Oktober 2024
Waarom het soms fout gaat bij ombouw lichtmasten sportvelden naar led
Rapport geeft tips en adviezen om problemen te voorkomen
De afgelopen jaren heeft de verlichtingstechnologie een flinke sprong voorwaarts gemaakt, voornamelijk door de invoering van ledverlichting. Onder andere sportveldverlichting profiteert van de voordelen van led-armaturen, waaronder een lager energiegebruik, hogere lichtopbrengst, minder onderhoud en een langere levensduur. Toch is de ombouw van conventionele verlichtingssystemen naar led niet zonder uitdagingen, vertelt verlichtingsadviseur Toine Adams, vooral wanneer deze systemen zijn geïnstalleerd op bestaande lichtmasten die mogelijk niet geschikt zijn voor de extra belasting die led-armaturen met zich mee kunnen brengen.
Bij hockeyclubs in Den Haag en Delft mag er van geluk gesproken worden dat er geen slachtoffers zijn gevallen toen dit jaar naar led omgebouwde lichtmasten afknapten en op het veld terechtkwamen. En er zijn al meer incidenten geweest. Veel partijen in de markt lijken zich onvoldoende te realiseren dat de ombouw van conventioneel naar led een nieuwe beoordeling van de betrokken lichtmasten vereist. Toine Adams, zelfstandig adviseur in openbare - en sportveldverlichting, schreef er samen met Oostendorp Nederland, Normec, NDM Benelux, Montad en VDL Mast Solutions het rapport ‘Kwaliteit lichtmasten – ombouw naar ledarmaturen’ over. Hierin gaat hij uitgebreid in op de risico’s, de inspectievereisten en de technische parameters die nodig zijn om de ombouw naar led-armaturen succesvol en veilig uit te voeren.
Kiezen voor led
De overstap naar ledverlichting kent voor sportverenigingen meerdere voordelen. Leds gebruiken fors minder energie dan conventionele gloeilampen of gasontladingslampen en hebben een langere levensduur (gemiddeld 50.000 uur of meer). Dat veel sportverenigingen hiervoor kiezen, is dus begrijpelijk.Bovendien kunnen led-armaturen veel efficiënter worden aangestuurd, waardoor licht precies kan worden gericht waar het nodig is, wat lichthinder en lichtvervuiling minimaliseert.
Ledverlichting is in veel gevallen echter zwaarder en groter dan traditionele verlichting. Dat betekent dat de belastbaarheid van bestaande lichtmasten opnieuw moet worden beoordeeld. Zoals Adams in zijn rapport benadrukt: ‘Veel bestaande lichtmasten zijn niet sterk genoeg om de nieuwe led-armaturen te dragen, wat leidt tot mogelijke overbelasting en structureel falen.’
Inspectie
Een van de belangrijkste stappen voordat men overgaat tot de installatie van led-armaturen op bestaande lichtmasten is een gedegen inspectie. Adams benadrukt in het rapport dat elke lichtmast individueel moet worden gecontroleerd om te bepalen of deze geschikt is voor de nieuwe belasting. Dit kan het verschil betekenen tussen een succesvolle ombouw en een kostbaar of zelfs gevaarlijk falen van de infrastructuur, zoals de lichtmasten die op de hockeyvelden terechtkwamen.
De eenvoudigste, maar desondanks belangrijke stap in het inspectieproces is een visuele controle. Hierbij moet de gehele lichtmast worden gecontroleerd op zichtbare gebreken zoals scheuren, corrosie, vervorming of andere tekenen van structurele zwakte. Volgens het rapport kunnen scheefstand, vervorming of corrosie directe aanwijzingen zijn dat de mast mogelijk niet langer veilig is.
Een belangrijke nuance hier is dat sommige gebreken, zoals scheefstand, niet altijd direct leiden tot het falen van de mast. Zij kunnen echter wel de lichtkwaliteit en de stabiliteit van de structuur beïnvloeden. In het geval van scheefstand kan dit wijzen op problemen met de fundering, wat op zichzelf al gevaarlijk is en snel moet worden aangepakt om te voorkomen dat de mast omvalt tijdens zware wind of andere omgevingsinvloeden.
Scheuren in lasverbindingen grootste risico
Lasverbindingen
De lasverbindingen van lichtmasten, met name de rondlasverbindingen in cilindrisch verjongde masten, vormen een belangrijke factor voor de structurele integriteit van de mast. In het rapport wordt aangegeven dat scheuren in deze verbindingen het grootste risico vormen voor structureel falen.
Een veel voorkomende fout in het inspectieproces is het negeren van deze lasverbindingen, vooral bij masten die al langere tijd in gebruik zijn. Dit komt vaak door praktische overwegingen. Inspecteurs willen in zo’n geval vermijden dat zij in de mast moeten klimmen waarvan de structurele integriteit al twijfelachtig is.
Innovatieve inspectiemethoden, zoals het gebruik van drones, vereenvoudigen de controle van lasverbindingen. Hierdoor wordt het risico voor inspecteurs verminderd en kunnen moeilijk bereikbare delen van de mast toch zorgvuldig worden geïnspecteerd.
