Lichtfibel - liftequip.de

Lichtfibel
Lichtberechnungsbeispiel
Lumen
Candela
Lux
Lichtstrom
(Lumen-1m) ist die gesamte Lichtleistung die von einer Lampe
unabhängig von der Richtung abgegeben wird.
Lichtstärke
(Candela-cd) ist der Teil des Lichtstroms,der in einer bestimmten Richtung (Abstrahlwinkel) abgegeben wird.
Beleuchtungsstärke
(Lux=1m/m²) ist der Lichtstrom pro Flächeneinheit. 1Lux=1lm
pro m²
Leuchtdichte
(L=cd/m²) ist ein Maß für den Helligkeitseindruck.
Lichtstärke pro Flächeneinheit.
Lichtstrom und Lichtstärke
können ineinander umgerechnet werden.
Bei Angaben in Lux benötigt man zusätzlich den Abstand zwischen Messebene und Lampe.
Leuchtmittel im Vergleich
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Leuchtmittel
Leuchtart
Lebensdauer Lichtleistung
in h
Lm/Watt
Farbtemperatur
Ra*
Glühbirne
Wolframwedel 1,000h
10-15 Lm/Watt 2700° Kelvin ≥ 90 Halogenlampe
Wolframwedel mit
Erdgas 1,500-5000h
25 Lm/Watt 2800°-3100° Kelvin 60-69
Energiesparlampe
Plasma 5000h 60 Lm/Watt 2800°-6000° Kelvin ca.80 Kompaktleuchtstoffröhre (TC) mit
externem VG Plasma EVG:11,000h 60 Lm/Watt KVG: 7,000h 2700°-5300° Kelvin 80-89
LEDs Lichtemission
durch in der Sperrschicht angeregte
Elektroden
100,000h * Ra = FarbwiedergabeIndex.
Maßzahl zur Beschreibung der Farbwiedergabemöglichkeiten von Lampen.
80-100
Lm/Watt 2700°-10000°
Kelvin 60-89
Berechnung der Lichtverhältnisse
in einer Aufzugskabine
Farbtemperatur TF
Mit der Farbtemperatur TF wird die Lichtfarbe einer Lampe charakterisiert.
Vergleichsobjekt ist der schwarze Körper, den man erhitzt und der bei bestimmten Temperaturen ganz bestimmte Farben annimmt.
Anfänglich ist er dunkelrot, dann rot, später orange, dann gelb, schließlich weiß und bei sehr hohenTemperaturen hellblau. Eine bestimmte Farbe
lässt sich so mit der Angabe der Temperatur in Kelvin (°K) des Schwarzen
Körpers definieren. Stimmt nun die Lichtfarbe einer Lampe mit der Farbe
des Schwarzen Körpers überein, so ordnet man ihr seine Temperatur in °K
zu.
Eine Glühlampe, deren Fadentemperatur etwa 2800°K beträgt, sendet rötlichweißes Licht aus und stimmt bezüglich Farbtemperatur beim Schwarzen Körper bei 2800°K praktisch überein. Die Glühlampen haben deshalb
mit ihrem warmweißen Licht Farbtemperaturen von etwa 2800°K.
Eine neutralweiße Leuchtstofflampe hat etwa 4000°K und eine Tageslichtlampe etwa 6000°K.
Folgende Farbtemperaturen sind in der praktischen Beleuchtungstechnik
etwa üblich:
Glühlampen: Halogenglühlampe: Leuchtstofflampen: QuecksilberdampfHochdrucklampen:
NatriumdampfHochdrucklampe: HalogenMetalldampflampen: Natriumdampf -Niederdrucklampen:
Tageslicht: Blauer Himmel: 2800°K
(3100...3400)°K,
(2800...6500)°K,
(2900...4200)°K,
(2000...2200)°K,
(3000...6000)°K,
2000°K,
6500°K,
2000° K.
Für allgemeine Beleuchtungszwecke unterscheidet man gemäß DIN 5035
bei der Farbtemperatur die folgenden drei Gruppen:
tw Tageslichtweiß > 5300°K,
nw Neutralweiß 3300°K bis 5300°K,
ww Warmweiß < 3300°K.
