Grundlagen der Beleuchtung

Effiziente Beleuchtung

Effiziente Beleuchtung meint nicht nur energiesparende Lampen, sondern ist
eine Gesamtlösung, die folgende Aspekte umfasst:

 

1 Leuchtmittel (Lampe):

  • möglichst hohe Lichtausbeute (lm/W), achten Sie auch auf das Energie-
    Pickerl
  • Lichtfarbe von warmweiß bis tageslichtweiß angepasst an die Tätigkeit
  • Farbwiedergabe (Ra) entsprechend dem Anwendungsbereich
  • lange Lebensdauer der Lampen


2 Vorschaltgeräte:

  • auf elektronische Vorschaltgeräte achten

3 Leuchten (Beleuchtungskörper):

  • optimale Leuchtenreflektoren
  • möglichst hoher Direktanteil
  • Leuchtenbetriebswirkungsgrad > 80%

4 Raum:

  • helle Raumgestaltung (Boden, Wände, Decken, Möbel) erhöht den
    Reflexionsgrad und erfordert für gleichen Helligkeitseindruck geringere
    Beleuchtungsstärke

5 Steuerung:

  • wenn möglich tageslichtabhängige Steuerung (Lichtsensoren,
    Tageslichtlenkung)
  • Bewegungsmelder für wenig frequentierte Bereiche
  • ev. zentrale Lichtsteuerung durch Einbindung in die Gebäudeleittechnik

 

Effiziente Beleuchtung in verschiedenen Situationen umgesetzt


Bei der Planung neuer Gebäude

  • Tageslichtnutzung bei der Planung mitbedenken
  • Orientierung des Gebäudes nach der Sonne
  • richtigen Sonnenschutz vorsehen


Bei der Neuerrichtung von Beleuchtungsanlagen

  • Beleuchtungsstärken lt. ÖNORM EN 12464-1 abhängig von der Tätigkeit
  • Wartungswert der Beleuchtungsstärke berechnen
  • Blendungsbegrenzung und Farbwiedergabeindex
  • energieeffiziente Lampen und Leuchten als ein System anschaffen
  • bei Leuchten auf Leuchtenbetriebswirkungsgrad achten
  • Steuerung der Beleuchtung idealerweise tageslichtabhängig und Einsatz von Präsenzmeldern
  • bei der Raumgestaltung helle Farben bevorzugen


Beim Sanieren von Beleuchtungsanlagen

  • Beleuchtungsstärke der Tätigkeit anpassen und normgerecht auslegen
  • für die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung die ursprüngliche Beleuchtungsstärke erheben (ist oft nicht normgerecht)
  • größtes Einsparpotenzial in der Regel durch komplette Erneuerung der Beleuchtungsanlage (Lampen, Leuchten, Regelung) – Einsparungen bis zu 75% möglich
  • ist dieser Investitionsaufwand zu hoch, gibt es viele Möglichkeiten, eine bestehende Beleuchtungsanlage zu optimieren und Einzelmaßnahmen umzusetzen. Ein genauer Plan für die laufende Erneuerung der Beleuchtungsanlage sollte festgelegt werden.

 

Effizienzmaßnahmen im Bestand

  • Wartung und Reinigung (Verantwortlichkeiten) festlegen
  • beim Austausch einzelner Lampen – passend zum jeweiligen Beleuchtungssystem – effizientere Modelle wählen

Gütemerkmale der Beleuchtung

Abhängig von den unterschiedlichen Tätigkeiten – zB. Bildschirmarbeit, Essen servieren, elektronische Bauteile montieren oder technische Zeichnungen erstellen – unterscheiden sich auch die Sehaufgaben in ihren Anforderungen. Aus den Sehaufgaben und dem gemeinsamen Lichtklima leiten sich die Anforderungen an die Güte der Beleuchtung ab. Die Qualität der Planung und Ausführung ist maßgebend für die Güte der künstlichen Beleuchtung, die lt. ÖNORM EN 12464-1durch die folgenden Gütemerkmale beschrieben wird:

 

 

Beleuchtungsstärke
Beleuchtungsstärke und Reflexionsgrade von Boden, Wand und Decke sind ausschlaggebend für den Helligkeitseindruck eines Raumes.

