Schluss mit „Je heller, desto besser“! Stadtbeleuchtung: Mit Daten das perfekte Licht einstellen

Am 28. September 2025 veranstaltete der „Shi Dai Hong Liu“-Kanal von Ming Klassroom gemeinsam mit der Forschungsgruppe für Spektroskopie und Leuchtdichtemessgeräte der Fudan-Universität den Salon „Leuchtdichte in der Lichtumgebung: Messung, Interpretation und Ausgleich im Design – Teil Stadtbeleuchtung“. Professor Yao Qi von der Fudan-Universität und Herr Song Lei, Designdirektor von Sandi Optoelectronics, erläuterten aus den beiden Perspektiven technologischer Forschung und praktischer Gestaltung die Innovationsentwicklung bei der Leuchtdichtemessung sowie die Logik des Gleichgewichts zwischen Technologie und Landschaftsbeleuchtung.

Yao Qi: Drohnenbasierte Technologie zur Erkennung und Bewertung der Lichtumgebung in der Straßenbeleuchtung

1. Notwendigkeit der technologischen Entwicklung und Chancen des Zeitalters

● Branchenherausforderungen:

Die traditionelle Inspektion stützt sich auf manuelle Handgeräte und weist Probleme wie geringe Effizienz (Einzelmessung), ungenaue Daten (hohe Streuung) sowie hohe Kosten (professionelle Geräte kosten 100.000 bis 300.000 Yuan) auf. Zudem kann sie den Anforderungen einer präzisen Überwachung von Energieverbrauch und CO₂-Emissionen in der Beleuchtung unter dem Doppelten Kohlenstoffziel nicht gerecht werden.

● Chancen des Zeitalters:

Der Aufstieg der Niedrigflugwirtschaft (der Marktwert wird für 2025 auf 1,5 Billionen Yuan geschätzt) bietet die Hardwarebasis für umfassende Drohnenerkundungen. Die Branche benötigt dringend kostengünstige, tragbare technische Werkzeuge, um eine breitere Nutzung zu ermöglichen.

2. Aufbau eines „technischen Systems über die gesamte Wertschöpfungskette“

Ziel: Realisierung eines „sichtbaren, messbaren, kontrollierbaren und optimierbaren“ Managements der Straßenbeleuchtung, das vier zentrale Module umfasst:

3. Technische Highlights und Anwendungserweiterungen

● Innovationshighlights:

◇Ganzheitliche Analyse: Pixelgenaue Leuchtdichte-/Beleuchtungsstärkenanalyse für komplexe Szenarien wie Straßen, Gebäudefassaden und Geschäftsbezirke;

◇Integrierte Mehrfachmessung: Simultane Ausgabe von über 10 Indikatoren wie Leuchtdichte, Beleuchtungsstärke, Blendung und Energieverbrauch, wodurch mehrstufige Tests mit herkömmlichen Geräten überflüssig werden;

◇Effiziente Arbeitsabläufe: Von der Datenerfassung bis zur Berichtsgenerierung nur wenige Minuten, was die Effizienz um mehr als das Zehnfache steigert.

● Praxisbeispiele:

◇Anwendung in den Geschäftsbezirken Xujiahui und Bund in Shanghai: Generierung von Leuchtdichteverteilungs- und Energieverbrauchs-Wärmebildern; kostengünstige, präzise und schnelle Erfassung von Informationen zu Leuchtdichte und Energieverbrauch als Grundlage für intelligente Steuerung im Sinne von Grün-, Energieeinspar- und CO₂-armen Anwendungen.

Anwendung in den Geschäftsbezirken Xujiahui und Bund in Shanghai

◇Entwicklung eines mobilen bildgebenden Leuchtdichtemessgeräts, kompatibel mit gängigen Android-Smartphones, mit einer Genauigkeit von 70–90 % (ausreichend für ingenieurtechnische Anforderungen); unterstützt Echtzeitüberwachung und PDF-Berichtsgenerierung.

Lichtumgebung visualisiert

Song Lei: Kunst, Technik und Verantwortung in der Landschaftsbeleuchtung

1. Designphilosophie: Vom „Heller“ zum „Besseren“

● Kernthese:

Von der „Streben nach Helligkeit“ hin zum „Streben nach Qualität“, wobei die Dreifaltigkeit aus „Kunst des Designs, Weisheit der Steuerung und Verantwortung für Prävention und Kontrolle“ betont wird.

