Ein paar Informationen aus der LED - Beleuchtungstechnik nach Stichworten
Wissenswertes
Das auf eine Fläche auftreffende Licht wird als Beleuchtungsstärke bezeichnet. Sie ist das Maß für den auf eine Flächeneinheit
auftreffenden Lichtstrom (Quotient aus Lichtstrom und Fläche).
Die Maßeinheit ist Lux.: Beleuchtungsstärke [Lux] = Lichtstrom [Lumen] / Fläche [m²]
Im gewerblichen Bereich wird die Anforderung an die Beleuchtung, insbesondere die Beleuchtungsstärke, durch die DIN EN 12464-1
beschrieben, die die frühere DIN 5035 fast vollständig ersetzt hat.
Während die DIN 5035 die Beleuchtungsstärke in einer Nutzungsebene von 85 cm über dem Boden beschrieb und kaum besondere
Anforderungen an den Wartungswert, die Blendfreiheit, die horizontale Beleuchtungsstärke kannte, trägt die DIN EN 12464-1 den
Möglichkeiten zeitgemäßer Planungsmethoden (s. Lichtplanung) und Beleuchtungs-technologieen eher Rechnung.
Übersichten der Beleuchtungsanforderungen der einzelnen Normen für verschiedene Bereiche stellen wir hier zur Verfügung:
DIN EN 12464-1:2011-08 Licht und Beleuchtung - Beleuchtung von Arbeitsstätten - Teil 1: Arbeitsstätten in Innenräumen; Deutsche
Fassung EN 12464-1:2011
DIN 5035-x:2006-07 Beleuchtung mit künstlichem Licht (weitgehend durch DIN EN 12464-1 ersetzt)
Über die Verordnung zu sogenannten Haushaltslampen haben viele Medien berichtet. Demgegenüber wenig beachtet wurde bisher die
Verordnung, die auf üblicherweise in der Straßen- und der Bürobeleuchtung eingesetzte Lampen, Vorschaltgeräte und Leuchten zielt:
Verordnung (EG) Nr. 245/2009 der Kommission vom 18. März 2009 zur Durchführung der Richtlinie 2005/32/EG des Europäischen
Parlaments und des Rates im Hinblick auf die Festlegung von Anforderungen an die umweltgerechte Gestaltung von Leuchtstofflampen
ohne eingebautes Vorschaltgerät, Hochdruckentladungslampen sowie Vorschaltgeräte und Leuchten zu ihrem Betrieb und zur
Aufhebung der Richtlinie 2000/55/EG des Europäischen Parlaments und des Rates.
Der Beschluss der Maßnahmen hatte ein klares Ziel: die Reduzierung des CO2-Ausstoßes und Anwachsens des
Elektroenergieverbrauchs durch Effizienzsteigerung von Beleuchtungsanlagen.
Die Verordnung ist bereits durch das EBPG (Gesetz über die umweltgerechte Gestaltung energiebetriebener Produkte) vom
07.03.2008 in deutsches Recht umgesetzt.
Durch die Mindestvorgaben an die Effizienzwerte für Lampen und Vorschaltgeräte verlieren alle Produkte, die diesen Anforderungen
nicht mehr entsprechen, das CE-Zeichen und dürfen nicht mehr im europäischen Raum in Verkehr gebracht werden.
Der Orginal-Text der Verordnung stellen wir hier als download bereit EU-Richtlinie 245/2009
Zitat Amtliche Anmerkung:
Dieses Gesetz dient der Umsetzung der Richtlinie 2005/32/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 6. Juli 2005 zur
Schaffung eines Rahmens für die Festlegung von Anforderungen an die umweltgerechte Gestaltung energiebetriebener Produkte
und zur Änderung der Richtlinie 92/42/EWG des Rates sowie der Richtlinien 96/57/EG und 2000/55/EG des Europäischen
Parlaments und des Rates (ABl. EU Nr. L 191 S. 29).
