Erweckung der Unterwelt
Aufwertung des Erlebnisses in den Schauhöhlen
Artikel veröffentlicht von Illuminating Engineering Society
85 Broad Street, Stockwerk 17, New York, NY 10004
Alle Rechte bei Illuminating Engineering Society
Erweckung der Unterwelt
Aufwertung des Erlebnisses in den Schauhöhlen
In der Mythologie zahlreicher Zivilisationen werden Höhlen als Tore zur Unterwelt beschrieben. Die Norweger beschrieben Nidavellir (auch bekannt als Svartalfheim) als ein Labyrinth aus Minen und Schmieden, das die Heimat der Dunkelelfen war, während die Griechen glaubten, dass unter der Höhle des Hades der Fluss Styx floss, wo Charon, der Fährmann, die Seelen in das Reich der Toten geleitete.
Unser Unternehmen Cave Lighting wurde aus der Leidenschaft für die Erkundung wilder Höhlen im echten Leben geboren. Aus dieser Liebe heraus entstand der Wunsch, sich auf Schauhöhlen zu konzentrieren - Höhlen, die der Öffentlichkeit für private Führungen zugänglich sind und von denen wir die meisten als schlecht beleuchtet empfanden. Unser Ziel war es, die Schauhöhlen mit Hilfe neuer Technologien für die Öffentlichkeit zugänglicher zu machen, und zwar durch die Brille von Höhlenliebhabern.
Als wir anfingen, hatten wir keine Erfahrung mit Schauhöhlen, Führungen, elektrischen Systemen und Lichtdesign, und wir erkannten schnell, dass wir ein für Höhlen geeignetes Beleuchtungssystem brauchten. Da es zu diesem Zeitpunkt nichts auf dem Markt gab, entwickelten wir 2008 die erste Version unseres Höhlenbeleuchtungssystems, das speziell für den Einsatz in den rauen Umgebungen von Schauhöhlen und Schaubergwerken konzipiert wurde. Dabei haben wir festgestellt, dass die Höhlenforscher eine ganz andere Sichtweise haben als Elektriker, Planer, Architekten, Lichtdesigner und Bühnenbildner. Die größte Herausforderung bestand darin, dass die Elektrounternehmen wenig Erfahrung mit der Unterwelt hatten. Ihre Systeme sorgten zwar für die Beleuchtung, aber oft für eine miserable Ästhetik und zerstörten die Umgebung der Höhlen.
Bis 2008 wurden die meisten Schauhöhlen nur mit warmweißem Licht (3000K) beleuchtet. Da diese Farbtemperatur die Farben von unterirdischen Objekten nicht genau wiedergeben kann, haben wir uns ausschließlich auf kaltweißes Licht (6000K) verlassen. Diese Farbtemperatur erwies sich als geeignet, um die natürlichen Farben und weißen Speläothemen (Mineralablagerungen, die sich aus dem Grundwasser in unterirdischen Höhlen gebildet haben) hervorzuheben. Später experimentierten wir mit verschiedenen Farbtemperaturen, die von kaltweiß bis bernsteinfarben reichten, und mit unterschiedlichen Ausstrahlungswinkeln von 10° bis 120°.
Die technischen Lösungen, die für die Beleuchtung von Höhlen erforderlich sind, sind relativ einfach. Im Gegensatz dazu sind das Lichtdesign und die Szenografie eines jeden Höhlenbesuchs einzigartig und unterscheiden sich von Projekt zu Projekt. Während wir unsere eigene Beleuchtung für den Einsatz in Schauhöhlen entwickeln und produzieren, ist es relativ einfach, gute Leuchten auf dem Markt zu finden, die die Schutzart IP65 für den Außeneinsatz oder IP68 für den Unterwassereinsatz haben. Diese Leuchten sind jedoch für ein breites Spektrum von Anwendungen entwickelt und gedacht und nicht für eine Umgebung mit 95 % bis 100 % Luftfeuchtigkeit. Am besten ist es, ein robustes Gehäuse zu wählen, das relativ lange in einer rauen Umgebung überleben kann. Die ersten Systeme, die wir gebaut haben, sind seit 16 Jahren im Einsatz, und die Leuchten sind bis auf wenige Ausnahmen immer noch in gutem Zustand.
