FARBTEMPERATUR

Die Lichtfarbe einer Lichtquelle wird beschrieben durch die Farbtemperatur in Kelvin (K). Gebräuchliche Leuchtmittel haben Farbtemperaturen in den Größenordnungen von unter 3.300 Kelvin (Warmweiß), 3.300 bis 5.300 Kelvin (Neutralweiß) bis über 5.300 Kelvin (Tageslichtweiß). Die Farbtemperatur der Farbe einer Lichtquelle wird durch den Vergleich mit der Farbe eines „Schwarzen Strahlers“ bestimmt. Dieser ist ein „idealisierter“ Körper, zum Beispiel aus Platin, der alles auf ihn fallende Licht schluckt, dessen Reflexionsstrahlung somit gleich Null ist. Wenn ein „Schwarzer Strahler“ langsam erhitzt wird, durchläuft er eine Farbskala von Dunkelrot, Rot, Orange, Gelb, Weiß bis zum Hellblau. Je höher die Temperatur ist, desto weißer wird die Farbe. Die Temperatur des „Schwarzen Strahlers“, bei der mit der zu bestimmenden Lichtquelle Farbgleichheit besteht, ist die ähnlichste Farbtemperatur des Leuchtmittels.

LEDS

LEDs oder Leuchtdioden – das Kürzel steht für Licht emittierende Dioden bzw. light emitting diodes – sind elektronische Halbleiterbauelemente, die unter Spannung Licht in den Farben Rot, Grün, Gelb oder Blau abgeben. Mithilfe einer zusätzlichen internen Leuchtschicht können blau leuchtende LEDs auch weißes Licht erzeugen. Weißlicht lässt sich außerdem durch Farbmischung erzeugen. Die Vorteile der LEDs sind hohe Lebensdauer, Wartungsfreiheit, IR/UV-Freiheit des Lichts, geringer Energieverbrauch, Farbstabilität und Unempfindlichkeit gegen Erschütterungen. LEDs werden mit Niederspannung betrieben. In der Regel bilden mehrere Dioden ein Modul. LEDs gibt es in unterschiedlichen Bauformen: Es gibt Leuchtensysteme mit fest verbauten, nicht austauschbaren LED-Modulen, Leuchten mit austauschbaren Modulen, flexible LED-Stripes und als Ersatz für konventionelle Leuchtmittel Retrofits in Lampenform.Es werden bereits LEDs mit über 200 lm/W eingesetzt. Ein Ende dieser Technologieentwicklung ist noch nicht erreicht, liegt aber bei hoher Lichtqualität einer Leuchte bei über 250 lm/W (Stand 2018). Diese Werte sind mit konventionellen Lichtquellen nicht erreichbar. LEDs wurden zunächst vor allem für Orientierungsleuchten verwendet. Schon bald erzeugten sie zudem in der Außen- und in der Innenbeleuchtung farbdynamisches Licht nach dem Prinzip der RGB-Farbmischung. Inzwischen ist die LED in fast allen Lichtanwendungen zu finden, auch in der Allgemeinbeleuchtung.

