‘geopend’ tijdens de “Nacht van de Nacht”. Het Overijsselse proefproject is in Nederland een van de grootschaligste projecten binnen en buiten de bebouwde kom. De weggebruiker is geconfronteerd met vier verschillende LED-toepassingen op drie verschillende provinciale wegen [7]:

• op de N337 is de conventionele openbare verlichting met natriumlampen van de traversen Olst en Den Nul (beiden aangeduid als bebouwde kom) vervangen door LED-installaties;
• op een rotonde in de N337 (aansluiting Kneu) en de N347 (nabij Rijssen) is de conventionele openbare verlichting vervangen door LED-lichtbronnen in het wegdek van de aansluitende wegen en in het middeneiland van de rotonde;
• in relatief krappe horizontale bogen in de N337 (nabij Olst) en de N341 (nabij Ommen) zijn LED-lichtbronnen in de as van de weg aangebracht;
• in relatief krappe horizontale bogen in de N337 is LED-verlichting in reflectorplaatjes (bermplanken) aangebracht.

Op de N337 zijn alle toegepaste LED-toepassingen geïmplementeerd, waarmee deze weg als voorbeeldweg kan fungeren. De N337 is een gebiedsontsluitingsweg op de dijk langs de IJssel en doorsnijdt een waardevol natuurgebied. De weg kenmerkt zich door veel relatief krappe horizontale bogen in een open landschap. De bermen zijn vrij smal waardoor er geen ruimte is de (buiten)bogen te geleiden met bijvoorbeeld bomen of een grondwal. De doelstelling van het proefproject is het verbeteren van de verkeersveiligheid zonder de ecologie te beïnvloeden. Dit geldt ook voor de N341, die het landgoed Eerde doorsnijdt.

Onder het motto “Overijssel doet meer voor verkeer” werkt de provincie aan de verbetering van de bereikbaarheid en de verkeersveiligheid. Wat betreft de verkeersveiligheid is in 2005 het programma “Kosten Effectieve Maatregelen” (KEM) ontwikkeld. Dit programma richt zich op dominante ongevallen­groepen op wegvakken en kruispunten. Een van de speerpunten van het KEM-programma is “veilige bermen” met als doel het aantal enkel­voudige ongevallen terug te dringen [6]. De horizontale bogen in de N337 en de N341 zijn geselecteerd op basis van een relatief hoog aantal enkelvoudige ongevallen.

Evaluatie proefprojecten

De verschillende LED-installaties zijn in de periode juli – oktober 2008 aangebracht. Het evaluatie­onder­zoek (mei - juni 2009) omvat uit 3 deelonderzoeken [7]:

• een enquête onder de weggebruikers;
• snelheidsmetingen nabij het begin van horizontale bogen;
• de opgedane ervaringen van de projectgroep.

Enquête

De enquête is afgestemd op de 4 verschillende LED-toepassingen. Het enquêteformulier is op de site van de provincie Overijssel geplaatst en een ieder die van een proefvak gebruik had gemaakt, kon deze enquête invullen. Langs de N337 zijn tekstkarren geplaatst waarmee weggebruikers op deze enquête zijn geattendeerd. Dit leverde circa 345 bruikbare enquêtes op. In aanvulling hierop zijn alle bewoners langs de N337 in de bebouwde kom van Olst en van Den Nul schriftelijk benaderd. Deze actie leverde 40 extra respondenten op.

Snelheidsmetingen

Op vier locaties zijn in voorsituatie (juni 2008) en nasituatie (april 2009) radar snelheidsmetingen uitgevoerd op de N337 (boog met reflectorpaaltjes) en de N341. Daarbij zijn de volgende uitgangs­punten gehanteerd:

• per locatie zijn twee metingen verricht: in de rechtstand 250 m vóór de horizontale boog en in het tangentpunt van de boog;
• de metingen zijn gehouden bij schemer / duisternis;
• er is per locatie onder­scheid gemaakt naar rijrichting en alleen vrije rijders zijn gescoord;
• de metingen zijn in voor- en nasituatie op exact dezelfde locaties verricht.