● Logik des Gleichgewichts:

◇Funktion und Kunst: Ablehnung der „allgemeinen Streuung“; durch präzises Lichtdesign wird das architektonische Trägermedium respektiert (z. B. warmes Gelblicht bei historischen Gebäuden zur Betonung des historischen Charakters, kaltweißes Licht bei kommerziellen Objekten zur Hervorhebung des technologischen Eindrucks).

◇Prävention und Kontrolle der Lichtverschmutzung: Strenge Begrenzung des Lichts nach oben und vollständige Vermeidung von Blendung; Formulierung des Nachtlichtumgebungsziels „mit Hell und Dunkel, mit Spannung und Entspannung“ sowie Förderung des „Schutzes dunkler Himmel“ (wie im Modell des Tibet Dark Sky Parks).

2. Weg zur Verbindung von Kunst und Technik

● Design geht vor

◇Anpassung an das Trägermedium:

Für unterschiedliche Szenarien wie historische Gebäude, Geschäfts-Komplexe oder Parks werden maßgeschneiderte Lichtgeschichten entwickelt (z. B. niedrigtemperaturiges Licht am Hai-Dai-Gebäude in Zibo zur Hervorhebung des kulturellen Erbes, Lichtshow am Fushan Bay in Qingdao zur Integration der Stadtidentität und kommerzieller Werbung).

Lichtdesign am Hai-Dai-Gebäude in Zibo

◇Parametersteuerung:

Durch Anpassung von Farbtemperatur und Farbe werden Emotionen gesteuert (z. B. warmes Licht bei 3000 K zur Schaffung einer ruhigen Atmosphäre in alten Städten, kühles Licht bei 4500 K zur Darstellung des technologischen Flairs von Wolkenkratzern).

● Praxis mit kostengünstigen Messwerkzeugen

◇Verwendung gebrauchter Huawei-Smartphones:

„Jeder in unserem Unternehmen hat ein kleines Smartphone. Dieses Huawei-Handy kann man schon für ein paar hundert Yuan auf Xianyu kaufen. Wenn sie damit draußen sind, fotografieren sie innen und außen, den ganzen Tag lang – es ist sehr praktisch.“

„Früher, wenn der Bauherr sagte ‚nicht hell genug‘, konnten wir nur streiten; jetzt nehmen sie mit dem Handy vor Ort Daten auf und zeigen ihm direkt ‚die Leuchtdichte entspricht den Standards‘ – das ist viel effektiver als leere Worte.“

● Innovationen in intelligenter Steuerung und Betriebsführung
◇Dynamische Dimmung:

Integration von Fußgängerströmen und Tageszeiten zur bedarfsgerechten Anpassung (z. B. in Jinan auf der Jing-Shi-Straße wird die Leuchtdichte je nach Verkehrsaufkommen von 50 cd/m² auf 30 cd/m² reduziert, was jährlich 25 % Energie einspart).

◇Kommerzielle Closed-Loop-Lösung:

Am Beispiel des Fushan Bay in Qingdao werden durch Lichtshows integrierte Werbespots (z. B. für Moutai, Dior) eingesetzt, um die Betriebskosten zu refinanzieren und so das Doppelziel „Darstellung der Regierungsimage + kommerzielle Einnahmen“ zu erreichen.

3. Praxisbeispiele aus realen Projekten

● Lichtshow am Fushan Bay in Qingdao:

◇Technische Umsetzung:

Verwendung von „Medienfassade + intelligentem Steuerungssystem“ zur zeitgesteuerten Wiedergabe von Stadtidentitätsdarstellungen und kommerziellen Werbespots; die jährlichen Betriebseinnahmen decken die Kosten ab.

◇Sozialer Nutzen:

Wurde zur Visitenkarte des nächtlichen Tourismus in Qingdao; zieht täglich durchschnittlich 30.000 Besucher an und treibt den Konsum in den umliegenden Geschäftsvierteln um 15 % an.

● Beleuchtungsplanung der Jing-Shi-Straße in Jinan:

◇Ausgleich der Leuchtdichte:

Mittels Drohnenerkundung und App-Kalibrierung wurde die Leuchtdichte der zehn-spurigen Straße in beide Richtungen von einem überstandardisierten Wert (70 cd/m²) auf den national empfohlenen Bereich (30–50 cd/m²) gesenkt, wodurch die subjektiven Streitigkeiten über die visuelle Einschätzung der Leuchtdichte durch Führungskräfte beigelegt wurden.

◇Intelligente Betriebsführung:

Integration von Drohneninspektion und KI-Fehlererkennung verkürzte die Reaktionszeit bei Reparaturen von 48 Stunden auf 4 Stunden und senkte die Betriebskosten um 30 %.