MINDESTANFORDERUNGEN AN DIE BELEUCHTUNG VON ARBEITSSTÄTTEN

Voraussetzung für eine gute Beleuchtung ist die Einhaltung von Mindestanforderungen (beispielsweise gilt zur Beleuchtung von Arbeitsstätten der einheitliche Standard EN 12464-1), die von nationalen wie europäischen Richtlinien bestimmt werden. Weitere Hinweise für die Planung der Beleuchtung beinhalten die Empfehlungen der Lichttechnischen Gesellschaft (LTG) einzelner Länder. Ēm beschreibt dabei den Wartungswert (Mittelwert der Beleuchtungsstärke), der nicht unterschritten werden darf. Die Abkürzung UGR steht für Unified Glare Rating (deutsch: vereinheitlichte Blendungsbewertung) und sagt etwas über den Grad der psychologischen Blendung einer Beleuchtungsanlage im Innenraum aus. Ra bezeichnet den Farbwiedergabeindex; der allgemeine Referenzindex beeinflusst die Farbe eines beleuchteten Gegenstandes. Diese Anforderungen sollen für eine optimale Sehleistung und besten Sehkomfort für Menschen mit normalem Sehvermögen sorgen. Während beispielsweise Büroräume eine mittlere Beleuchtungsstärke von 200 bis 500 Lux benötigen, müssen Elektronikwerkstätten mit 1500 Lux beleuchtet werden. Der UGRL sollte in Viehställen 40 betragen, in Seniorenheimen jedoch nur 19; der allgemeine Referenzindex wiederum in Dialysezentren 80, rund um Rolltreppen jedoch nur 40. Was bedeutet das für die Praxis? Die empfohlenen Mindestanforderungen nach DIN EN 12464-1 sind für jede Branche und jede Tätigkeit unterschiedlich: Lassen Sie sich am besten von unseren erfahrenen Lichtplanern beraten.

WARTUNGSWERT

Der Lichtstrom einer Beleuchtungsanlage nimmt im Laufe des Betriebs bedingt durch Alterung oder Verschmutzung stetig ab. Die zu erwartende Abnahme des Lichtstroms hängt aber auch von der Wahl der eingesetzten Lampen und Leuchten ab. Weiterhin sind herrschende Betriebs- und Umgebungsbedingungen wichtig für die Planung. Daher muss bei der Planung eine höhere Beleuchtungsstärke als die Mindestbeleuchtungsstärke zugrunde gelegt werden. Die Abnahme der Beleuchtungsstärke wird mit dem Wartungsfaktor erfasst. Der Wartungsfaktor ist definiert als das Verhältnis vom Wartungswert zum Anfangswert der Beleuchtungsstärke.

Referenzwerte:
0,80 > für sehr saubere Räume (Reinräume) oder niedrige Nutzungsdauer
0,67 > für saubere Räume, Wartungszyklus 3 Jahre, normales Büro
0,57 > für Innen- und Außenbeleuchtung mit normaler Verschmutzung, Wartungszyklus 3 Jahre
0,50 > für Innen- und Außenbeleuchtung mit starker Verschmutzung 3 Güteklassen der Blendungsbegrenzung: Klasse
1 > Hohe Anforderungen beispielsweise in Büros Klasse
2 > Mittlere Anforderungen beispielsweise in Verkehrswegen Klasse
3 > Geringe Anforderungen beispielsweise in Lagerräumen

DIREKTBLENDUNG

Direktblendung entsteht durch eine zu hohe Leuchtdichte. Diese wird durch ungeeignete, nicht entblendete oder falsch montierte Leuchten beziehungsweise freistehende Lampen bedingt. Folgen? Eine verminderte Sehleistung (physiologische Blendung), die das Wohlbefinden und damit die Arbeitsleistung des Menschen nachhaltig negativ beeinflusst (psychologische Blendung). Die maximal zulässigen Werte für die Leuchtdichte werden im Ausstrahlungsbereich zwischen 45 und 85 Grad angeben.

REFLEXBLENDUNG

Reflexblendung entsteht durch spiegelnde Oberflächen, eine falsche Leuchtenanordnung oder eine ungeeignete Arbeitsplatzposition. Dies führt zu nachlassender Konzentration sowie Ermüdungserscheinungen; die Fehlerquote steigt. Abhilfe schaffen zum Beispiel matte Oberflächen und Materialien oder eine indirekte Beleuchtung. Gerne zeigen Ihnen unsere Experten, wie Sie Leuchten und Arbeitsplatz harmonisch aufeinander abstimmen.

UGR-Wert

Um Ermüdung, Fehler bei der Arbeit und Unfälle zu minimieren ist es wichtig, die Blendung – vor allem der Beleuchtungsanlage – zu begrenzen. Die empfohlenen Mindestanforderungen nach DIN EN 12464-1 definiert hierzu das Unified Glare Rating. Der UGR-Wert wird nach einem einheitlichen Verfahren ermittelt und berücksichtigt die Blendungsfreiheit im Raum unter Berücksichtigung der einzusetzenden Leuchten. Diese definierten Werte dürfen von einer neuen Beleuchtungsanlage nicht überschritten werden.

