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LiGRO Licht GmbH

Justus-von-Liebig-Str. 38

63128 Dietzenbach

  

Grundbegriffe der Beleuchtung

Generell lässt sich für jede Beleuchtungsanlage sagen, dass sie in zwei Komponenten unterteilt wird: die Grundbeleuchtung und die Akzentbeleuchtung.

Die Grundbeleuchtung ist die Basis für das Volumen, die eigentliche Helligkeit. Sie wird in der Regel mit Leuchten geplant, die mit wenig Stromverbrauch ein breites Licht abgeben. Hierzu zählen Downlights, Rasterleuchten, Wannenleuchten und gewisse Pendelleuchten.

Eine Akzentbeleuchtung ergänzt im Normalfalle eine Grundbeleuchtung und setzt wie es der Name schon sagt Akzente, gibt "Leben". Ein schlichtes Beispiel wäre die Beleuchtung eines Flures. Nur eine Grundbeleuchtung könnte ausreichen um gefahrenlos entlanglaufen zu können. Werden zusätzliche Lichtakzente eingesetzt, um Bilder an den Wänden zu bestrahlen, wird aus dem Flur eine kleine Galerie. Er wird wertiger, interessanter und man hat mehr Freude ihn zu durchlaufen.

Je nach Höhe der Anforderung an die Beleuchtung kann die Akzentbeleuchtung vernachlässigt oder sogar ganz weggelassen werden. So macht es kaum Sinn, ein Archiv, in dem Akten lagern, mit Akzentleuchten zu gestalten. Die wenigen Male, in denen man dort eine Akte sucht, rechtfertigen keinen Mehraufwand.

Die Akzentbeleuchtung wird in der Regel durch gerichtetes Licht, das heißt eng strahlende Leuchten, mit aller Vielfalt der Leuchtmittel geplant. Akzentleuchten können Strahler und Halogenleuchten, eng strahlende Downlights, Lichtpunkte oder Sternenhimmelleuchten, sowie Leuchten mit farbigen Leuchtmitteln sein.

Leuchtmittel

Leuchtmittel

Bei der Auswahl der Leuchten sollte man, neben Design und Farbe(n) des Leuchtenkörpers, besonders auf die Art der Leuchtmittel achten, mit denen diese betrieben werden, denn sie sind entscheiden über die Wirtschaftlichkeit im Sinne des Stromverbrauches und der Lampentauschintervalle (Stichwort Revisionskosten), sowie die Intensität, Farbe und Brillanz des Lichtes.

Man unterscheidet vor allem zwischen den Glühlampen, den Entladungslampen und den LED´s (Licht Emittierende Dioden). Glühlampen erzeugen ihr Licht durch eine glühende Wendel, durch das elektrischer Strom geschickt wird, und es bis auf über 1.600°C erhitzt. Zu diesen Lampen zählt das "Birnchen" in der Taschenlampe, die Allgebrauchslampe (oder Glühlampe) und auch die Halogenlampe, als Niedervoltlampe mit 12V oder 24V, oder als Hochvoltlampe mit Netzspannung 230V betrieben.

Glühlampen*

Glühlampen erzeugen im Verhältnis zur zugeführten elektrischen Energie wenig Licht.

Der Anteil der Wärme, oder auch rotes und infrarotes Licht, was wir nicht als Licht erkennen, ist sehr hoch. Wenn wir also mit Glühlampen beleuchten, heizen wir unfreiwillig den Raum, je nach benötigter Helligkeit, stark auf und erhalten eine hohe Stromrechnung.

Die Haltbarkeit von Glühlampen ist zudem recht begrenzt. Besonders bei Lampen für Netzspannung, egal ob Allgebrauchslampe oder Halogenlampe, wird technisch bedingt eine sehr lange Wendel benötigt, die im Verlauf Ihres Lebenszyklus immer dünner wird und dann leicht bricht.

Ein Vorteil der Glühlampen ist das volle Farbspektrum mit dem sie leuchten. An Gegenständen, die mit Glühlampenlicht bestrahlt werden, kann man sehr gut die Farben erkennen. Auch erscheint das Licht der Glühlampen angenehm, weil es von der Farbe her ein relativ warmes Licht mit hohem Rotanteil ist.

