Beleuchtungen modernisieren: Standsicherheitsprüfung als Chance

Der Übergang zu energieeffizienteren LED-Scheinwerfern stellt für Gemeinden, Vereine und Anlagenbetreiber eine nachhaltige Investition dar. Hinter einer solchen Modernisierung verbergen sich jedoch technische Fragen: Was bedeutet die Laständerung für die bestehenden Masten? Was sind die Auswirkungen auf die Stabilität der Strukturen? Werden die gesetzlichen Vorschriften eingehalten?

Statische Prüfung eines Beleuchtungsmastens in Chur.
Statische Prüfung eines Beleuchtungsmastens in Chur.
Quelle: Saga NDT

Auf den ersten Blick scheint der Austausch der bestehenden Scheinwerfer durch ein LED-Modell eine einfache Massnahme zu sein, welche sich allein an Budget und Beleuchtungsqualität orientiert. Effektiv verbirgt sich hinter dieser Operation – neben dem Energiesparen – auch eine Sicherheitsaufgabe, die mit höchster Sorgfalt behandelt werden muss, damit die Investition nachhaltig ist und den gesetzlichen Vorschriften entspricht.

Können bestehende Masten weiterhin genutzt werden?

Bei einer LED-Nachrüstung ändern sich häufig die auf die Masten wirkenden Lasten: Grössere LED-Projektoren können das Gewicht am Mastkopf erschweren sowie die dem Wind ausgesetzte Fläche vergrössern und damit die Kräfte auf die Struktur steigern. Andererseits werden leichtere LED-Projektoren oft höher montiert oder in grösserer Stückzahl installiert, was ähnliche Auswirkungen haben kann. Schon eine kleine Änderung des Anstellwinkels verändert die Windangriffsfläche des Lichtpunkts und beeinflusst die Stabilität des Mastes.

Um keine bösen Überraschungen zu erleben, sollte neben der Lichtmenge (Lux), der Gleichmässigkeit, der Blendungsbegrenzung und der Umwelt- und Normvorgaben der Ausleuchtung auch die technische Ausführung (mechanische Konformität) geprüft werden. Denn die Sicherheit der Nutzer und die Langlebigkeit der Infrastruktur hängen auch von der realen Tragfähigkeit der Masten ab.

Viele Sportmasten wurden vor mehreren Jahrzehnten in­stalliert. Ihre Konstruktion unterlag damals anderen Normen und der natürliche Alterungsprozess kann die ursprünglichen Sicherheitsreserven verringern. Weiter können Korrosion, Materialermüdung, zusätzliche Lasten (Fahnen, Anzeigen etc.) die Stabilität beeinträchtigen.

Es ist somit aus ökonomischem wie auch ökologischem Grund unerlässlich, die mechanische Konformität der Masten vor jeder Nachrüstungsmassnahme zu prüfen.

Zuverlässig und zerstörungsfrei: die statische Prüfung

Zur Bewertung der Lage- und Tragsicherheit der Masten und der Auswirkungen neuer Projektoren gibt es in der Schweiz ein anerkanntes Referenzdokument: die SIA 261 (Einwirkungen auf Tragwerke). Diese Norm legt fest, wie Windwirkungen und Zusatzlasten zu berücksichtigen sind, um die Sicherheit der Konstruktionen zu gewährleisten.

Die Berücksichtigung der Windwirkungen ist komplex und Regionen spezifisch. Die Windkarte ermöglicht es, die Referenzwindgeschwindigkeiten für jeden Standort zu bestimmen, was entscheidend für die korrekte Dimensionierung und Überprüfung der Mastlasten ist.

Mechanischer Konformitätsnachweis

In der Schweiz ist der Besitzer der Sportanlage juristisch für die Sicherheit verantwortlich (Art. 41 OR – Verkehrssicherungspflicht und Art. 58 OR – Werkeigentümerhaftung). Diese Verantwortung umfasst die Einhaltung der Bau- und Sicherheitsvorschriften, den Unterhalt und den Schutz der Anlagenbenutzer. Wird z.B. die mechanische Auswirkung einer Nachrüstung ignoriert, kann dies zu Risiken für die Öffentlichkeit, zu Sachschäden und zu erheblichen rechtlichen Konsequenzen führen. Ein mechanischer Konformitätsnachweis ermöglicht es dem Auftraggeber, seiner Sorgfaltspflicht nachzukommen, die Sicherheit zu gewährleisten und gleichzeitig die Investition abzusichern.