5 Qualitätsklassen des UGR-Werts:

UGR ≤ 16: technisches Zeichen, Prüfen
UGR ≤ 19: Büro, Datenverarbeitung, CAD-Arbeitsplatz, Konferenzraum
UGR ≤ 22: Empfang, Verkauf, Montage
UGR ≤ 25: Archive, Treppen, grobe Montage
UGR ≤ 28: Flure, Verkehrsflächen

Die UGR-Tabellen werden Ihnen von den jeweiligen Leuchtenherstellern zur Verfügung gestellt.

GÜTEMERKMALE DER BELEUCHTUNG

Neben der passenden Lichtfarbe zeichnet eine gute Beleuchtung diverse quantitative sowie qualitative Gütemerkmale aus. Dazu gehören unter anderem die Beleuchtungsstärke, Blendungsbegrenzung, Lichtverteilung sowie Farbwiedergabe. Nur wenn alle Faktoren in die Lichtplanung einbezogen werden, erfüllt die Beleuchtung sämtliche normative Vorgaben.

LICHTSTROM

Der Lichtstrom – gemessen in Lumen (lm) – ist die Lichtleistung einer Lichtquelle. Er beschreibt die von der Lichtquelle in alle Richtungen abgestrahlte Leistung im sichtbaren Bereich. Eine Glühlampe hat etwa 1.400 Lumen, eine einseitig gesockelte Halogenlampe bis zu 41.000 Lumen. Der Lichtstrom von LED-Fadenlampen beträgt zwischen 230 und 806 Lumen.

LICHTSTÄRKE

Die Lichtstärke – gemessen in Candela (cd) – ist das Maß für die Lichtausstrahlung in eine bestimmte Richtung. Sie gibt an, wie sich der von der Lichtquelle abgegebene Lichtstrom auf verschiedene Richtungen verteilt.

BELEUCHTUNGSSTÄRKE

In Lux (lx) wird die Beleuchtungsstärke gemessen. Sie gibt an, wie viel Licht – lichttechnisch genauer: wie viel Lichtstrom – auf eine bestimmte Fläche fällt. Maß genommen wird mit einem Luxmeter. Im Büro sind beispielsweise zum Arbeiten am Schreibtisch mindestens 500 Lux Beleuchtungsstärke notwendig.

LEUCHTDICHTE

Die Leuchtdichte – gemessen in Candela/m² (cd/m²) – ist das Maß eines Helligkeitseindrucks einer Lichtquelle oder beleuchteten Fläche für das menschliche Auge. Sie hängt ab von der Größe der vom Auge gesehenen Fläche sowie von der Lichtstärke, die von der Fläche in Richtung Auge abgestrahlt wird.

BEMESSUNGSEINGANGSLEISTUNG

Die Bemessungseingangsleistung (P) – gemessen in Watt – definiert den Mengenwert, der für die gesamte Fertigungsbreite eines Leuchtentyps einschließlich toleranzbehafteter Abweichungen aller eingebauten Komponenten im Neuzustand zutrifft.

BEMESSUNGSLICHTSTROM

Der Bemessungslichtstrom – gemessen in Lichtstrom (ΦV) – beschreibt einen Mengenwert in Lumen für einen Neuwert des gesamten Lichtstroms einer Leuchte, der unter festgelegten Betriebsbedingungen (Umgebungstemperatur von 20 °C) im sichtbaren Bereich in alle Richtungen abgestrahlt wird.

LICHTAUSBEUTE

Die Lichtausbeute – gemessen in Lumen per Watt (lm/W) – ist das Verhältnis von Bemessungslichtstrom zu Bemessungseingangsleistung derselben Leuchte.