Windklassegebieden Nederland (bron NEN-EN 40-3-1).
Technische belastbaarheid
Wanneer besloten wordt over te gaan op ledverlichting, moeten nauwkeurige technische berekeningen worden uitgevoerd om ervoor te zorgen dat de lichtmast de nieuwe belasting kan dragen. In het rapport benadrukt Adams dat factoren zoals het gewicht van de armaturen, de SCx-waarde (met andere woorden: het geprojecteerde windoppervlak) en de hoek van de armaturen cruciaal zijn om vast te kunnen stellen of de belastbaarheid van de mast niet wordt overschreden.
Led-armaturen zijn doorgaans zwaarder dan conventionele lampen. Dit komt doordat ledarmaturen vaak bestaan uit aluminium behuizingen die dienen als koellichamen om de warmte die door de leds wordt geproduceerd, af te voeren. Een goede warmteafvoer is van cruciaal belang voor de lange levensduur van leds. In het rapport wordt een voorbeeld gegeven van verschillende led-armaturen waarbij het gewicht varieert tussen 17 en 33 kg, afhankelijk van het model en de vraag of er een lichttechnische afscherming is geïnstalleerd.
SCx-waarde en windbelasting
Adams merkt op dat het gewicht van de armaturen op zichzelf niet de grootste bedreiging hoeft te vormen voor de lichtmast. Het is vaak juist de SCx-waarde (het windvangende oppervlak) die de structurele integriteit van de mast op de proef stelt.
De SCx-waarde is daarmee een kritische factor bij het berekenen van de belasting op de mast. Deze waarde geeft het geprojecteerde oppervlak van de armaturen aan dat blootgesteld wordt aan windbelasting. Zoals Adams in zijn rapport uitlegt, hebben ledarmaturen vaak een hoger SCx-waarde dan conventionele schijnwerpers vanwege hun grotere, vlakke oppervlak en in veel gevallen de hogere tilthoek van ledarmaturen.
Een ledarmatuur die onder een grotere hoek is gemonteerd, verhoogt de SCx-waarde verder. Dat leidt tot meer stuwdruk en dus een grotere belasting op de mast. In het rapport wordt een tabel gepresenteerd die laat zien hoe de SCx-waarde toeneemt naarmate de kantelhoek van de armaturen groter wordt (tabel 1). Bij een kantelhoek van 0 graden is de SCx-waarde bijvoorbeeld 0,23, maar bij een hoek van 90 graden kan deze oplopen tot 0,44.
Rekensoftware geeft duidelijk beeld van structurele sterkte mast
Rekensoftware
Dit betekent dat het belangrijk is om bij de installatie van led-armaturen niet alleen naar het gewicht, maar ook naar de plaatsingshoek te kijken. Adams: ‘De eenvoudigste manier om dit te doen, is door het originele ontwerpdossier van de lichtmast op te vragen bij de fabrikant en deze te gebruiken om de nieuwe belasting te berekenen.’
Om te bepalen of een lichtmast geschikt is voor ombouw naar ledverlichting, is het belangrijk om gebruik te maken van geverifieerde rekensoftware die voldoet aan NEN-EN 40-3-3. Deze software houdt rekening met de buisdiameter, de wanddikte en de lichtpunthoogte. Ook neemt dit soort software het type en aantal armaturen dat op de mast wordt gemonteerd, mee in de berekeningen. Dit samen geeft een veel duidelijker beeld van de structurele sterkte van de mast. Op basis daarvan kan vervolgens ook worden vastgesteld of deze bestand is tegen de verhoogde belasting door de nieuwe led-armaturen.
Het ombouwen van sportveldverlichting naar led-technologie biedt vele voordelen, maar vereist wel een zorgvuldige aanpak om veiligheid en duurzaamheid te waarborgen.
Windklassegebieden en terreincategorieën
Er speelt echter nog meer mee, zo blijkt uit het rapport. De geografische locatie van de lichtmast speelt namelijk ook een belangrijke rol bij de belastbaarheid. Nederland is onderverdeeld in verschillende windklassegebieden – en dat is niet voor niets. Deze indeling is namelijk belangrijk omdat de windsnelheden langs de kust nu eenmaal significant hoger zijn dan in het binnenland. Lichtmasten die in kustgebieden worden geplaatst, moeten dus robuuster zijn dan masten in windklassegebied III (Limburg en andere binnendelen van het land). Dit is vastgelegd in NEN-EN 40-3-1, die voorschrijft dat lichtmasten zodanig moeten worden ontworpen dat ze bestand zijn tegen de maximale windsnelheden die op de locatie kunnen optreden.
Ook omgevingsfactoren als de terreincategorie spelen een rol bij het bepalen van de belastbaarheid van de mast. Open terreinen, zoals sportvelden, ondervinden meer windbelasting dan masten die in stedelijke gebieden staan. Terreincategorieën worden in de norm ingedeeld van I (zee of kustgebied) tot IV (bebouwd stedelijk gebied), waarbij lichtmasten in categorie I de hoogste windbelasting ondervinden.