Halogen-Niedervoltlampen für 12-Volt-Betrieb haben eine sehr kleine Wendel. Sie ist etwa vier Mal so haltbar wie die der Netzspannungslampe und kann zudem sehr gut fokussiert werden. Mit Reflektorlampen, wie den sog. Kaltlichtspiegellampen, können perfekt abgegrenzte Lichtkegel erzeugt werden, die dann nur auf einen Punkt oder ein Objekt gerichtet werden können. Der Begriff "Kaltlicht" bezieht sich auf das nach vorne abgestrahlte Licht. Der Reflektor (Spiegel) ist mit Metallen so bedampft, dass er große Teile des roten Lichtes (Wärme) nach hinten abführt und nur etwa 20% der Wärme nach vorne abstrahlt. Ideal also für Akzentbeleuchtung, besonders bei wärmekritischen Waren und Objekten.

Weitere Vorteile der Glühlampen sind:

unempfindlich für häufiges Ein- und Ausschalten

problemlos dimmbar

relativ preiswert

Entladungslampen

Entladungslampen erzeugen ihr Licht durch Gasentladung. Im Inneren dieser Lampen ist zum Beispiel bei den Leuchtstoff- und Neonlampen ein Gas eingeschlossen. Bei den Hochdruck-Entladungslampen wie Metallhalogen- oder Natriumdampflampen sind es Salze und Seltene Erden, die durch einen Lichtbogen so stark erhitzt werden, dass sie einen gasförmigen Aggregatzustand annehmen.

Die Gasentladung ist eine sehr wirtschaftliche Form der Lichterzeugung, etwa fünf Mal so wirtschaftlich wie die der Glühlampen. Die Lebensdauer von Gasentladungslampen ist bis zu 20 mal höher als die von Glühlampen. So amortisiert sich der höhere Anschaffungspreis durch den wesentlich geringeren Stromverbrauch, die deutlich längeren Austauschintervalle und die hohe Lichtausbeute sehr schnell.

Die sogenannten „Sparlampen“ und die „Neonröhren“, wie man sie aus dem Umgangs-Sprachgebrauch kennt, sind die gebräuchlichsten Entladungslampen im Haushalt.

Die Lichtfarbe und die Farbwiedergabe bei Entladungslampen hängt entweder von der Anzahl der verschiedenen Gase ab, die an der Entladung teilnehmen, oder wie bei den Leuchtstofflampen von den Leuchtstoffen, die vom kurzwelligen Licht der Gasentladung zum Leuchten angeregt werden. Sie wird bei fast allen Herstellern durch eine Zahl auf den Lampen gekennzeichnet. Diese Zahl setzt sich aus der Kennziffer für Farbwiedergabe und den Ziffern für die Lichtfarbe zusammen. Zum Beispiel '830'. Hier steht die 8 für eine gute Farbwiedergabe von Ra >80 und die 30 für eine Farbtemperatur von 3.000°K. Hierzu mehr unter dem Menüpunkt 'Lichtfarben'.

Steht zum Beispiel eine Zahl 927 auf der Lampe, ist die Farbwiedergabe höher, nämlich Ra >90 (sehr gut) und die Lichtfarbe wärmer, da ein Körper mit 2.700°K mehr in Richtung der Rotglut kommt. 4.000K ist dann weißer => kälter und 6.000°K, noch kälter, kommt in den Bereich des Tageslichtes, da auf unserer Sonne etwa diese Temperaturen herrschen.

Eine Farbwiedergabe unter Ra 80 ist nicht empfehlenswert, da die angeleuchteten Objekte farblos und monoton wirken. Lampen mit diesen Farbwiedergabewerten werden zum Beispiel in der Tunnelbeleuchtung eingesetzt, wo es nur auf niedrigen Energieverbrauch ankommt und nicht auf gute Farberkennung.

LED-Leuchtmittel

LED-Leuchtmittel sind eine eigene Gattung, die zunehmend an Bedeutung gewinnt. Sie sind Halbleiter-Bauelemente, die Licht emittieren. Dioden haben eine Durchlassrichtung für den Strom. Fließt Strom in dieser Richtung, strahlt die Diode je nach Halbleitermaterial (überwiegend Galliumverbindungen) Licht im langwelligen Infrarot- oder im kurzwelligen Ultraviolettbereich ab. Diese Halbleitermaterialien können durch Zugabe von z.B. Phosphor in ihrer Kristallstruktur verändert werden, was die Wellenlänge des abgegebenen Lichtes so  verändert, dass es sich von Infrarot nach Rot oder sogar Gelb wandelt.

Das abgegebene Licht einer Diode hat einen begrenzten Spektralbereich, es ist fast monochrom.  Der Vorteil dieser Eigenschaft liegt darin, dass z.B. für Ampelbeleuchtung gleich Dioden einer bestimmten Farbe genutzt werden können, wie Rot oder Gelb und nicht wie vorher Glühlampenlicht verlustreich gefiltert werden muss, um diese Farbe zu erlangen.