LICHTFARBE

Die Lichtfarbe beschreibt das farbliche Aussehen des Lichts eines Leuchtmittels und wird charakterisiert durch die Farbtemperatur in Kelvin (K). Jede Lichtfarbe beeinflusst die Raumatmosphäre auf eigene Weise, wobei das Licht von Lichtquellen gleicher Lichtfarbe unterschiedliche Farbwiedergabeeigenschaften haben können.

• Warmweiß (ww) < 3.300 K
  Warmweißes Licht wird vorwiegend als gemütlich und behaglich empfunden.
• Neutralweiß (nw) 3.300 K bis 5.300 K
  Neutralweißes Licht schafft eine eher sachliche, arbeitsfördernde Atmosphäre.
• Tageslichtweiß (tw) > 5.300 K
  Tageslichtweißes Licht in Innenräumen wirkt bei Beleuchtungsstärken unter 1.000 Lux fahl und langweilig.

Diese Bewertung der Lichtstimmung entspricht dem Empfinden in Mitteleuropa. Südeuropäer bevorzugen zum Beispiel tageslichtweißes Licht.

FARBWIEDERGABE

Die Bewertung von Farbwiedergabeeigenschaften wird durch den Farbwiedergabeindex (Ra) dargestellt. Je höher der Ra-Wert einer Lichtquelle, umso besser werden die Farben des beleuchteten Gegenstandes wiedergegeben. Eine Lichtquelle mit Ra = 100 kommt dem Tageslicht am nächsten und lässt alle Farben der Umgebung natürlich erscheinen.

LUMEN

Lichttechniker bezeichnen ihr Fach gerne als die „Wissenschaft von Lux und Lumen“. Beide Begriffe sind Maßeinheiten für zentrale lichttechnische Größen.

Der Lichtstrom wird in Lumen (lm) gemessen. Er beschreibt die von der Lichtquelle in alle Richtungen abgestrahlte Leistung im sichtbaren Bereich. Im Zeitalter effizienter LEDs ersetzt die Lumenangabe zunehmend die Wattzahl, die früher bei der Glühlampe als Maß der Helligkeit galt. Eine Umrechnungstabelle bietet der Flyer „Das neue Energielabel für Lampen„.

Für die Lichtplanung zählt der Leuchtenlichtstrom, der – im Gegensatz zum Lampenlichtstrom – bereits durch das Leuchtendesign bedingte Verluste berücksichtigt.

OLEDS

Die extrem dünnen Panels, deren Form sich flexibel jeder Oberfläche anpassen kann, sparen Platz und Energie. Sie enthalten weder Quecksilber noch andere Giftstoffe und sind recyclefähig.
Bei OLEDs fließt der Strom durch ultrafeine Schichten aus kleinen Molekülen (smOLED) oder langkettigen Polymeren (pOLED). Ihr Aufbau erinnert an ein Sandwich, eingebettet zwischen zwei großflächigen Elektroden. Unter Spannung wandern Elektronen und „Löcher“ (positive Ladungsträger) in die Mitte und rekombinieren dort, ähnlich dem Ausgleich am p-n-Übergang von LEDs.

SCHUTZART

Leuchten müssen mechanisch so ausgelegt sein, dass Fremdkörper und Feuchtigkeit möglichst nicht eindringen können. Zur Kennzeichnung der Schutzart wird das IP-Kennziffernsystem „Ingres Protection“ mit zwei Kennziffern verwendet (siehe Tabelle).

Die erste Kennziffer hinter dem IP (1 bis 6) beschreibt den Fremdköperschutz, die zweite Kennziffer (1 bis 9) den Feuchtigkeitsschutz. Die höhere Schutzart schließt jeweils die niedrigere mit ein. Wird eine der beiden Schutzartkennziffern nicht ausgewiesen, steht dafür ein großes „X“ für „ungeprüft“.