Beispiele für Reflexionsgrade:

  • weiße Wand: 85%
  • helle Holzverkleidung: 50%
  • rote Ziegelsteine: 25%

Blendung
Blendung kann die Sehleistung erheblich herabsetzen und ist daher zu begrenzen. Man unterscheidet:

  • Direktblendung: zu hohe Leuchtdichten durch ungeeignete, falsch angebrachte oder direkt strahlende Leuchten. Bei der Dimensionierung einer Beleuchtungsanlage ist auch der Grad der Direktblendung von Leuchten nach dem UGR-Verfahren (Unified Glare Rating) zu bestimmen (siehe ÖNORM EN 12464-1).
  • Reflexblendung: Blendung durch Spiegelung des Lichts an glänzenden Oberflächen (wie zB. Bildschirmen).

Leuchtdichteverteilung
Große Leuchtdichteunterschiede im Gesichtsfeld sollten vermieden werden, da dadurch die Sehleistung beeinflusst wird. Als Faustregel gilt, dass das Leuchtdichteverhältnis zwischen Arbeitsfläche und dem Umfeld kleiner als 3 : 1 sein sollte.


Weiters sollten zu starke, aber auch zu schwache Kontraste vermieden und die Beleuchtung auf Farbgebung und Oberflächenbeschaffenheit der Raumausstattung abgestimmt werden.


Lichtrichtung, Schatten

  • wird bestimmt durch die Anordnung und Lichtverteilung der Leuchten
  • zu wenig und zu viel Schatten soll vermieden werden
  • richtige Anwendung: ausgewogene Schatten mit weichen Rändern
  • Leuchten sollten so montiert sein, dass sie in dieselbeRichtung wie das Tageslicht strahlen
  • Bei Rechtshändern sollte das Licht von der linken Seite einfallen


Lichtfarbe und Farbwiedergabe
Zur Bestimmung der Lichtfarbe wird die Kelvin-Temperaturskala verwendet. Im typischen Anwendungsbereich bewegt sich die Lichtfarbe von Lampen zwischen 2.700 bis 6.000 Kelvin.

 

 

Die Farbwiedergabe einer Lampe kennzeichnet die farbliche Wirkung, die ihr Licht auf farbigen Gegenständen oder Personen hervorruft. Sie wird mit dem „allgemeinen Farbwiedergabe-Index“ Ra bewertet. Er gibt an, wie natürlich Farben im Licht einer Lampe wiedergegeben werden. Ra = 100 steht für den besten Wert: je niedriger der Index, umso schlechter sind die Farbwiedergabeeigenschaften. Lampen mit einem Ra-Index kleiner als 80 dürfen in Innenräumen, in denen Menschen für längere Zeit arbeiten oder sich aufhalten, nicht verwendet werden.

 

 

Die Lichtfarbe wird herstellerübergreifend mit der internationalen Farbbezeichnung angegeben, die aus einer Ziffernfolge besteht (zB. „930“). Sie finden diese auf der Verpackung oder auf der Lampe selbst. Drei Ziffern kennzeichnen die Farbwirkung von Leuchtstoff- und Kompaktleuchtstofflampen.

 

Beispiel: „930“-Licht hat eine sehr gute Farbwiedergabe
Die erste Ziffer dieses Codes informiert über die Farbwiedergabeeigenschaft der Lampe: die „9“ steht für die beste Farbwiedergabe im Ra-Bereich zwischen 90 und 100. Die zweite und dritte Ziffer des Codes informieren über die Farbtemperatur (in K = Kelvin) Die beiden ersten Ziffern der Kelvin-Zahl werden in die Farbbezeichnung aufgenommen, also zB. 30 für 3.000 Kelvin (Warmton).

 

Flimmern

darunter ist die zeitliche Welligkeit des Lichts gemeint, die durch den Wechselstrombetrieb entstehen kann und unter einer bestimmten, für den Menschen wahrnehmbaren Frequenz liegen sollte.

 

Tageslicht

  • Steigerung des Wohlbefindens, der Leistungsfähigkeit und Produktivität
  • Verminderung des Stromverbrauchs
  • Tageslichtnutzung bereits in die Planung integrieren

Wichtige Begriffe

Beleuchtungsstärke (E)

Die Beleuchtungsstärke (E) gibt das Verhältnis des Lichtstroms an, der von einer Lichtquelle auf eine bestimmte Fläche trifft, die Einheit ist lux [lx]. Die Beleuchtungsstärke beträgt 1 lx, wenn ein Lichtstrom von 1 lm auf eine Fläche von 1 m2 gleichmäßig auftrifft.


