Studien

Kompaktleuchtstofflampen:

Umweltverträglichkeit verschiedener Leuchtmittel
[Schweiz | 19.10.2010]
Wie umweltfreundlich sind Energiesparlampen?
[Deutschland | April 2010]
Erforschung der Auswirkungen und Folgen vermehrter CFL Verwendung
[U.S.A. | März 2010]
Glühbirnen machen kreativer als Neonlicht
[ U.S.A. |März 20010]
“Energie„Spar“Lampen = Verschwendungslampen
[Deutschland | 1991]

LED:

Begrenzung der Auswirkungen von Lichtverschmutzung auf die menschliche Gesundheit, Umwelt und stellaren Sichtbarkeit
[Italien / USA / Israel | Juni 2011]
LED-Bildschirme drehen an der biologischen Uhr
[Deutschland/Schweiz März 2011]
Mögliche Umweltauswirkungen von LEDs
[Kalifornien | Dezember 2010]
Gesundheitliche Auswirkungen von Beleuchtungssystemen mit LEDs
[Frankreich | 26.Oktober 2010]

Umweltverträglichkeit verschiedener Leuchtmittel ¹

Die Forscher der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) haben vier verschiedene Leuchtmittel - Glühbirne, Halogenlampen, Leuchtstoffröhren, und Energiesparlampen - an Hand des gesamtem Lebenszyklus von Herstellung, Gebrauch und Entsorgung auf ihre Umweltverträglichkeit überprüft.

Wenn man vom europäischen Strommix, der einen großen fossilen Anteil hat, aussgeht, ist die Energiesparlampe nach 50 Stunden, beim Schweizer Strommix nach 187 Stunden Brenndauer ökologischer.

Denn ein Kohlekraftwerk emittiert pro Kilowattstunde produzierten Stroms 0.042 bis 0.045 Milligramm Quecksilber. "Bei einer Leistung von 1000 Megawatt wird die Luft durch ein solches Kraftwerk also pro Stunde mit 42 bis 45 Gramm Quecksilber belastet." Somit ist die Energiesparlampe bei fossiler Stromerzeugung umweltfreundlicher.

"Auf die Nutzung kommt es an

Die weitaus grösste Belastung für die Umwelt ist der Betrieb der Lampen. Ein wesentlicher Faktor ist dabei die Art des genutzten Stroms: Eine Glühbirne, die durch mit Wasserkraft erzeugtem Strom leuchtet, belastet die Umwelt weniger als eine Energiesparlampe, die mit europäischem Strommix läuft. «Durch die Wahl von umweltfreundlich produziertem Strom kann man also ökologisch mehr erreichen als durch die blosse Umstellung auf Energiesparlampen», so Roland Hischier."

Der Untertitel der Studie lautet "Energiesparlampe als Öko-Siegerin", was nur beim konventionellen Strommix richtig ist. Wäre der Wille vorhanden, die Umwelt zu schützen, dann dürfte man den Bau weiterer Kohlekraftwerke ( gegenargumente) nicht planen, sondern auf den Ausbau und die Förderung erneuerbarer Energien (alternativen) setzen. Gesundheitliche Aspekte wurden in dieser Studie nicht erwähnt.

Wie umweltfreundlich sind Energiesparlampen? ²

Eine Studie zur Überprüfung des Glühbirnenverbots vom "ERGONOMIC Institut für Arbeits- und Sozialforschung"^2a kommt im April 2010 u.a. zu folgenden Schlüssen:

"Die Studie weist nach, dass relevante Daten wie Lichtausbeute, Lichtstrom oder Lebensdauer, die die Politiker herangezogen haben, lediglich auf Angaben der Hersteller beruhen, an denen man insbesondere deswegen zweifeln muss, weil es mehrere Verfahren zu deren Bestimmung gibt, die von Außenstehenden nicht nachvollzogen werden können. Die Lebensdauer der Lampen liegt weit unter den 10.000 Stunden, die angegeben werden. Manche Lampe ist kurzlebiger als die Glühlampe. Die angeblich bis zu 10 mal höhere Energieeffizienz lässt sich nicht nachvollziehen."