SCHUTZART

Bau- und Betriebsart bestimmen die Schutzklasse von Leuchten. Den Umfang der Schutzmaßnahmen gegen elektrischen Schlag beschreiben drei Schutzklassen nach DIN VDE 0711:

TRANSFORMATOR

Transformatoren sind Spannungswandler. Für die Beleuchtung werden häufig Transformatoren verwendet, welche die Netzspannung 230 Volt (Primärseite) in Kleinspannung (Sekundärseite) von 6, 12 oder 24 Volt wandeln. Niedervolt-Strahler und andere Niedervolt-Leuchten ohne eingebauten Trafo müssen mit vorgeschalteten Einzel- oder Sammeltransformatoren betrieben werden.

Die konventionelle Trafo-Technik arbeitet mit unterschiedlichen Wicklungen auf der Primär- und Sekundärseite. Häufig eingesetzt werden Ringkern-Transformatoren. Kleiner, kompakter, leichter, leiser und sparsamer im Energieverbrauch sind elektronische Transformatoren.

DIMMEN

Durch Dimmen der eingesetzten Leuchtmittel kann die Helligkeit einzelner Leuchten oder Leuchtengruppen gesteuert werden. Dimmen verändert die Lichtstimmung, erlaubt die Anpassung an unterschiedliche Raumnutzungen (Komfortdimmen). Die Helligkeitssteuerung wird auch zum Energiesparen eingesetzt (Energiedimmen), z. B. bei tageslichtabhängigen Regelungen in Büroräumen oder Industriehallen.

Mit Phasenanschnitt-Dimmern können Glühlampen und Halogenlampen (230 Volt) gedimmt werden sowie Niedervolt-Halogenlampen, die an magnetischen Transformatoren betrieben werden. Phasenabschnitt-Dimmer werden vorwiegend eingesetzt zum Dimmen von Niedervolt-Halogenlampen an elektronischen Transformatoren. Sie eignen sich auch für Glüh- und Halogenlampen (230 Volt).

LEDs, Kompaktleuchtstoff- und stabförmige Leuchtstofflampen müssen an dimmbaren elektronischen Vorschaltgeräten (EVG) betrieben werden.

Dimmen von LED-Lichtquellen:

EU-ENERGIELABEL für Lampen

Hohe Lichtqualität bei niedrigem Stromverbrauch: Moderne Lichtquellen werden immer effizienter und entwickeln sich in rasantem Tempo weiter. Zur einfachen Orientierung für Verbraucher gilt seit 1. September 2013 ein neues Lampen-Energielabel. Eine weitere Neufassung ist bereits in Arbeit, nachdem 2017 die Rahmenrichtlinie geändert wurde.

Das EU-weit einheitlich gestaltete Energielabel informiert Verbraucher über die Energieeffizienz elektrotechnischer Geräte. Seit dem 1. September 2013 gibt es auch für Lichtquellen ein Energielabel. Die EU-Direktive 874/2012 verlangt, dass der Energieverbrauch einer elektrischen Lampe bereits auf der Verpackung sichtbar ist. Die Effizienzklassen gelten für Lichtquellen mit gerichtetem und ungerichtetem Licht; ausgenommen sind lediglich Lampen mit einem Lichtstrom unter 30 Lumen sowie Lampen, deren primärer Zweck nicht die Beleuchtung ist. 

Die Skala auf dem Etikett reicht dabei von A++ (= hohe Energieeffizienz) bis E (= sehr niedrige Energieeffizienz). Sehr effiziente Lichtquellen wie LED-Lampen oder Energiesparlampen können mit den Klassen A+ oder A++ ausgezeichnet werden. Besonders sparsame Niedervolt-Halogenlampen mit gebündeltem Licht können Energieklasse B erreichen. Halogen-Glühlampen für Netzstrom erzielen bestenfalls Klasse C, meist aber Klasse D.

Geplante Umstellung bis 2021

Seit 1. August 2017 gilt die neue EU-Energielabel-Verordnung 2017/1369. Schrittweise wird vom A++-Label zum neuen A-G-Label für den Energieverbrauch umgestellt. Für Verbraucher wird die neue Kennzeichnung ab 2021 in den Geschäften sichtbar.