Mit dem Energiebetriebene-Produkte-Gesetz (EbPG) ist ein Gesetz in Kraft getreten, das verschiedene neue Anforderungen an
das Inverkehrbringen von Elektrogeräten stellt. Ziel ist es, durch die Festlegung von Mindestanforderungen die von
energiebetriebenen Produkten ausgehenden Umweltauswirkungen zu verringern. Künftig müssen beispielsweise besondere
Grenzwerte für Energieverbrauch,Effizienz, Schadstoffgehalt usw. eingehalten werden. Ferner müssen bestimmte
Informationspflichten (z.B. Herstellernennung) gegenüber dem Verbraucher oder den Behörden beachtet werden. Produkte
müssen eindeutig gekennzeichnet sein und je nach Produktart muss der
Hersteller zusätzliche Angaben zum Umgang mit dem Produkt, zu dessen Nutzung oder zum Recycling machen.
Den Orginal-Text des EbPG stellen wir hier als download bereit: Energiebetriebene-Produkte-Gesetz (EbPG)
Als Gasentladungslampen bezeichnet man Lichtquellen, deren Wirkung auf der elektrischen Entladung enthaltener Gase beruht.
Hierbei werden, neben weiteren Gasen, Metalldämpfe (Natrium, Quecksilber), reine Gase (Neon, Xenon, Krypton), aber auch
Halogene und Metalle eingesetzt.
Zu den Gasentladungslampen gehören:
•
stabförmige oder rund gebogene Leuchtstofflampen
•
Kompaktleuchtstofflampen, dazu gehören auch die sog. Energiesparlampen
•
Dampfdrucklampen, die man nach dem Druck der Gasfüllung in Hochdruck- und
Niederdruck-Gasentladungslampen unterscheidet.
Die Leuchtfarbe von Gasentladungslampen hängt einerseits von der Lichtemission des Edelgases ab, andererseits von dem Phosphor, das
durch die Emission angeregt wird.
Alle Gasentladungslampen benötigen zum Betrieb ein Vorschaltgerät, dessen Stromverbrauch als Blindleistung zum Nennwert des jeweiligen
Leuchtmittels berücksichtigt werden muss.
Wegen der enthaltenen Stoffe, insbeondere des Quecksilbers, müssen Gasentladungslampen immer als Sondermüll entsorgt werden.
In der Glühlampe, umgangssprachlich Glühbirne, wird ein elektrischer Leiter durch elektrischen Strom aufgeheizt und dadurch zum
Leuchten angeregt. Die weit verbreitete Bauform der Glühlampe mit Schraubsockel E27 wird fachsprachlich als Allgebrauchslampe
bezeichnet. Sie wird heute sehr oft noch zur Wohnraumbeleuchtung eingesetzt.
Fast die gesamte der Lampe zugeführte Energie wird in Strahlung umgesetzt. Aber nur ein kleiner Wellenlängenbereich der
Strahlung ist für das menschliche Auge sichtbar. Der größte Anteill liegt im unsichtbaren Infrarotbereich und wird als Wärme
abgestrahlt.
Auf der Basis der Ökodesign-Richtlinie 2005/32/EG sind EU-weit bereits stufenweise Herstellungs- und Vertriebsverbote von
Lampen, auch Glühlampen, geringer Energieeffizienz in den Mitgliedsländern umgesetzt worden. In Deutschland gilt ab September
2011 eine Verbot von Glühlampen 60 Watt der Energieeffizienzklassen C bis E.
LED-Röhrenlampen sparen Strom und sind flimmerfrei. Deshalb werden sie zunehmend als Ersatz der konventionellen
Leuchtstoffröhren angeboten. Am Markt befinden sich zurzeit verschiedene Varianten von LED-Röhrenlampen:
Retrofit-Variante: LED-Lampe wird zusammen mit einem speziellen Starter vertrieben. Ein Umbau der vorhandenen Leuchte ist beim
Wechsel nicht notwendig. Diese Variante kann grundsätzlich nicht bei Leuchten mit elektronischem Vorschaltgerät EVG eingesetzt
werden. Unsere LED-tubes entsprechen dieser Version und sind bei VVG/KVG bedenkenlos einsetzbar.