"Die Studie kommt zum Schluss, dass das Glühlampenverbot ohne eine hinreichende ökologische Würdigung der Alternativen ausgesprochen worden ist. Auch zwei Jahre nach dem Beschluss der EU ist die Energiesparlampe laut Stiftung Warentest „Kein Lichtblick“ ( tests). "

Erforschung der Auswirkungen und Folgen von vermehrter CFL Verwendung ³

cfl = compact fluorescent lights = Kompaktleuchtstofflampen

Howard M. Brandston (Buchautor "A matter of Light") führte in seiner Studie folgende Bedenken an:

Elektromagnetische Felder (EMF)

"Die Ergebnisse zahlreicher epidemiologischen Studien zeigen einen moderaten Zusammenhang zwischen der Exposition gegenüber Magnetfeldern oberhalb 3-4 mg (0,3 bis 0,4µT) und dem Auftreten von Leukämie im Kindesalter. Dieses Risiko verdoppelt sich oberhalb."

Als Konsequenz auf die Information,daß es einen Zusammenhang zwischen EMF und Leukämie geben kann, hat die Internationale Agentur für Krebsforschung (IARC) EMF als eine mögliche Ursache der Krebsentstehung (IARC gelistete Kategorie 2B-a "möglicherweise" krebserregend für den Menschen) gelistet, obwohl kein fester Kausalzusammenhang festgestellt wurde

Quecksilber

Nach dem Bruch einer einzigen CFL, Quecksilber kann es in der Luft zu mehr als 300 mal größeren Konzentrationen kommen als zugelassen.

Co2

Die Produktionsprozesse von Kompaktleuchtstofflampen sind kohlenstoffintensiver als die Herstellung von Glühlampen.

Dimmer

Die meisten Kompaktleuchtstofflampen sind nicht dimmbar bzw. funktionieren sie nicht mit Dimmern von Glühlampen, sondern nur mit speziellen Dimmer für bestimmte Energiesparlampen.

Effizienzangaben

Es besteht eine offensichtliche Diskrepanz zwischen den beworbenen Werten (4-mal effizienter als Glühlampen) und den Werten des Lighting Research Center's (3-mal effizienter).

Lichtstärke

In einer Studie fiel die Lichtstärke von einigen der getesteten Lampen innerhalb der ersten 1.000 Stunden um mehr als 50% , und die gemessene Wirksamkeit von 30 Lumen pro Watt oder weniger war wesentlich kleiner als die von den Herstellern erklärte, die zwischen 45 und 65 Lumen/Watt lag.

Farbspektrum

Die folgenden Farbspektren vermitteln recht eindrucksvoll, daß das Farbspektrum einer Glühbirne wesentlich reichhaltiger ist als das einer Kompaktleuchtstofflampe.

Farbspektrum Kompaktleuchtstofflampe 24 Watt
Farbspektrum einer 24 Watt Kompaktleuchtstofflampe, die eine 100 Watt Glühbirne ersetzen soll

Farbspektrum Kompaktleuchtstofflampe 24 Watt
Farbspektrum einer 100 Watt Glühbirne Soft White

Fazit

Gesundheitsgefahren von EMF können nicht widerlegt, aber auch nicht bewiesen werden, sie bleiben aber ein großer Punkt der Besorgnis.

Die Autoren erwarten, daß das bestehende Gesetz zu Gunsten der menschlichen Gesundheit, der Umwelt und der Energieeffizienz verändert wird. Um Energie zu sparen werden Glühbirnen in Kombination mit Dimmern und Zeitschaltluhren vorgeschlagen.

Glühbirnen machen kreativer als Neonlicht ^4a

science.ORF.at ^4a verweist auf eine Studie, die in Psychologie heute zitiert wurde:

Forscher der Tufts Universität in Boston berichteten in ihrer Studie^4b, daß Versuchspersonen bei der Suche nach einer Problemlösung häufiger erfolgreich waren, wenn sie unter einer nackten Glühbirne ohne Lampenschirm als unter einer Neonröhre arbeiteten. Allerdings betrifft, daß kreative Fragestellungen, bei rein mathematischen Problemlösungen gab es keinen Unterschied.