Cave Lighting kombiniert Lichtsteuerung mit industrieller Automatisierung und setzt auf eine Kombination aus zentralen und dezentralen Systemen. Das Lichtsteuerungssystem ist ebenfalls eine Eigenentwicklung und umfasst Lichtsteuerungen, Multimediasteuerungen und Funksteuerungen. Für die Automatisierung werden Standardlösungen verschiedener Hersteller eingesetzt, wie intelligente Stromversorgungen, USV, Batterien und Überspannungsschutzgeräte der Phoenix Contact GmbH & Co. KG und SPS- und Power over Ethernet-Switches sowie weitere Automatisierungskomponenten der WAGO GmbH & Co KG.
Die Steuerung der Beleuchtungsanlage ist abhängig vom Konzept der Anlage (d.h. vom Management) und zum Teil auch von der Lichtplanung. In vielen Projekten wird ein Glasfasernetz aufgebaut und eine SPS-Automatisierung der elektrischen Anlage integriert, die dann mit dem Lichtsteuerungssystem kombiniert wird. Das Beleuchtungssteuerungssystem enthält statische und dynamische Elemente, und es werden verschiedene Protokolle verwendet, wie PWM, DMX 512 oder analoge Schaltung.
Die Beleuchtung von Höhlen ist keine Aufgabe für eine einzelne Person oder ein einzelnes Unternehmen. Die Arbeit beruht auf der Zusammenarbeit und Synergie mit Spezialisten aus verschiedenen Bereichen wie Elektroplanern, Lichtdesignern, Architekten und Szenografen. Letztlich funktioniert die Beleuchtung in Höhlen nur dann wirklich, wenn die Sicherheit der Besucher der Schauhöhle gewährleistet ist. Deshalb wird die Beleuchtung in zwei Bereiche unterteilt: die Sicherheitsbeleuchtung (oder Wegbeleuchtung) und die Akzentbeleuchtung. Die Sicherheitsbeleuchtung ist für die Ausleuchtung des Führungsweges zuständig und enthält redundante Elemente, um eine zuverlässige Beleuchtung zu gewährleisten. Je nach Land und Anforderungen kann die Wegbeleuchtung zwischen 1 Lux und 5 Lux betragen, wodurch der Bereich für die Besucher effektiv beleuchtet wird.
Wenn die Sicherheit gewährleistet ist, können verschiedene Akzentbeleuchtungen eingesetzt werden. Die Lichtplanung in Schauhöhlen oder anderen unterirdischen Touristenattraktionen wird auf sehr unterschiedliche Weise umgesetzt. Zum Beispiel können die Planer ein ganzheitliches Konzept mit einer Geschichte entwickeln und die Beleuchtung einsetzen, um diese Geschichte zu erzählen. Andere möchten die Höhle als Naturwunder präsentieren und sicherstellen, dass ihre Schönheit zugänglich ist. In jedem Fall ist es bei unterirdischen Projekten sehr wichtig, eine Überbeleuchtung und die Verwendung intensiver Farben zu vermeiden, da diese die Besucher oft überfordern. Wir arbeiten vorwiegend mit weißem Licht und ziehen es vor, eine maximale Beleuchtungsstärke von 200 Lux auf den Höhlenoberflächen nicht zu überschreiten.
Es gibt keine Einheitslösung für die Beleuchtung von Höhlen - jeder Ort bietet einzigartige Herausforderungen, die oft kreative Lösungen erfordern. Werfen wir einen Blick auf zwei unserer Projekte: die Dachstein-Eisriesenhöhle in Obertraun, Österreich, und das Schiefermuseum Haut-Martelange in Luxemburg.
Eines unserer extremsten Projekte ist die Neuinszenierung der Rieseneishöhle am Dachsteingletscher, die an der Grenze zwischen Salzburg, Oberösterreich und der Steiermark liegt. Dieser Ort ist eine der wenigen hochalpinen Schauhöhlen der Welt. Der Eingang befindet sich auf einer Höhe von 1.421 Metern über dem Meeresspiegel. Die Länge der Schauhöhle beträgt ca. 800 m, wobei zwischen Eingang und Ausgang ein Höhenunterschied von ca. 70 m besteht. Die Rieseneishöhle ist in zwei Bereiche unterteilt: einen unteren Bereich mit Umgebungstemperaturen von bis zu 3 Grad Celsius und einen oberen Bereich mit Eisformationen und maximalen Umgebungstemperaturen von +/- 0 Grad Celsius.