LED-lichtbron als openbare verlichting

Op de traversen Olst en den Nul is de conventionele installatie met natrium lichtbronnen (goudgeel licht) vervangen door LED-lichtbronnen met een lichtgroene kleur. Het kleuren­spectrum van deze verlichting houdt volgens de leverancier rekening met het nachtelijk functioneren van het menselijke oog. De geometrie van de nieuwe installatie is als volgt:

• bij een wegbreedte van 7 m bedraagt de onderlinge afstand tussen de lichtmasten

25 m;

• de opstelling van de masten is aan één zijde van de rijbaan;
• de hoogte van de lichtmasten met uithouder bedraagt 8 m;
• de lichtbron bestaat uit LED’s met een vermogen van 36 W.

Bijna 45% van de respondenten woont langs de N337 of in de directie omgeving daarvan. De lichtgroene openbare verlichting wordt door bijna 70% van alle respondenten als prettig beoordeeld; 13% vindt deze onprettig. De overige respondenten hebben er geen mening over. Afhankelijk van de woonsituatie verschillen de meningen over de kleurstelling enigszins (figuur 1). Van de respondenten die ter plaatse goed bekend zijn, ervaart 75 tot 80% van de respondenten de kleurstelling als prettig. Echter bijna 25% van de aanwonenden ervaart de kleurstelling als onprettig, wat toch bijna 2x zo hoog als bij de andere twee groepen.

Figuur 1: Mening t.a.v. van de kleurstelling per woonsituatie

Ruim 73% van alle respondenten is van mening dat het wegvak voldoende verlicht is en dat men zich veilig voelt. Van de respondenten die ter plaatse goed bekend zijn, is de waardering nog iets gunstiger (figuur 2). Per woonsituatie bedraagt dit percentage 78% of nog hoger. Ook hier is het percentage dat de situatie niet goed beoordeelt, wederom iets hoger bij de aanwonenden.

Figuur 2: Beoordeling verlichtingsniveau

LED-toepassing op en nabij rotondes

De conventionele openbare verlichtingsinstallaties op beide rotondes (SON lichtbronnen) en aansluitende wegen zijn vervangen door LED-installaties in de verharding (gevoed met een laagspanningsnet). Aan weerszijden van de middengeleiders en het inleidende puntstuk zijn LED-armaturen aangebracht, die in één richting licht uitstralen.

De lichtbronnen op de rotonde zijn conform figuur 3 aangebracht. Daarbij is uitgegaan van het perspectivische beeld van de autobestuurder. Omdat de opvallendheid / herkenbaarheid van de rotonde in de N337 na het aanbrengen van de LED’s naar het oordeel van de projectgroep en op basis van enkele spontane klachten enigszins te wensen overliet, is tijdens de proefperiode de ANWB-wegwijzer voorzien van een armatuur met  een natriumlamp als aanvulling op de LED-installatie. Opgemerkt moet worden dat deze rotonde geen oversteekplaatsen voor (brom)fietsers heeft. In aanvulling op de LED-installatie op de toeleidende wegen naar de rotonde en op de rotonde in de N347 is op elke oversteekplaats voor fietsers in de middengeleider een lage lichtmast met een LED-lichtbron aangebracht. Het doel hiervan is de overstekende fietser aan te stralen waardoor hij voor de naderende automobilist beter zichtbaar is.

De rotonde is met de LED-installatie op afstand beter zichtbaar, vindt driekwart van de respondenten (figuur 4). Nog eens 15% merkt geen verschil op, terwijl 10% de rotonde later opmerkt. De LED-verlichting draagt dus positief bij aan de opvallendheid van de rotonde. De LED-verlichting heeft volgens een deel van de respondenten invloed op de naderingssnelheid. Bijna 40% zegt dat de snelheid lager is. Ongeveer de helft denkt dat de naderingssnelheid gelijk is aan de situatie met traditionele verlichting. Slechts een klein deel rapporteert een hogere naderingssnelheid.

Figuur 4: Herkenbaarheid van rotonde met LED-installatie

Figuur 5: Ervaren veiligheid van rotonde met LED-installatie bij duisternis 

In het begin was de lichtsterkte van de LED-armaturen veel te hoog en dit leverde tal van klachten op. Met behulp van dimmers is de lichtsterkte tot een aanvaardbaar niveau gereduceerd.