Nieuwe lichtmasten en montagevereisten
Adams: ‘In sommige gevallen zal de inspectie uitwijzen dat de bestaande lichtmasten niet geschikt zijn voor ombouw naar ledverlichting. In zulke gevallen moeten dus nieuwe lichtmasten worden geplaatst.’ Adams adviseert dat bij het aanschaffen van nieuwe lichtmasten de sterkte- en SCx-waarden van de masten en armaturen van tevoren worden aangeleverd aan de mastfabrikant. In veel gevallen ontbreekt deze informatie echter in het offertetraject.
Lichtmasten moeten voldoen aan de NEN-EN-40-reeks van normen, die van toepassing zijn op masten tot 20 m hoog (paaltop) of lichtmasten tot en met 18 m als uithouders worden toegepast. Het rapport raadt aan om standaard configuraties te kiezen die geschikt zijn voor de meest voorkomende led-armaturen op sportvelden, waarbij rekening wordt gehouden met het aantal armaturen, hun gewicht en SCx-waarden.
Een ander belangrijk aspect van nieuwe lichtmasten is de fundering. Masten voor het verlichten van sportvelden hebben te maken met zware topbelastingen, waardoor de masten diep in de grond gefundeerd moeten zijn om scheefstand te voorkomen. Dit wordt bereikt door het verlengen van het ondergrondse deel van de mast of door een buispaalfundering toe te passen. Ook moet rekening worden gehouden met eventuele extra apparatuur die aan de mast wordt gekoppeld. Denk aan scoreborden of bijvoorbeeld netten. Standaard worden extra aan te brengen materialen niet doorgerekend in het mastontwerp.
Conclusie
De gevolgen van het niet naleven van de technische richtlijnen kunnen catastrofaal zijn. Overbelaste lichtmasten kunnen na verloop van tijd haarscheuren ontwikkelen, die uiteindelijk leiden tot scheuren op maaiveldniveau, bij de mastdeur of bij een verjonging (overgang tussen twee buisdelen). In het ergste geval kan een lichtmast bezwijken en omvallen, wat niet alleen materiële schade veroorzaakt, maar ook ernstige veiligheidsrisico’s met zich meebrengt. Adams waarschuwt dan ook dat ‘het niet inspecteren en controleren van lichtmasten voorafgaand aan de installatie van led-armaturen kan leiden tot onvoorziene ongelukken, wat zowel financiële als persoonlijke gevolgen kan hebben.’
Het ombouwen van sportveldverlichting naar led-technologie biedt zonder twijfel vele voordelen. Het vereist echter ook een zorgvuldige en gedetailleerde aanpak om de veiligheid en de duurzaamheid te waarborgen. Het rapport van Adams benadrukt dat grondige inspectie, nauwkeurige berekeningen van de belastbaarheid en het gebruik van gekwalificeerde professionals essentieel zijn om problemen te voorkomen. De technische eisen die gepaard gaan met de installatie van led-armaturen mogen niet worden onderschat. Het negeren van deze aspecten kan leiden tot gevaarlijke situaties en hoge kosten op de langere termijn.
Het is daarom van cruciaal belang dat beheerders van sportvelden, installatieadviseurs, installateurs én opdrachtgevers de aanbevelingen uit het rapport opvolgen en ervoor zorgen dat elke stap in het proces zorgvuldig wordt gepland en uitgevoerd. Door de in het rapport opgenomen tips en adviezen na te leven, kunnen ongelukken worden voorkomen en kan tegelijkertijd worden geprofiteerd van de voordelen van moderne ledverlichting.
Maar het bestek dan?
In bestekken wordt vaak eenvoudigweg opgenomen: ‘leveren sportveldmast’. Dat is niet voldoende, want ‘leveren sportmast’ is een vage beschrijving die gemakkelijk tot discussies kan leiden wanneer de geleverde masten niet aan de vereiste specificaties en verwachtingen voldoen, schrijft Toine Adams in het rapport ‘Kwaliteit lichtmasten – ombouw naar ledarmaturen’.
Om dergelijke misverstanden te voorkomen, geeft Adams in het rapport enkele voorbeelden van een goed opgesteld pakket aan eisen. Het is de verantwoordelijkheid van de opdrachtgever of bestekschrijver om te bepalen welke van deze eisen van toepassing zijn op het project.
Een van die voorbeelden betreft de ‘mastdeur’. Het kan zijn dat de led-drivers in een aparte montagekast aan de mast worden bevestigd, waardoor de lichtmast geleverd kan worden zonder mastdeuren. Indien er echter slechts één led-driver wordt gebruikt, kan ervoor gekozen worden om deze in het mastcompartiment te plaatsen, waardoor een tweede mastdeur overbodig is.
Bron
- Adams T., ‘Kwaliteit lichtmasten – ombouw naar ledarmaturen’, NSVV, Ede, 2024.
Tekst: Robbert Hoeffnagel
Fotografie: iStock, NSVV