Die Pronatour GmbH aus Wien, Österreich, war hauptverantwortlich für das Projekt und entwickelte ein Konzept, das die Schauhöhle durch Unterhaltungseffekte in eine Art "Unterwelt-Disneyland" verwandelt. Als federführendes Unternehmen für die Licht- und Elektroplanung hatten wir eine andere Sicht der Dinge; nach zahlreichen Gesprächen und Tests vor Ort einigte sich Pronatour auf eine Kombination aus natürlicher und authentischer Beleuchtung mit mehreren Multimedia-Inseln, die Licht- und Musikshows, farbige Beleuchtung und dynamische Inhalte umfassen.
Der dritte Bereich der Höhle verfügt über ein SPS-gesteuertes Automatisierungsnetz und ist in neun Führungszonen unterteilt. Die ersten vier Zonen sind eisfrei und werden überwiegend mit weißem Licht zwischen 6000K und 4500K beleuchtet. Zu den Besonderheiten in diesem Teil der Schauhöhle gehören zwei vollautomatische Roboterbären, die zentral über eine SPS gesteuert werden.
Die Zonen fünf bis neun umfassen die eigentliche Eishöhle mit dicken Eisschichten, Eisfiguren und Sonderformen wie Eiszapfen und Eisflächen, wobei die größte Formation ein Eisberg ist. Für die Inszenierung in diesen Bereichen wurde eine Kombination aus kaltweißer und RGBW-Beleuchtung verwendet. In verschiedenen Bereichen der Eishöhle wurden in Zusammenarbeit mit dem Bühnenbildner Jan Ptacin fünf Licht- und Musikshows entwickelt, die den Rundgang und die erzählte Geschichte thematisch unterstützen. Im Tropfsteinsaal (Zone 2) zum Beispiel unterstützte die Show die Erklärung der Höhlenentstehung. Im Parsival-Saal (Zone 6) wurde Musik aus Richard Wagners "Parsifal" eingespielt.
Für die Wegbeleuchtung wurden 5000K CL-LMT-Leuchten (30 Lumen, 1 Watt) verwendet. Für die Akzentbeleuchtung wurden 4500K bis 6200K CL-LSQ2-Leuchten (250 Lumen, 3,5 Watt) und 4500K bis 6200K CL-LQP2-Leuchten (1.200 Lumen, 12 Watt) eingesetzt. Die RGBW-Licht- und Musikshows wurden mit DMX-gesteuerten CL-EQP-Leuchten ausgestattet, die ursprünglich für den Unterhaltungssektor entwickelt wurden.
Die Umgebung machte dieses Projekt besonders einzigartig. Wir begannen mit der Installation im Februar 2018, als die Temperaturen draußen bei -25 Grad Celsius und im Höhleneingang bei -12 Grad Celsius lagen. Wir mussten sowohl auf als auch im Eis arbeiten und nicht nur die Beleuchtung entwerfen (d. h. Standorte für die Lampen finden und Lichtszenen erstellen), sondern auch Löcher bohren, Kabel und elektrische Anschlüsse verlegen und programmieren.
Eine weitere Herausforderung war die exponierte Lage der Höhle und der sehr schlechte Schutz des Stromnetzes. Wir stellten schnell fest, dass die Schauhöhle elektrisch nicht gegen Überspannungen geschützt war. Daraufhin wurde ein spezielles Blitzschutzsystem mit etwa 50 maßgeschneiderten Blitzschutzgeräten (SPD) entwickelt und installiert.