Gesamtbeleuchtungsplanung der Jing-Shi-Straße in Jinan

Interaktive Fragerunde Q&A

Q

Welche Vor- und Nachteile bieten mobile spektrale Leuchtdichtemessgeräte gegenüber herkömmlichen professionellen Geräten bei der Landschaftsbewertung? Ist eine Ausstattung durch kleine und mittlere Designteams sinnvoll?

Yao Qi：

● Wesentliche Unterschiede:

◇Preis: Traditionelle Profi-Geräte (wie bildgebende Leuchtdichtemessgeräte) kosten 100.000 bis 300.000 Yuan, während mobile Versionen nur einige hundert Yuan benötigen (gebrauchtes Huawei-Handy plus App), was die Einstiegshürde erheblich senkt.

◇Genauigkeit: Unter Laborbedingungen erreicht die Kalibrierung der mobilen Version 80–90 %; in der Praxis beeinflussen Geräteunterschiede die Genauigkeit auf 70–90 %, was jedoch den ingenieurtechnischen Anforderungen entspricht. (Das menschliche Auge nimmt Leuchtdichte logarithmisch wahr; ein Fehler von 10 % ist für das Auge kaum erkennbar. Zum Beispiel kann die Oberflächenleuchtdichte einer Haushalts-Deckenlampe 5000 cd/m² betragen, während die eines Displays 300 cd/m² beträgt – das Auge kann diesen Unterschied gar nicht wahrnehmen.)

◇Tragbarkeit und Effizienz: Mobile Geräte unterstützen Echtzeitfotografie, Datenvisualisierung (Leuchtdichte-Wärmebilder) und One-Click-PDF-Berichtsgenerierung, was sich ideal für schnelle Reaktionen vor Ort auf Kundenwünsche eignet (z. B. sofortige Widerlegung der subjektiven Einschätzung „nicht hell genug“).

● Schlussfolgerung: Kleine und mittlere Designteams sollten dringend investieren, insbesondere in Zeiten wirtschaftlicher Abschwächung, da dies die Kommunikationseffizienz verbessern kann (z. B. durch Daten vor Ort gegen die subjektive Einschätzung des Bauherrn „nicht hell genug“ anzugehen).

Q

Welche guten Beispiele für die Betriebsführung urbaner Beleuchtung gibt es? Wie lässt sich eine nachhaltige Betriebsführung erreichen?

Song Lei:

● Kernlogik der Betriebsführung: Refinanzierung der Betriebskosten durch marktorientierte Maßnahmen, um die vollständige Abhängigkeit von staatlichen Mitteln zu vermeiden und so eine kommerzielle Closed-Loop-Lösung zu schaffen.

Ein Beispiel: Fushan Bay in Qingdao. Der Erfolg der Betriebsführung der Lichtshow am gesamten Fushan Bay liegt darin, dass sie nicht verschwendet wird, wie es in vielen Städten nach der Installation der Fall ist. Sie zeigt täglich Bilder zur Darstellung der Stadtidentität und nutzt die Leerlaufzeit für integrierte Werbespots – für Moutai, Honor of Kings, Dior sowie öffentliche Service-Werbung. Die Werbeeinnahmen decken die Betriebskosten ab und verwirklichen das Doppelziel „Stadtimage-Darstellung + kommerzielle Einnahmen“. Obwohl dies nicht ausreicht, um die damaligen Baukosten zu decken, spart es zumindest der Regierung das tägliche Geld für Lampenreparaturen.

Ein weiteres gutes Beispiel ist die Innovation der Wuxi-Beleuchtung. Sie haben auf Laternenmasten Landeplätze für Drohnen installiert und diese mit Essenslieferungen verbunden. Stellen Sie sich vor: Vor McDonald’s und KFC stehen Laternenmasten; JD.com und Meituan können diese Masten mieten, um ihre Drohnen starten und landen zu lassen. So entsteht eine kommerzielle Closed-Loop-Lösung für die Betriebsführung, ohne dass nur die Regierung zahlen muss.

Diese beiden Modelle basieren einmal auf Werbung, einmal auf der Niedrigflugwirtschaft; im Kern geht es darum, das Finanzierungsproblem zu lösen.

Q

Wie legt man in dynamischen Szenarien (wie Lichtshows oder Großbildschirmen) Leuchtdichteschwellenwerte fest, um visuelle Effekte und Energieverbrauch auszugleichen?