Beleuchtungswirkungsgrad (ηB)

Anteil (in Prozent) des von einer Lampe abgegebenen Lichtstromes, der effektiv im Raum genutzt werden kann.


Farbwiedergabe-Index (Ra)

Gibt an, wie natürlich Farben im Licht einer Lampe wiedergegeben werden. Ra = 100 steht für den besten Wert: je niedriger der Index, umso schlechter sind die Farbwiedergabeeigenschaften.


Lampe
Die Lampe ist das Leuchtmittel, zum Beispiel die Energiesparlampe oder die
Leuchtstofflampe, das sich in einer Leuchte befindet.

Lebensdauer

  • Mittlere Lebensdauer:
    Zeitintervall, innerhalb dessen 50% der Lampen einer Lichtanlage ausgefallen sind, bzw. der Erwartungswert für den Ausfall einer einzelnen Lampe.
  • 5% Lebensdauer:
    Zeitintervall, innerhalb dessen 5% der Lampen einer Lichtanlage ausgefallen sind.
  • Nutzlebensdauer:
    Zeitintervall, innerhalb dessen der Lichtstrom einer Lichtanlage nur noch 80% seines Anfangswertes beträgt, verursacht durch Lampenausfälle und Lichtstromrückgang der noch brennenden Lampen.

 

LED (Light Emitting Diode)
Die Leuchtdiode ist ein elektronisches Halbleiter-Bauelement.


LENI (Lighting Energy Numerical Indicator)
Gibt Auskunft über den flächenspezifischen Energiebedarf für Beleuchtung. Der LENI ist in der europäischen Norm EN 15193 definiert.


Leuchtdichte (L)
Sie beschreibt den Helligkeitseindruck, den eine Lichtquelle oder eine beleuchtete Fläche dem Auge vermittelt. Die Leuchtdichte L wird in Lichtstärke pro Flächeneinheit angegeben. Für Lampen wird die Einheit Candela pro Quadratzentimeter (cd/ cm2) verwendet.


Leuchte
Die Leuchte trägt das Leuchtmittel (Beleuchtungskörper) und dient zur Verteilung, Filterung oder Umformung des Lichtes von Lampen.


Leuchtenbetriebswirkungsgrad (ηLB)
Er gibt das Verhältnis des von der Leuchte abgegebenen Lichtstroms zum Lichtstrom der in der Leuchte eingesetzten Lampen wieder. Einheit: Prozent (%)


Lichtausbeute, Lampenwirkungsgrad (η)
Die Lichtausbeute gibt das Verhältnis zwischen abgestrahltem Lichtstrom einer Lampe und der aufgenommenen elektrischen Leistung der Lampe und des
Vorschaltgerätes in Watt. Die Einheit der Lichtausbeute η ist Lumen pro Watt [lm/W].


Lichtstrom (Φ)
Der Lichtstrom stellt die gesamte von einer Lichtquelle in den Raum abgegebene Strahlungsleistung dar. Die Einheit des Lichtstroms (Φ=phi) ist Lumen [lm]. Eine Glühlampe (100 W) gibt in etwa einen Lichtstrom von 1.380 lm ab, eine Energiesparlampe (20 W) mit eingebautem elektronischem Vorschaltgerät hat einen Lichtstrom von ca. 1.200 lm.

 

Lichtstärke
Ist Teil des Lichtstromes, der in eine bestimmte Richtung strahlt. Sie wird in
Candela [cd] gemessen.


Reflexionsgrad (ρ)
Gibt an, wie viel Prozent des auf eine Fläche auffallenden Lichtstroms reflektiert
werden.


Wartungsfaktor
Korrekturfaktor zum Ausgleichen des Lichtstromrückgangs auf Grund der Lampenalterung und der Verschmutzung. Er bestimmt den erforderlichen Wartungszyklus.


Wartungswert der Beleuchtungsstärke
Jener Grenzwert, unter den die mittlere Beleuchtungsstärke auf einer bestimmten Fläche nicht sinken darf. In der ÖNORM EN 12464-1 wird dieser Wert für verschiedene Kategorien angegeben.

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