Man beachte, dass die Farbtemperatur einer Lampe nur etwas über das
farbliche Aussehen ihres Lichts aussagt, aber nichts mit der Farbwiedergabeeigenschaft zu tun hat.
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Der FarbwiedergabeIndex Ra
Der FarbwiedergabeIndex Ra ist eine Maßzahl zur Beschreibung
der Farbwiedergabemöglichkeiten von Lampen. Da der farbliche
Eindruck eines beleuchteten Gegenstands von der spektralen
Zusammensetzung des Lichts abhängig ist, spielen somit die
spektralen Eigenschaften der Lichtquelle eine Rolle. Auf Grund
der unterschiedlichen Lichterzeugung bei den verschiedenen
Lampenarten gibt es in dieser Hinsicht große Unterschiede. Der
vom Menschen empfundene Farbeindruck hängt somit von der
Lichtart der verwendeten Lampe ab.
Ein natürlicher Farbeindruck ist nur möglich, wenn im verwendeten Licht das ganze Spektrum vorhanden ist. Fehlt eine Farbe im
Spektrum, so kann ein Gegenstand, der diese Farbe aufweist,
farblich nicht identifiziert werden, er würde grau erscheinen
Der FarbwiedergabeIndex Ra gibt an, wie stark sich die Farbe
eines Objekts bei der Beleuchtung mir einer bestimmten Lampe bezüglich eines Bezugsstrahlers ändert. Als Bezugsstrahler
verwendet man bis zu einer Farbtemperatur von 5000°K den
Schwarzen Körper, oberhalb dieser Farbtemperatur das natürliche Tageslicht bei verschiedenen Farbtemperaturen. Für acht
verschiedene Testfarben werden die Farbabweichungen ermittelt und im Ra als Zahlenwert definiert. Der höchste Wert von Ra
ergibt sich mit 100, wenn die betrachtete Lampe praktisch nicht
von der Bezugslichtquelle abweicht. Mit dieser Lampe beleuchtet können alle Farben eines Gegenstandes erkannt werden und
erscheinen einem Betrachter als “natürlich”. Je mehr der FarbwiedergabeIndex Ra von 100 abweicht , umso schlechter werden
die Farben auf beleuchteten Gegenständen wiedergegeben.
Farbwiedergabeeigenschaft
sehr gut
Farbwiedergabestufe
Farbwiedergabeindex Ra
1A
> 90
Lampenbeispiel
Glühlampen
„de -Lux“-Leuchtstofflampen mit
Dreibandleuchtstoff
Slimpanel
1B
90
2A
2B
70...79
60...69
Leuchtstofflampen
Hallogen-Metalldampflampen
genügend
3
40...59
Leuchtstofflampen
Quecksilberdampf-Hochdrucklampen
ungenügend
4
20...39
Na-Hochdrucklampen
Na-Niederdrucklampne
gut
Das Farbdreieck
Grundsätzlich können alle Farben durch die Mischung von drei Grundfarben (Farbfilm, Fernsehen) hergestellt werden. Grundbedingung ist, dass
sich keine der drei Primärfarben durch die anderen beiden mischen lässt.
Damit lässt sich jede Farbe durch drei Maßzahlen mir den Farben Rot, Blau
und Grün in einem räumlichen xyz-Koordinatensystem darstellen.
Da die Summe der Werte x+y+z=1 ist, lässt sich das System auch nach
Angaben der CIE in einer Ebene darstellen. man stellt die Maßzahlen im
sogenannten Farbdreieck, das alle reellen Farben einschließt, gemäß Bild
dar. Eine Kurve mir den Spektralfarben von 380nm (violett) bis 700nm (rot)
wird in einem xy-Koordinatensystem eingetragen. Die Verbindungslinie
zwischen Blau und Rot ist die so genannte Purpur-Gerade.
In der Mitte liegt der Unbuntpunkt (weiß) mit den Koordinaten x=y=0,333.
Je weiter ein Farbort vom Zentrum entfernt ist, desto höher ist seine farbliche Sättigung. Die Lampenhersteller geben die Lichtfarbe ihrer Lampen mit
den beiden Koordinaten x und y an.