Energie„Spar“Lampen = Verschwendungslampen ^{5, 5a}

1991 beauftragte Greenpeace Hamburg den Wissenschaftler Dr. Klaus Stanjek um die Hypothese der Energieeinsparung durch den Ersatz von Glühbirnen durch Kompaktleuchtstofflampen zu prüfen.

Nachdem Dr. Klaus Stanjek seine Ergebnise Greenpeace in einem Dokument namens Energie „Spar“Lampen = Verschwendendungslampen ^5a (Energy “Saving” Lamps = Energy Wasting Lamps)^5b übergab, versuchte Greenpeace ihn und einige seiner Argumente in Verruf zu bringen.

Ein kleiner Auszug aus der Studie:

Umgebungstemperatur

Kompaktleuchtstofflampen erreichen ihre volle Lichtleistung bei 20°C bis 30°C Grad Umgebungstemperatur, bei höheren und tieferen Temperaturen fällt die Lichtleistung erheblich ab. In kühleren Innenräumen wie in Fluren und Kellern bleibt die Lichtausbeute weit unter dem Optimum.

umgebungstemperatur energiesparlampen

Schalthäufigkeit

Die Lebensdauer von Energiesparlampen sinkt bei häufigen Ein- und Auschalten rapide.

schalthäufigkeit kompaktleuchtstofflampen
Lebensdauer der Leuchtstofflampe in Abhängigkeit von der Schalthäufigkeit

Studie: Energie „Spar“ Lampen = Verschwendungslampen (pdf)

Studien zur LED

Begrenzung der Auswirkungen von Lichtverschmutzung auf die menschliche Gesundheit, Umwelt und stellaren Sichtbarkeit
[Italien / USA / Israel | Juni 2011]

LED-Bildschirme drehen an der biologischen Uhr
[Deutschland/Schweiz März 2011]
Mögliche Umweltauswirkungen von LEDs
[Kalifornien | Dezember 2010]
Gesundheitliche Auswirkungen von Beleuchtungssystemen mit LEDs
[Frankreich | 26.Oktober 2010]

Begrenzung der Auswirkungen von Lichtverschmutzung auf die menschliche Gesundheit, Umwelt und stellaren Sichtbarkeit ⁶

Studie vom Istituto di Scienza e Tecnologia dell’Inquinamento Luminoso (Rom, Italien), NOAA National Geophysical Data Center (Boulder, Colorado, USA), Marshall Design Inc (Boulder, Colorado, USA) und The Israeli Center for Interdisciplinary Studies in Chronobiology (University of Haifa, Israel), veröffenlicht im Journal of Environmental Management Volume 92, Issue 10, October 2011, Pages 2714-2722.

In dieser Gemeinschaftsstudie wird Lichtverschmutzung als eine der am schnellsten zunehmenden Arten von Umweltzerstörung betrachtet. Um diese Verschmutzung zu beschränken werden folgende Maßnahmen empfohlen:
* Abschirmung, damit das Licht nicht Richtung Himmel strahlt
* Vermeidung höherer Beleuchtungsstärken als unbedingt für die Aufgabe benötigt wird
* Beschränkung der Beleuchtung auf den Ort und die Zeit, wo und wann es benötigt wird

Die Autoren der Studie fanden heraus, daß der Umfang der Verschmutzung stark abhängig von der spektralen Eigenschaften der Lampen ist.

Natriumdampf-Hochdrucklampe

Am besten schnitten die Niederdruck-Natriumdampflampen ^6a, gefolgt von den Hochdruck-Natriumdampflampen (Strassenbeleuchtung - erkennbar am orange-gelben Licht),^6a ab, am schlechtesten waren Halogen-Metalldampflampen (Stadionbeleuchtung - enthalten Quecksilber)^6b und weisse LED-Lampen, die beide einen hohen Blauanteil im Licht enthalten.

Ein Umstieg von der heute weit verbreiteten Natriumdampflampe auf weisse Lampen (Halogenmetalldampflampen und LEDs) würde zu einem Anstieg der Lichtverschmutzung und zu einer Veränderung der Produktion des Hormons Melatonin führen.