Nach einem Sturm umgeknickter Masten.
Nach einem Sturm umgeknickter Masten.
Quelle: Saga NDT

Die statische Prüfung mittels Kraft-/Biegeverfahren entspricht vollständig diesen Vorgaben. Dabei werden die Lasten schrittweise auf den Mast aufgebracht, um die kombinierten Effekte von Wind und Projektorgewicht zu simulieren, ohne die Anlage zu erschüttern oder zu beschädigen. Die dabei entstehenden Spannungen und Biegung werden präzise gemessen und transparent ausgewertet. Jeder Test wird durch eine Berechnungsnotiz und einen detaillierten Bericht begleitet, in dem alle erhobenen Daten dokumentiert sind. So ist eine vollständige Nachvollziehbarkeit gewährleistet, und der Eigentümer oder Betreiber erhält eine rechtlich belastbare Basis.

Ein weiterer Vorteil der statischen Prüfung ist die Möglichkeit, das Nachrüstungsprojekt bereits vor Bestellung oder Montage der neuen Projektoren zu simulieren. Die Saga NDT AG kann die Effekte der Zusatzlast (oder der neuen Anordnung) genau auf das Objekt reproduzieren, sodass Projekte bereits vor der Umsetzung validiert und notwendige Anpassungen an der Infrastruktur (Masten, Fundament, Lasten) identifiziert werden können. Diese bewährte Methode der statischen Konformitätsprüfung ermöglicht es, Probleme frühzeitig zu erkennen, die Investition abzusichern (resp. nicht nötige Investitionen zu tätigen)  und die Normen und Vorschriften einzuhalten.

Nachhaltigkeit durch gut geplantes «Relamping»

Eine LED-Modernisierung ist weit mehr als ein einfacher Austausch von Projektoren: Sie bietet die Chance, die Lebensdauer bestehender Masten zu verlängern, die Energieeffizienz der Anlagen zu verbessern und Sportplätze verantwortungsvoll (finanziell optimiert) zu modernisieren.

Diese Verlängerung der Lebensdauer und Modernisierung ist jedoch nur möglich, wenn die Arbeiten regelkonform und sicher durchgeführt werden. Die Beauftragung eines akkreditierten Prüfinstituts für die mechanische Konformitätsprüfungen stellt nicht nur die Sicherheit und Konformität sicher, sondern ermöglicht auch fundierte Entscheidungen über die nachhaltige Nutzung der bestehenden Infrastruktur. Mit anderen Worten: Ein gut vorbereitetes LED-Nachrüstungsprojekt ist eine doppelt gewinnbringende Investition – es modernisiert die Beleuchtung und erhält gleichzeitig die Bausubstanz für die kommenden Jahre.

Warum ein ISO-17020-akkreditiertes Prüfinstitut?

Es gibt in der Schweiz und Europa einige Anbieter von statischen und dynamischen Prüfmethoden. Ein Prüfinstitut zu wählen, das nach ISO 17020 für Inspektions- und Prüftätigkeiten akkreditiert ist, stellt die Unabhängigkeit und Kompetenz der mechanischen Kontrollen sicher. Diese Akkreditierung wird für die Schweiz ausschliesslich von der Schweizerischen Akkreditierungsstelle (SAS) vergeben und gewährleistet, dass das Prüfinstitut:

  • eine konsistente und validierte Methodik anwendet,
  • rigorose und nachvollziehbare Verfahren einhält,
  • und über qualifiziertes, erfahrenes und unabhängiges Personal verfügt.

Nur ein nach ISO 17020 akkreditiertes Prüfinstitut kann gesetzlich verwertbare Konformitätsnachweise erstellen, die es dem Eigentümer oder Betreiber ermöglichen, seiner Verantwortung nachzukommen.

Zum Schluss

Dabei sollte daran gedacht werden, dass es ein Bundesprogramm zur finanziellen Unterstützung bei Beleuchtungsersatz von Aussensportplätzen gibt. Einzusehen ist es unter folgendem Link: lightbank.ch/aussensportplaetze

saga-ndt.ch

Checkliste für eine sichere und konforme LED-Nachrüstung

1. Audit der bestehenden Masten:

  • Überprüfung der Vertikalität, der Befestigungen und des Oberflächenzustandes (Korrosion bzw. deren fachgerechter Behandlung).

2. Analyse der neuen Projektoren: (Lichtberechnung des Beleuchtungslieferanten)

  • Bestimmung der Beleuchtungsstrategie und Erfassung der technischen Daten (Gewicht, Windangriffsfläche, Neigung und Anzahl der Projektoren).

3. Statische Prüfung gemäss SIA 261:

  • Nach der erstellten Windlastberechnung folgt die progressive Anwendung der Last zur Simulation der kombinierten Effekte von Wind und Gewicht.

4. Detaillierter Bericht mit Berechnungsnotiz:

  • Vollständige Nachvollziehbarkeit der erhobenen Daten, Spannungen und Biegungen.

5. Abschliessende Entscheidung über die Umsetzung:

  • Validierung des Projekts (Nachrüstung) oder Anpassung der Masten/Installationen bei Bedarf.