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Abstrahlwinkel/ Ausstrahlungswinkel
Der Ausstrahlungswinkel ist der Öffnungswinkel des Lichtbündels einer Reflektorlampe in dem die Lichtstärke auf die Hälfte
des Maximalwertes absinkt. Er wird bestimmt von der Bauart des
Reflektors. Für gleichmäßige Ausleuchtung (Allgemeinbeleuchtung, Platzbeleuchtung) müssen breit strahlende Leuchten mit
großen Ausstrahlungswinkeln eingesetzt werden.
Für die Akzentbeleuchtung ist in der Regel stärker gebündeltes
Licht notwendig. Die Charakteristik von breit strahlendem Licht
mit größeren Ausstrahlungswinkeln wird als "flood" und "wide
flood" bezeichnet, die von eng gebündeltem Licht mit kleinem
Ausstrahlungswinkel z.B. 10° als "spot".
Beleuchtungsstärke
Die Beleuchtungsstärke (Kurzzeichen: E) gibt in der Maßeinheit
Lux (lx) den Lichtstrom an, der von einer Lichtquelle auf eine bestimmte Fläche trifft. Sie beträgt 1 Lux, wenn der Lichtstrom von
1 Lumen 1 Quadratmeter Fläche gleichmäßig ausleuchtet. Die
Beleuchtungsstärke wird mit einem Luxmeter auf horizontalen
und vertikalen Flächen gemessen. Bei gleicher Beleuchtungsstärke erscheint ein weißer Raum heller als ein dunkler.
Blendung
Blendung kann direkt von Leuchten oder anderen Flächen mit
zu hoher Leuchtdichte wie zum Beispiel Fenstern ausgehen (Direktblendung) oder indirekt von Reflexen durch Spiegelung auf
glänzenden Oberflächen (Reflexblendung). Blendung vermindert
die Sehleistung (physiologische Blendung) und den Sehkomfort
(psychologische Blendung).
Candela
(Abk.: cd) Seit 1940 Maßeinheit der Lichtstärke in einer bestimmten Richtung einer Strahlungsquelle. Candela steht für: Candela,
photometrische SI-Basiseinheit der Lichtstärke Leuchtstärkeeinheit.
1 Candela entspricht 1 Lux.
DALI (Digital Adressable Lighting Interface)
DALI elektronischen ist eine standardisierte Schnittstelle zur Ansteuerung
von Vorschaltgeräten für Leuchtstofflampen über digitale Steuersignale. Im
Vergleich zur analogen Schnittstelle (110 V) kann DALI aufgrund der individuellen Adressierbarkeit einzelne Betriebsgeräte ansteuern.
Dimmen
Durch Dimmen der eingesetzten Lampen kann die Helligkeit einzelner
Leuchten oder Leuchtengruppen gesteuert werden. Dimmen verändert
die Lichtatmosphäre, erlaubt die Anpassung an unterschiedliche Raumnutzungen (Komfortdimmen). Zunehmend wird die Helligkeitssteuerung
auch zum Energiesparen eingesetzt (Energiedimmen), zum Beispiel bei
tageslichtabhängigen Regelungen in Büroräumen oder Industriehallen. Mit
Phasenanschnitt-Dimmern können Allgebrauchsglühlampen und Halogenlampen (230 Volt) gedimmt werden sowie an mag-netischen Transformatoren betriebene Niedervolt-Halogenlampen. Phasenabschnitt-Dimmer werden vorwiegend eingesetzt zum Dimmen von Niedervolt-Halogenlampen
an elektronischen Transformatoren. Sie eignen sich auch für Allgebrauchsglühlampen und Halogenlampen (230 Volt). Kompaktleuchtstofflampen
und stabförmige Leuchtstofflampen müssen an dimmbare elektronischen
Vorschaltgeräten (EVG) betrieben werden. LEDs können durch Pulsweitenmodulation (PWM) einfach und effektiv gedimmt werden.