Weitere Informationen bietet der Flyer: „Das neue Energielabel für Lampen“. Einen Überblick über die einzelnen Labels gibt der auf Englisch herausgebrachte „Guide: Energy Labelling Regulation for electrical lamps and luminaires“ von LightingEurope.

Energielabel für Leuchten

EU-Energielabel für Leuchten: Seit März 2014 müssen nach den EU-Verordnungen 874/2012 und 518/2014 auch Leuchten im Handel mit Energieeffizienz-Etiketten ausgezeichnet sein. Sie geben an, für welche Leuchtmittel die jeweilige Leuchte geeignet ist. Einen Überblick über die einzelnen Labels gibt der auf Englisch herausgebrachte Guide: Energy Labelling Regulation for electrical lamps and luminaires von LightingEurope.

FARBWIEDERGABE

Die Farbwiedergabe einer Lichtquelle kennzeichnet die farbliche Wirkung, die ihr Licht auf farbigen Gegenständen oder Personen hervorruft. Sie wird mit dem allgemeinen Farbwiedergabeindex R_a bewertet. Er gibt an, wie natürlich Farben im Licht eines Leuchtmittels wiedergegeben werden.

Der Farbwiedergabeindex ist von acht häufig vorkommenden Testfarben abgeleitet. R_a = 100 steht für den besten Wert; je niedriger der Index, umso schlechter sind die Farbwiedergabeeigenschaften. Lichtquellen mit einem R_a-Index kleiner als 80 sollten in Innenräumen, in denen Menschen für längere Zeit arbeiten oder sich aufhalten, nicht verwendet werden.

CE-KENNZEICHNUNG

Mit dem Zeichen „CE“ (Conseil de l’Europe) auf ihren Produkten oder der Verpackung dokumentieren die Hersteller in Eigenverantwortung, dass ihre Produkte den „grundlegenden Anforderungen“ bestimmten Richtlinien und Schutzzielen in der Europäischen Union entsprechen.

Das CE-Symbol ist kein Sicherheitsprüfzeichen wie VDE-, ENEC– oder GS-Zeichen. Es richtet sich nicht an Verbraucher, sondern an die Behörden, die für die Überwachung dieser EU-Richtlinien zuständig sind. Es ist Voraussetzung für das Inverkehrbringen von Produkten in der EU. Ein ausschließlich mit dem CE-Symbol gekennzeichnetes Erzeugnis wurde also von keiner anerkannten Prüfstelle getestet

CE-KENNZEICHNUNG

Bewegungsmelder oder Präsenzmelder schalten automatisch die angeschlossene Beleuchtung an, wenn sich in ihrem Erfassungsbereich Gegenstände oder Körper bewegen. Sie arbeiten in unterschiedlichen technischen Ausführungen: mit Passiv Infrarot- (PIR) und Hochfrequenz-Sensoren (HF). Die Einschaltdauer wird über einen Timer gesteuert und kann variiert werden. 

Bewegungsmelder können sowohl im Außenbereich – zum Beispiel in Gärten oder auf Parkplätzen – als auch Innenräumen – wie im Hausflur oder in Büroräumen – installiert werden.

Im Außenbereich dienen sie auch dem Schutz vor kriminellen Übergriffen, im Innenbereich helfen sie wirksam, Energie zu sparen. Um in der Außenbeleuchtung Schaltvorgänge bei Tageslicht zu verhindern, empfiehlt sich die Kombination mit einem Lichtsensor.

DÄMMERUNGSCHALTER

Ein Dämmerungsschalter schaltet das Licht einer oder mehrerer Leuchten in Abhängigkeit vom Tageslicht (oder Anteilen künstlicher Beleuchtung) automatisch an und aus. Der integrierte Lichtsensor misst die Helligkeit. Seine Empfindlichkeit sollte stufenlos zu regeln sein, für die Außenbeleuchtung zum Beispiel von 2 bis 2.000 Lux Beleuchtungsstärke.