Konversions-Variante: ein Umbau der Leuchte ist erforderlich und hat als Konsequenz, dass der Umbauer zum Hersteller der
Leuchte wird, der für die Sicherheit verantwortlich ist. Es drohen Kurzschlüsse oder Stromschläge, wenn der Umbau nicht korrekt
erfolgt.
"vorgetäuschte" Retrofit-Varianten: erfordern trotz anderer Bezeichnung einen Umbau der Leuchte. Diese LED-Röhrenlampen mit
elektrischem Durchgang stufen die Experten aus der Produktsicherheit als besonders gefährlich ein. Da bei diesen Röhrenlampen
die elektrischen Kontakte von Außen nicht sichtbar sind, besteht beim Wechseln der LED-Röhren die Gefahr eines Stromschlags.
Die Experten des VDE und der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) warnen aufgrund möglicher
Gefährdungen und möglicher Produkthaftung vor einem Umbau von Leuchten, wenn ein Umstieg auf LED-Röhrenlampen erfolgt.
Aus diesem Grund empfehlen sie nur den Einbau von Retrofit-Varianten.
Wegen der möglichen Risiken hat sich LED-Lösungen entschiedenen, nur eine Retrofit-Variante für KVG/VVG und dazu passende
EVG-Versionen anzubieten. Wir favorisieren jedoch meist einen Kompletttausch der Leuchten zu erwägen, beispielsweise durch
unsere LED-Decken- oder Flächenleuchten, die angesichts der Risiken und dem Aufwand bei einer eventuellen Umverdrahtung die
aus unserer Sicht oftmals "vernünftigere" Lösung sind.
Die Leuchtstofflampe ist eine Niederdruck-Gasentladungsröhre, genauer Metalldampflampe, die innen mit einem fluoreszierenden
Leuchtstoff beschichtet ist. Sie besitzt heiße Kathoden, die Elektronen durch Glühemission emittieren. Als Gasfüllung dient
Quecksilberdampf zur Emission von Ultraviolettstrahlung und zusätzlich meist Argon. Die Ultraviolettstrahlung wird von der
Leuchtstoff-Beschichtung in sichtbares Licht umgewandelt.
Der Röhrendurchmesser von Leuchtstofflampen ist standardisiert. Nach dem Buchstaben „T“ (für "tube", engl. Röhre) steht der
Durchmesser in Achtel Zoll (25,4 mm/8 = 3,175 mm). Eine T5-Röhre hat beispielsweise einen Durchmesser von 5/8 Zoll, das
entspricht etwa 16 mm, eine T8-Röhre 26 mm.
Die Entwicklung geht hin zu schlankeren Röhren, die weniger Material, Volumen bei Transport, Lagerung und Einbau benötigen.
In der gewerblichen Nutzung sind heute T8 und T5 am meisten verbreitet. T5-Lampen sind in zwei Varianten verfügbar: Hohe
Lichtleistung (Abkürzung HO, High Output, oder FQ, Fluorescent Quintron) oder große Effizienz (HE, High Efficiency, oder FH,
Fluorescent High Efficiency).
Allerdings sind alle Leuchtstoffröhren vor allem wegen des benötigten Quecksilbers, aber auch wegen der vergleichsweise
geringeren Lichtausbeute “Auslaufmodelle”. siehe auch EU-Richtlinie.
Der Mensch nimmt 80 % der Umweltinformationen mit dem Auge auf. Im Arbeitsleben kommt der künstlichen Beleuchtung eine bedeutende
Rolle zu. Der richtige Einsatz von Licht am Arbeitsplatz verringert die Ermüdung und fördert die Konzentration.
Da die Entscheidung für eine neue Beleuchtung gerade bei der LED-Technik auf lange Sicht getroffen wird und damit mitunter erheblicher
Investitionsaufwand verbunden ist, kommt der Lichtplanung eine besondere Bedeutung zu.