LED-verlichting in horizontale bogen

Markeringen verduidelijken het verloop van de weg. Het is een hulpmiddel bij de bepaling van de eigen positie op de weg; de geleidende functie van as- en kantstrepen. De zichtbaar­heid van deze markeringen levert bij daglicht weinig problemen op. Bij nacht is dit afhankelijk van de (weers)omstandigheden; bij een nat wegdek (regen en mist) of bij tegenlicht is de zichtbaarheid matig tot slecht. In dergelijke omstandigheden heeft de weggebruiker behoefte aan extra geleiding om het onderscheid tussen rijbaan en berm te verduidelijken. Hiervoor kan de wegdekreflector en/of de reflectorpaal met rode reflectoren rechts en witte reflectoren links van de rijbaan worden toegepast.

Bij een snelheid van 80 á 90 km/h (gebiedsontsluitingsweg buiten de bebouwde kom) dient de geleidende werking van markering en bebakening ten minste 200 m vóór de boog voldoende te zijn (rijzicht van 8 sec of meer). De dimlichten van een auto hebben echter maar een reikwijdte van circa 75 m. Deze afstand komt overeen met de minimale lengte om bij duisternis koers te houden, maar is bij een snelheid van 80 tot 90 km/h te gering voor een tijdige en goede boogdetectie. Bij duisternis dragen de reflectorpaaltjes bij aan een betere boogdetectie. In de praktijk blijkt dit echter, gezien het relatief hoge aantal ongevallen in horizontale bogen, niet altijd voldoende te zijn. Met behulp van een LED-lichtbron in de wegdekverharding of de reflectorpaal kan de boogdetectie op grotere afstand vóór de boog plaatsvinden.

LED-armaturen in wegverharding

De Overijsselse provinciale wegen worden standaard uitgerust met wegdekreflectors in de rijrichtingscheiding (in rechtstand om de 50 m, in bogen om de 25 m). In enkele bogen van de N337 en de N341 zijn deze wegdekreflectoren vervangen door LED-armaturen (voeding met een laagspanningsnet). Deze LED’s stralen licht uit in beide richtingen.

De ervaringen zijn overwegend positief. De bochten zijn eerder herkenbaar (figuur 6) en overzichtelijker. Hoewel het voor de meeste bestuurders geen verschil maakt voor de snelheid, is het met de LED-verlichting wel gemakkelijker om door de bochten te rijden. Driekwart van de respondenten vindt de bochten met LED-verlichting veiliger (figuur 7). Dit ligt in één lijn met de meningen van de weggebruikers dat de bochten met LED-verlichting eerder herkenbaar zijn (bijna 90%), overzichtelijker zijn (bijna 80%) en eenvoudiger te doorrijden zijn (65%, terwijl men van mening is dat de LED-verlichting de snelheid niet toeneemt (85%).

De snelheidsmetingen (125 waarnemingen) in voor- nasituatie leverde geen eenduidig beeld op. Voorzover er geringe verschillen zijn (zowel afnamen als toenames), zijn deze niet relevant.

 Figuur 6: Herkenbaarheid van bochten met LED-verlichting

 Figuur 7: Veiligheid van bochten met LED-verlichting

LED-lichtbron in reflectorpaaltjes

Op twee wegvakken van de N337 zijn inwendig verlichte reflectorpaaltjes aangebracht:

• tussen Deventer en Olst is elk reflector­paaltje voorzien van een zon­paneeltje op de kop van het paaltje en een accu in het paaltje, de lichtbron bestaat uit 2 LED’s;
• tussen Olst en Den Nul worden de reflec­torpaaltjes (10 LED’s per paaltje) gevoed met een laag­span­ningsnet en de installatie is dynamisch uitgevoerd. Alleen wanneer er auto’s binnen de detectie­lussen rijden (200 m vóór het eerste reflectorpaaltje per rijrichting), brandt de installatie. Wanneer de laatste auto het gebied heeft verlaten, blijft de installatie nog 3 minuten branden.  

De lichtproductie van de uitvoering met het laagspanningsnet is ook vanwege het aantal LED’s per paal aanmerkelijk hoger dan de toepassing met het zonpaneeltje. Het aantal branduren van deze LED-toepassing was in veel gevallen te gering. De accu’s zijn door de leverancier tijdens de proefperiode vervangen. De inwendig verlichte reflectorpaaltjes zijn alleen in de buitenboog aangebracht. De onderlinge afstand in de boog bedraagt 25 m. Ter inleiding van de boog zijn in de rechtstand over aan afstand van 150 m inwendig verlichte reflectorpaaltjes aan de zijde van de buitenboog met een onderlinge afstand van 50 m aangebracht.