Die Studie zeigt, daß die Bildung von Melatonin von Halogen-Metalldampflampen 3 mal stärker und von LEDs mehr als 5-mal stärker als von Hochdruck-Natriumdampflampen unterdrückt wird.^6c

Melatonin ist ein Hormon, das unsere biologische Uhr reguliert und für seine anti-oxidative und anti-kanzerogene Eigenschaften bekannt ist.^6c

LED-Bildschirme drehen an der biologischen Uhr ^7a

In einer Studie, ^7b im Fachmagazin „Journal of Applied Physiology“ veröffentlicht, haben Christian Cajochen von den Universitären Psychiatrischen Kliniken Basel und seine Kollegen vom Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation in Stuttgart herausgefunden, daß Testpersonen vor Computermonitoren mit LED-Beleuchtung, die vor allem Licht mit kurzen Wellenlängen im Frequenzbereich von 464 Nanometer (blau) abgeben, eine schnellere Reaktionszeit gegenüber Testpersonen vor Monitoren mit konventioneller Beleuchtung aufweisen.

Da das Licht der LED-Bildschirme dem Tageslicht ähnelt und aktivierend wirkt, kommt es bei Computerarbeit am Abend dazu, daß die Bildung des Schlafhormons Melatonin, das die biologische Uhr des Menschen und seinen Schlaf-Wach-Rhythmus steuert, verringert wird.

"Den Ergebnissen zufolge hatten Versuchspersonen, die abends fünf Stunden vor LED-Bildschirmen verbracht hatten, eine um bis zu 20 Prozent schnellere Reaktionszeit als Probanden, die vor konventionell beleuchteten Computerbildschirmen saßen. [...] Bluttests zeigten darüber hinaus, dass bei ihnen das Schlafhormon Melatonin auch tatsächlich in geringerer Konzentration vorlag."

Mögliche Umweltauswirkungen von LEDs ⁸

Eine Studie aus Kalifornien hat farbige und weisse LEDs auf ihre Umweltfolgen untersucht:

Metallische Rohstoffe:

In LEDs können je nach Farbe folgende Metalle zum Einsatz kommen:
Aluminium, Antimon, Arsen, Chrom, Kupfer, Gallium, Gold, Indium, Eisen, Blei, Nickel, Phosphor,Silber und Zink. (In weissen LEDs wird kein Blei und kein Indium verwendet)

Toxikologie

Die Rohstoffe Arsen, Gallium, Indium und Antimon werden als gesundheits- und umweltschädlich betrachtet.

Arsen und Blei gelten als potentiell krebsauslössend

Klassifizierung als gefährlicher Abfall

Die meisten LEDs würden unter kalifornischen Vorschriften
als gefährlicher Abfall eingestuft, nicht aber unter US-EPA behördlichen Vorschriften.

Ressourcen

Wenn der Metallgehalt der LEDs unverändert bleibt und die Nachfrage stärker wird, dann wird es erhebliche Auswirkungen auf die Verteilung der erwarteten Gold und Silber-Ressourcen geben.

Eine detailliertere Zusammenfassung der Studie mit Grafiken

Gesundheitliche Auswirkungen von Beleuchtungssystemen mit LEDs

ANSES ^9a (das französiche Gesundheitsministerium) präsentierte eine Studie ^{9b 9c} zu Hochleistungs-LEDs.

Gefahr der Blendung

Einige der LED-Lampen sind bis zu 1.000 mal lichtintensiver als traditionelle Beleuchtungen, wodurch die Gefahr der Blendung besteht.

Auswirkungen des blauen Lichts

Auf Grund der spektralen Unausgewogenheit der LED ist der Anteil blauen Lichtes in den LEDs sehr hoch, welcher schädlich für die Netzhaut ist.

Risikogruppen sind laut der Studie

* Kinder

* lichtsensible Person

* Bevölkerungsgruppen, die länger dem Licht ausgesetzt sind wie Schauspieler, Beleuchtungstechniker

Ein weiterer französischer Artikel beschäftigt sich mit dem Thema "LED-Lampen eine Gefahr für die Augen". ¹⁰