Yao Qi (technische Perspektive):

Das ist durchaus machbar. Der traditionelle Blendungsindex unterscheidet zwischen Innen- und Außenbereichen und ist zu komplex; tatsächlich dreht sich alles um den Kontrast. Wenn die Hintergrundleuchtdichte 10 cd/m² beträgt, sollte die Leuchtdichte der Lampe 100 cd/m² nicht überschreiten, sonst ergibt sich ein Kontrastverhältnis von 100:1 und es entsteht Blendung. Wir fördern nun einen neuen Algorithmus mit integriertem Kontrastmodell: Wenn die Lampe einen Schwellenwert überschreitet, wird die Leuchtdichte automatisch gedimmt, ohne komplizierte KI. Ähnlich wie Krankenhäuser zunächst Ultraschall und CT (visuelle Diagnostik) durchführen, bevor sie die „Dosis“ des Lichts festlegen. Früher war die intelligente Steuerung blind; heute gibt es Daten, sodass wir präzise dimmen können – etwas dunkler, wenn es noch nicht ganz dunkel ist, und noch etwas weniger, wenn die Nacht bereits tief ist; so bleibt es angenehm und spart Energie.

Song Lei (praktische Perspektive):

Bei dynamischen Szenarien kommt es vor allem auf die „Hintergrundleuchtdichte-Kopplung“ an. Bei der Lichtshow am Fushan Bay in Qingdao verbrauchen komplett blaue oder einfarbige Bilder mehr Strom als solche mit Hell-Dunkel-Kontrasten. Wir messen mit dem Handy Daten und geben sie an den Bauherrn zurück: „Sehen Sie, dieses Design kann 30 % Energie sparen.“ Die Führungskräfte glaubten zunächst nicht und dachten, „Lampen laufen ja sowieso gleich, egal ob hell oder dunkel“, doch nach der tatsächlichen Messung stellte sich heraus, dass durch den Kontrast im Inhalt der Energieverbrauch tatsächlich gesenkt werden kann. Das menschliche Auge nimmt Leuchtdichte relativ wahr; etwa bei unterschiedlicher Himmelshelligkeit um 18 Uhr und 22 Uhr liegt der Kontrast innerhalb von 10:1, sodass keine Blendung entsteht. Mit Yao Dr.s Werkzeugen können wir vorab Daten messen und so beim Design vermeiden, dass wir „nur wegen der Helligkeit“ leuchten – angenehm und energieeffizient.

Q

Wie geeignet ist die mobile Version für „Abnahme-Szenarien“ und wo liegen deren Einsatzgrenzen?

Yao Qi:

● Genauigkeit und Anwendungsszenarien:

◇Mobile Version: Genauigkeit 70–90 %, geeignet für schnelle Vor-Ort-Messungen, Kommunikation mit Bauherren und regelmäßige Inspektionen, besonders für kleine und mittlere Designteams oder Betriebsunternehmen (Kosten nur einige hundert Yuan).

◇Professionelle Geräte: Genauigkeit über 95 %, geeignet für Labor-Kalibrierung, Projektabnahme und Standardfestlegung (wie nationale Veranstaltungsorte oder Flughäfen mit extrem hohen Genauigkeitsanforderungen), jedoch mit hohen Kosten (ab 100.000 Yuan), daher nur für große Unternehmen oder Forschungseinrichtungen.

● Schlussfolgerung: Die mobile Version kann 90 % der ingenieurtechnischen Anforderungen erfüllen, während professionelle Geräte für „hochpräzise Referenzkalibrierung“ reserviert sind; beide ergänzen sich gegenseitig.

Schlussfolgerung

Leuchtdichte ist die „Sprache“ der Lichtumgebung, Messung ist das „Werkzeug“ zur Sprachinterpretation und Design ist die „Kunst“, die Bedürfnisse auszugleichen.

Die technologische Forschung von Professor Yao Qis Team hat die Beleuchtungsmessung von der „Einzelmessung“ zur „ganzheitlichen Analyse“ geführt, während Song Leis Praxisbeispiele den Transformationsweg der Branche aufzeigen: „Technik dient der Kunst, Kunst setzt Grenzen durch Verantwortung“.

In Zukunft wird die Beleuchtungsindustrie kontinuierlich vom „Quantifizieren des Lichts“ zum „Qualifizieren des Lichts“ aufsteigen und der nächtlichen Lichtumgebung urbaner Räume mehr technologischen und humanistischen Wert verleihen.

Haftungsausschluss

Der Inhalt dieses Artikels wurde von Ming Klassroom basierend auf der Aufzeichnung des Salons „Leuchtdichte in der Lichtumgebung: Messung, Interpretation und Ausgleich im Design (Teil Stadtbeleuchtung)“ vom 28. September 2025 zusammengestellt.

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