De bochten zijn volgens de respondenten eerder herkenbaar, overzichtelijker en veiliger. De LED-toepassing heeft naar de mening van de respondenten geen invloed op de snelheid. Wel geeft een aantal respondenten aan dat het nu gemakkelijker is om door de bochten te rijden. Ook de snelheidsmetingen (125 waarnemingen) in voor- nasituatie leverde geen eenduidig beeld op. Voorzover er geringe verschillen zijn (zowel afnamen als toenames), zijn deze niet relevant.

 Figuur 8: Herkenbaarheid van de bochten met verlichte reflectorpaaltjes

Circa de helft van de respondenten is van mening dat het beter is om de reflectorpaaltjes in de binnenboog ook inwendig te verlichten, terwijl de andere helft dit niet nodig vindt. Kennelijk geven de reflectorpaaltjes in de buitenboog voldoende geleiding.

Ruim 80% van de respondenten vinden de bochten met inwendig verlichte reflector­paaltjes veiliger dan bochten met de standaard reflectorpaaltjes (figuur 9). Ook uit de opmerkingen bij de open vraag is op te maken dat de meerderheid het een verbetering van de verkeersveiligheid vindt.

Bij vergelijking van de meningen over de LED-verlichting in de as van de weg en de inwendig verlichte reflectorpaaltjes, dan wordt het inwendig verlichte reflectorpaaltje iets gunstiger beoordeeld. Vooral op de aspecten overzichtelijkheid, comfort en veiligheid scoort de reflectorpaal iets gunstiger. De lichtsterkte van de uitvoering met laagspanning voeding is iets te fel. Bij duisternis en mist of regen voldoet deze lichtsterkte echter prima.

Figuur 9: Veiligheid van bochten met verlichte reflectorpaaltjes 

Tot slot

Tot slot nog enkele vermeldenswaardige opmerkingen:

• door toepassing van LED-verlichting vermindert de lichthinder substantieel, van een verlichte hemel is geen sprake meer;
• gemiddeld levert de toegepaste LED-verlichting een energiebesparing op van 70 % ten opzichte van de conventionele verlichting;
• de kosten van de LED-verlichting in de rijbaan zijn relatief hoog, per rotonde met toeleidende wegen liggen de kosten tussen € 60.000 en € 80.000;
• de kosten van de inwendig verlichte bermpaaltjes bedragen per bocht (eenzijdig) ca.€ 10.000

Over het algemeen reageren de weggebruikers positief op de verschillende LED-toepassingen. De toepassingen scoren vooral gunstig op de aspecten overzichtelijkheid, rijcomfort en verkeersveilig­heid. Aandachtspunten zijn:

• de lichtsterkte van de LED-lichtbronnen in het wegdek en in de reflectorpaal;
• de bedrijfszekerheid en robuustheid van de LED-installaties in het wegdek en in de reflectorpaal.

Er zijn nogal wat inwendig verlichte reflectorpaaltjes door vandalen vernield of geheel weggehaald. Het zou bijzonder jammer zijn dat het toepassen van deze LED-toepassing zou moeten worden afgeblazen. De opgedane ervaringen rechtvaardigen zonder meer een voortzetting van LED-toepassingen ter vervanging van conventionele verlichtingsinstallaties. Discontinuïteiten in het ontwerp van vooral gebiedsontsluitingswegen buiten de bebouwde vormen daarbij het toepassingsgebied.

Literatuur

1 Handboek Wegontwerp. Gebiedsontsluitingswegen. CROW, 2002.

2 Langers F. e.a. Donkere nachten. De beleving van nachtelijke duisternis door burgers. Alterra-rapport 1137, Natuur en Milieu, 2005.

3 Beleidsplan openbare verlichting. Team Stadsbeheer. Gemeente Stadskanaal, 2007

4 Martens drs. M.H. (TNO) Kunnen we met minder openbare verlichting toe? Een veldstudie in Drenthe. Provincie Drenthe, 2005.

5 Openbare verlichting provinciale wegen Drenthe. Provincie Drenthe, 2007.

6 Schepers P., Hoek P. van, Overkamp. D. Enkelvoudige ongevallen. Speerpunt van de eerste orde. Verkeerskunde nr. 6, september 2009

7 Driegen E. en Overkamp. D. Actieve markering en bebakening. Evaluatie van LED-toepassingen in wegverharding, reflectorpaaltjes en openbare verlichting. Provincie Overijssel, september 2009

 
Auteur: Joske van Lith