DIN 5035
DIN für Beleuchtung mit künstlichem Licht
DMX
Digital Multiplex = digitales Steuerprotokoll (Steuersignal) kostengünstig
und vielseitig, mit 512 Kanälen, zur Steuerung von z.B. Dimmern, intelligenten Lampen, LEDs, oder Effektbeleuchtungen
EVG
EVG ist die Abkürzung für Elektronisches Vorschaltgerät. EVG und dimmbare EVG werden immer häufiger anstatt konventioneller oder verlustarmer Vorschaltgeräte eingesetzt. Sie sparen Energie und schaffen hohen
Sehkomfort. Weitere Vorteile: höhere Lichtausbeute der Lampen, flackerfreier Sofortstart, längere Lampenlebensdauer, automatische Abschaltung
defekter Lampen.
Farbtemperatur (°K)
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Die Farbtemperatur einer beliebigen Strahlungsquelle ist definiert als die
Temperatur (in Kelvin) eines Schwarzen Körpers oder Planckschen Strahlers, dessen Strahlung die gleiche Farbart hat wie die Strahlungsquelle.
Die Werte sind häufig nur ähnlichste Farbtemperaturen, da der Schwarze
Körper nicht jede beliebige Farbart annehmen kann.
Die gebräuchlichen Lampen besitzen Farbtemperaturen in den
Größenordnungen von unter 3.300°Kelvin (Warmweiß), 3.300
bis 5.300°Kelvin (Neutralweiß) bis über 5.300°Kelvin (Tageslichtweiß).
Farbwiedergabe
Die Farbwiedergabe einer Lampe kennzeichnet die farbliche
Wirkung, die ihr Licht auf farbigen Gegenständen oder Personen
hervorruft. Sie wird mit dem "allgemeinen FarbwiedergabeIndex"
Ra bewertet. Er gibt an, wie natürlich Farben im Licht einer Lampe wiedergegeben werden. Der Farbwiedergabe-Index ist von
acht häufig vorkommenden Testfarben abgeleitet. Ra = 100 steht
für den besten Wert (=Tageslicht); je niedriger der Index, umso
schlechter sind die Farbwiedergabeeigenschaften. Lampen mit
einem Ra-Index kleiner als 80 sollten in Innenräumen, in denen
Menschen für längere Zeit arbeiten oder sich aufhalten, nicht
verwendet werden.
LED
LED sind Leuchtdioden, das Kürzel steht für Licht Emittierende
Diode bzw. Light Emitting Diode. LED sind elektronische HalbleiterBauelemente, die unter Spannung Licht in den Farben Rot,
Grün, Gelb oder Blau erzeugen. Mit Hilfe einer zusätzlichen internen Leuchtschicht können blau leuchtende LED auch weißes
Licht erzeugen. LED werden in Orientierungsleuchten und unser
SLIMPANEL auch schon für allgemeine Beleuchtungszwecke
eingesetzt. In vielen Anwendungen genutzte, spezifische Vorteile unterschiedlicher LED-Bauformen sind hohe Lebensdauer,
Wartungsfreiheit,
IR/UVFreiheit des Lichts, geringer Energieverbrauch, Farbstabilität, Stabilität gegen Erschütterungen.
Lichtausbeute
Lichtausbeute ist das Maß für die Wirtschaftlichkeit einer Lampe.
Sie sagt aus, wieviel Lumen (lm) pro Watt (W) eine Lampe erzeugt. Je höher das Verhältnis Lumen/Watt, desto besser setzt
eine Lampe die eingebrachte Energie in Licht um. Beispiele: Allgebrauchsglühlampe 12 lm/W, Halogenlampe 20 lm/W, Energiesparlampe 60 lm/W, stabförmige Leuchtstofflampe 90 lm/W.
RGB-Farbmischung
Farbmischung mit Hilfe von Lampen in den Grundfarben Rot,
Grün und Blau wird mit der entsprechenden Buchstabenfolge
„RGB“ abgekürzt. RGB-Farbmischungeignet sich besonders
für die dekorative Beleuchtung mit Farbwechsel. In vielen Fällen wird eine zusätzliche weiße Lichtquelle verwendet (RGBWFarbmischung), um eine bessere weiße Lichtfarbe zu erhalten.