Eine optimale Lichtplanung trägt dem Rechnung, in dem die jeweilige Raumsituation, die geplante Nutzung, die richtige Leuchtenauswahl
und viele andere Faktoren berücksichtigt werden.
Die Abbildungen zeigen von LED-Lösungen Linsengericht e.K. geplante und realisierte Beleuchtungs-sanierungen.
Links: Aussenbeleuchtung einer Molkerei / Rechts: Fertigungshalle mit Grundbeleuchtung aus Pendelleuchten (> 300 lx) und
Arbeitsplatzbeleuchtung mit Linienleuchten (> 800 lx)
Die Notwendigkeit, den immensen Energiebedarf bei der Beleuchtung einzuschränken, hat zur Regulierung des Einsatzes
konventioneller Beleuchtung geführt, z.B. durch den sog. Glühlampenerlass. Viele konventionelle Leuchtmittel sind schon
oder werden in absehbarer Zeit vom Markt genommen.
Die Alternative für alle in der Beleuchtung seit Jahrzehnten eingesetze Technologien ist die LED-Technik, die Beleuchtung mit
Licht emittierenden Dioden. LED’s zeichen sich neben vielfältigen weiteren Vorteilen besonders durch vergleichsweise hohe
Energieeffizienz aus.
Angesichts des ungeheuren Bedarfs zu ersetzender energie-ineffizienter Leuchtmittel und Lampen ist es unbedingt erforderlich,
dies in der Weise zu regeln, dass keine Gefahren für uns Menschen und unsere Umwelt damit verbunden sind.
Rund um die Beleuchtung mit künstlichem Licht gibt es bereits zahlreiche normative
Regelwerke. Die wichtigsten Gesetze, EU-Richtlinen und Normen haben wir in einer
Liste zusammengestellt, die wir hier zur Verfügung stellen:
![Normen-Sammlung [PDF]](index_htm_files/44945.png)
Aufgrund der hohen Energieeinsparung beim Austausch einer konventionellen Beleuchtungsanlage, z.B. HQI/HIT oder ähnliches, ist
die Energieeinsparung so groß, dass diese Sanierung öffentlich gefördert werden kann. Es gibt eine Vielzahl verschiedener
Programme.
Für große Unternehmen und KMU stellt z.B. die KfW zinsgünstige Finanzierungsprogramme zur Verfügung. Die ersparten
Betriebskosten dienen dann zur Tilgung der neuen Beleuchtungsanlage, sie erspart sich quasi selbst. Sie kommen schnell in den
Genuß einer modernen, komfortablen und wirschaftlichen Beleuchtung und leisten einen Beitrag zum Umweltschutz.
Das Quecksilber in Leuchtstofflampen und Gasentladungslampen ist giftig für Mensch und Umwelt, die Beschichtung der Lampe
ebenfalls. Quecksilber ist ein Schwermetall, das bereits bei Zimmertemperatur verdunstet. Bei der Aufnahme über den
Verdauungstrakt ist reines metallisches Quecksilber vergleichsweise ungefährlich, eingeatmete Dämpfe wirken aber stark toxisch. Je
nach Menge der Aufnahme sind
sowohl eine akute als auch eine chronische Vergiftung möglich. Quecksilber gilt als starkes Nervengift und verursacht irreparable
Schäden des Nervensystems.
Der durchschnittliche Quecksilbergehalt pro Lampe beträgt für:
- stabförmige Standard- Leuchtstofflampen < 15 mg
- stabförmige Einschicht-Dreibanden- Leuchtstofflampen < 7,5 mg
- Kompaktleuchtstofflampen < 7 mg
- Hochdruck-Entladungslampen, im Mittel: 30 mg
Von uns angebotene LED-Leuchten und -Leuchtmittel sind quecksilberfrei.