Der Umgang mit gefrorenen Objekten ist nur eine der Herausforderungen bei der Beleuchtung von Höhlen. In der Schiefergrube Haut-Martelange des Schiefermuseums in Luxemburg waren ganz andere Hindernisse zu überwinden. Das Museum und die Schiefergrube befinden sich auf einem 8 Hektar großen Freigelände mit 26 renovierten Handwerksbetrieben. Das Bergwerk weist eine komplexe Topologie auf, ist etwa 600 Meter lang und erstreckt sich über fünf verschiedene Ebenen. Der Höhenunterschied zwischen dem Eingang und der tiefsten zu besichtigenden Ebene beträgt fast 80 Meter. Ganz unten im Besucherbereich befinden sich zwei große "Seen", bei denen es sich in Wirklichkeit um geflutete Schächte handelt, von denen einige eine Tiefe von 100 Metern erreichen. Zu Beginn des Projekts stand das gesamte Bergwerk unter Wasser, und es dauerte zwei Jahre, um das Wasser abzupumpen. Im Jahr 2021 begannen die Bauarbeiten, die jedoch durch Überschwemmungen und Erdrutsche behindert wurden. Im November 2022 ging die Mine in Betrieb und das Museum wurde offiziell eröffnet.
Das im Bergwerk installierte Beleuchtungssystem war umfangreich und umfasste ein SPS-gesteuertes Automatisierungsnetz mit sechs Unterverteilern und einer Stromversorgung für Geräte mit 230 VAC, 48 VDC, 36 VDC und 24 VDC. Für die Wegebeleuchtung wurden PWM-gesteuerte CL-LMT-Leuchten mit 6000 K und DMX-gesteuerte PIXELDOME-Leuchten mit 2700 K (von GVA Lighting) eingesetzt. Die Akzentbeleuchtung wurde mit PWM- und DMX-gesteuerten Leuchten der Serien CL-LSQ und CL-LQP mit Farbtemperaturen zwischen 3000K und 6200K realisiert. Einige der Multimedia-Lichtshows im Bergwerk wurden mit CL-EQP-Leuchten realisiert, die farbkalibriert sind und über DMX gesteuert werden. Fünf Sony-Projektoren, die in speziellen Gehäusen untergebracht sind, wurden zusammen mit 12 ROSCO Image Spots mit 5500 K und Schutzart IP65 installiert.
Die Installation und Programmierung des Projekts war eine echte Herausforderung, da Seiltechniken erforderlich waren und hohe Schotts erklommen werden mussten, um die Leuchten zu installieren, anzuschließen und vorzuprogrammieren. Die Spezialisten mussten oft 20 bis 30 Meter über dem Boden mit Bohrhämmern und Toughbooks in der Hand arbeiten. Ein weiteres Hindernis war die Unterwasserinstallation der Beleuchtung. Ursprünglich war geplant, die Beleuchtung unter Wasser zu tauchen und zu installieren. Wir stellten jedoch fest, dass das Wasser aus den Schächten gepumpt und die Installation mit einem Schlauchboot durchgeführt werden konnte.
Zurzeit arbeiten wir an unserem 111. Projekt, und wenn wir zurückblicken, sehen wir einen Weg, der manchmal steinig war (kein Wortspiel beabsichtigt), der aber sowohl Erfolg als auch Kundenzufriedenheit gebracht hat. Vor sechzehn Jahren gab es nur einfache Systeme, bei denen das Licht ein- und ausgeschaltet wurde. Heute können wir sehr komplexe Systeme mit zahlreichen Elementen planen und erstellen, die eine intelligente Steuerung unterstützen und konzeptionell vielfältig sind. Während wir bisher viele Videoprojektionen in Projekten umgesetzt haben, ist ein vollständiges Video-Mapping im Untergrund ein Projekt, das wir gerne in Angriff nehmen möchten, möglicherweise dieses Jahr in Frankreich. Genau wie die Lichtdesigner in der überirdischen Welt gehen auch die Höhlenbeleuchter immer weiter an die Grenzen, um all jenen, die unter die Erdoberfläche hinabsteigen, ein Gefühl des Staunens zu vermitteln.
DIE AUTOREN |Alexander Chrapko ist einer der Gründer der Cave Lighting CL GmbH & Co KG. Er hat Höhlenbeleuchtungsprojekte in mehr als 20 Ländern organisiert und geleitet.
Vladimir Vashkevich ist Produkt- und Projektmanager sowie technischer Leiter für die Vorplanung und Detaillierung von elektronischen Installationen, die Pflege der technischen Dokumentation und den Kundendienst bei Cave Lighting CL GmbH & Co KG.