Es gibt Leuchtstofflampen, die für diesen Einsatzzweck als RGBLampen.
Spektrale Strahlungsverteilung
Zu jeder Wellenlänge des Lichts gehört eine bestimmte Spektralfarbe.
Weißes Licht setzt sich aus einer Vielzahl von Spektralfarben unterschiedlicher Intensität zusammen. Die spektrale Strahlungsverteilung charakterisiert Lampentypen oder das Tageslicht. Bei Glühlampen dominieren
beispielsweise die langwelligen roten Spektralfarben, bei Tageslicht die
kurzwelligen blauen.
Spektralfarben
Die Wellenlängen der sichtbaren elektromagnetischen Strahlung des
Lichts reichen von 380 bis 780 Nanometer (nm; 1 nm = 109 m). Zu jeder
Wellenlänge gehört eine bestimmte Spektralfarbe. Ein Prisma macht die
Spektralfarben des Lichts sichtbar zum Beispiel im Regenbogen, erzeugt
von den als Prismen wirkenden Regentropfen.
Transformator
Transformatoren sind Spannungswandler. In der Beleuchtungstechnik
häufig verwendete Transformatoren wandeln die Netzspannung 230 Volt
(Primärseite) um in Kleinspannung (Sekundärseite) von 6,12 od. 24 Volt.
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.
UGR
Das Verfahren des „Unified Glare Rating“ (UGR) wurde von der Internationalen Beleuchtungskommission CIE (Commission International de
l‘Eclairage) entwickelt, um die Blendungsbewertung weltweit zuvereinheitlichen.
VDE
Das VDE-Zeichen vom Prüf-und Zertifizierungsinstitut des VDE
Technisch Wissenschaftlichen Verbandes der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V. (gegründet als Verband Deutscher
Elektrotechniker) dokumentiert Sicherheit und Normenkonformität eines
elektrotechnischen Erzeugnisses gegen elektrische, mechanische, thermische und sonstige Gefährdungen. Der VDE vergibt auch das europäische
Sicherheitsprüfzeichen ENEC.
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Vorschaltgerät
Für den Betrieb von Gasentladungslampen zum Beispiel Leuchtstofflampen sind Vorschaltgeräte (VG) erforderlich. Denn nach
der Zündung dieser Lampen erfolgt eine lawinenartige Ionisierung der enthaltenen Edelgase oder Metalldämpfe, die zu einem
starken Anstieg des Lampenstroms führt. Er würde die Lampe
nach kurzer Zeit zerstören. Daher begrenzt ein VG den Lampenstrom (auch beim Betrieb).
Zu unterscheiden sind konventionelle (KVG) und verlustarme
(VVG) Vorschaltgeräte sowie Elektronische (EVG) Vorschaltgeräte. EVG für Leuchtstofflampen gibt es i. A. in dimmbarer und
nicht dimmbarer Ausführung. Bei Energiesparlampen sind VG
im Schraubsockel integriert, ansonsten sind sie Bestandteil der
Leuchte.
Wartungsfaktor
Die von den europäischen Beleuchtungsnormen, z.B. DIN EN
124641, empfohlenen Angaben wie u.a. die Höhe der Beleuchtungsstärke sind Wartungswerte. Das heißt, diese dürfen zu keiner Zeit unterschritten werden. Über die Betriebszeit sinken die
anfangs installierten Werte jedoch, weil Lampen, Leuchten und
Raumbegrenzungsflächen altern und verschmutzen. Um die Beleuchtungsanlage länger ohne zusätzliche Wartungsarbeiten betreiben zu können, muss also ein entsprechend höherer Neuwert
installiert werden. Dieser wird mit Hilfe des Wartungsfaktors festgelegt. Der Wartungsfaktor hängt ab von den Betriebsbedingungen sowie der Art der eingesetzten Lampen, Betriebsgeräte und
Leuchten. Planer (und Betreiber) müssen den Wartungsfaktor
dokumentieren und festlegen. Er ist Grundlage des Wartungsplans. Der Neuwert errechnet sich wie folgt:
Neuwert = Wartungswert / Wartungsfaktor.
9720 000 9237-1 Ausgabe 10/2009
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