Die Schutzart gibt die Eignung von elektrischen Geräten und Leuchten sowie hierzu gebrachtes Installationsmaterial für
verschiedene Umgebungsbedingungen zum Schutz von Menschen gegen potentielle Gefährdung bei deren Benutzung an.
Dem vorangestellten „IP“ folgt eine erste Kennziffer für Berührungs- und Fremdkörperschutz und eine weitere Kennziffer für den
Wasserschutz.
Schutzart „IP65“ bedeutet: das elektrische Gerät ist gegen das Eindringen mit einem Draht und Staubdicht konzipiert und bietet
Schutz gegen Strahlwasser aus einer Düse aus beliebiger Richtung.
Eine Übersicht zu den Kennziffern sehen Sie hier
(klicken zum Vergößern):
Der wesentliche Unterschied besteht vereinfacht darin, dass bei der SMD-Technologie Licht aus vielen kleineren auf Platinen aufgebrachte
SMD-Chips erzeugt wird, während diese Funktion bei COB miniaturisiert in nur einem Bauteil vereint ist.
Die “low-power”-SMD-LED’s bieten i.d.R. gegenüber COB-LED folgende Vorteile:
•
homogenere flächige Abstrahlung, besserer Lichteindruck. Während bei der SMD-Technik jeder einzelne Chip seinen
Abstrahlwinkel durch die Bauteilform erhält benötigt ein COB-Chip immer einen Reflektor oder eine Linse zur Bündelung des
Lichts.
•
optimalen Kompatibilität für den Einsatz von Hochleistungsoptiken
•
einfachere Blendbegrenzung, damit Sicherstellung der photobiologischen Sicherheit IEC 62471/VDE
•
effektiveres Temperaturmanagement der Leuchte, großflächigere Wärmeableitung, dadurch höhere Lebensdauer und flachere
Baugröße
•
D-Zeichen für Leuchten unserer PRO-Serie (Strahler, Pendelleuchte) mit begrenzter Oberflächentemperatur für den Einsatz
z. B. in Papierproduktion, Holzverarbeitung etc.
Wir setzen bei unserem Sortiment (fast ausschliesslich) auf SMD-Chips. Wirklich
sinnvolle Einsatzgebiete für COB-LED-Leuchten sind überwiegend im Aussenbereich
zu sehen, dort wo bei geringer Brenndauer preiswert ein hoher Lichtstrom ohne
Ansprüche an die Farbwiedergabe und andere Anfordrungen an die Lichtqualität
benötigt wird.
links SMD-Strahler, rechts COB-Strahler
Um eine erforderliche Beleuchtungsstärke über einen Zeitraum zu gewährleisten, sieht die Lichtplanung einen Wartungsfaktor MF
(Maintenance Factor) vor, der die Lichtstromabnahme einer Beleuchtungsanlage berücksichtigt.
Der Neuwert der Beleuchtungsstärke einer Anlage errechnet sich dabei aus dem Wartungswert der Beleuchtungsstärke und dem
Wartungsfaktor. Der Wartungsplan legt die Reinigungsintervalle von Leuchten und Raum sowie den Lampenwechsel fest. Der
Wartungswert der Beleuchtungsstärke hängt damit von Leuchten, Lampen und den Raumbedingungen ab.
Der Wartungsfaktor errechnet sich aus der Multiplikation von Lampenlichtstromwartungsfaktor LLMF, Lampenlebensdauerfaktor
LSF, Leuchtenwartungsfaktor LMF und Raumwartungsfaktor RWF.
MF = LLMF x LSF x LMF x RWF
Aufgrund der langen Lebensdauer und geringer Lichtstromverluste ist der Wartungsfaktor unserer LED-Leuchten deutlich höher als
bei konventioneller Beleuchtung gleicher Lichtleistung. Damit wird eine, auf das Ende der Lebensdauer von Leuchtstoffröhren und
Gasentladungslampen ausgerichtete, anfänglich höhere (= ”überdimensionierte”) Beleuchtungsstärke nicht mehr erforderlich.