Der Nachteil ist, dass man für ein gutes Spektrum viele Dioden mit unterschiedlichen Farben kombinieren (additiv), oder UV-Licht erzeugen muss, das eine Mischung aus Leuchtstoffen wie in den Leuchtstofflampen anregt.

LEDs der neueren Generation sind sparsam. Handelsübliche LEDs kommen heute auf eine Lichtausbeute von 50 lm/Watt. Im Vergleich dazu erzeugt eine Halogenlampe etwa 12-20 lm/Watt. Eine Leuchtstofflampe erzeugt etwa 70-100 lm/Watt. Die eigentliche Ersparnis einer LED liegt aber auch in der langen Lebensdauer. Unter der Voraussetzung, dass sie gut gekühlt ist, hält sie etwa 50-60.000 h. Eine Glühlampe 1.000h, eine gute Halogenlampe 4.000h und eine gute Leuchtstofflampe 20.000h.

In den Labors der großen Hersteller sind LEDs mit 100 lm/Watt und mehr im Test. Die Fa. OSRAM hat allerdings schon hochwertige LEDs mit 75 lm/Watt zur Marktreife entwickelt und fast täglich gibt es Neuerungen. Diese Chips -die 'PrevaLED'-Serie- verbauen wir z.Zt. in unseren neuesten Strahlern (siehe Startseite)!

Interessant sind LEDs, wenn sie keine Infrarot-Strahlung und keine Ultraviolettstrahlung emittieren. Sie zerstören dann zum Beispiel keine Bilder oder Waren, die sie anleuchten. Wenn zusätzlich die Farbwiedergabe (das Spektrum) sehr komplett ist ( Ra oder CRI-Index größer als 80), was bedeutet, dass wir die Farben der angeleuchteten Objekte gut erkennen und dann die ausreichende Kühlung der LEDs gewährleistet ist, können wir von hochwertigen Leuchtmitteln sprechen.

Für die praktische Anwendung kann man sagen, LEDs sparen gegenüber der Halogenbeleuchtung Energie. Ihr Licht wird mit wenig Wärme abgegeben und sie sind sehr lange haltbar. Preiswerte LED-Beleuchtungen sind oft qualitativ minderwertig. Sie haben entweder keine guten Farbwiedergabeeigenschaften, sind durch mangelhafte Kühlung sehr schnell defekt, oder haben Lichtfarben, die unschön aussehen. Der Einsatz hochwertiger LED-Beleuchtungen macht vor allem Sinn in Bereichen, die schwer zugängig sind, oder wo es darauf ankommt wenig IR- oder UV-Strahlung zu haben, wie in Galerien oder Museen. Vor dem Einsatz von hochwertigen LED-Beleuchtungen ist es ratsam einen Fachmann aufzusuchen, um Enttäuschungen zu vermeiden.

Lichtfarben

Um verschiedene Leuchtmittel miteinander kombinieren zu können, oder eine Aussage über eine Lichtfarbe treffen zu können, hat man sich darauf geeinigt, die Lichtfarbe in einer Farbtemperatur zu definieren.

Wir wissen, dass ein glühender Gegenstand, z.B. eine Herdplatte relativ rot, Holzkohleteile im Feuer etwa orangerot erscheinen und man die Weißglut als Glut bei sehr hoher Temperatur kennt. Je kühler der Gegenstand desto röter erscheint seine Glut, je heißer, desto weißer. Daraus folgend ist die Definition der Farbtemperatur abgeleitet worden.

Die Farbtemperatur gibt in Grad Kelvin, also vom absoluten Nullpunkt aus gemessen, die Farbe an, die ein glühender Körper bei dieser Temperatur hätte.

Beispiele:

Eine Glühlampe, die relativ warmes Licht erzeugt hat die Farbtemperatur von 2.700°K. In diesem Falle ist das auch die Temperatur, bei der die Wolframwendel in der Lampe glüht.

Leuchtstofflampen mit warmweißem Licht haben eine Farbtemperatur von 3.000°K. Sie werden zwar nicht sehr warm, aber ihr Licht sieht aus, als wäre es von einer Glühlampe bei 3000°K.

Niedervolt-Halogenlampen glühen ebenfalls i.d.R. bei 3.000-3.200°K.

Leuchtstofflampen in Büroleuchten werden oft im sachlicheren Kaltton gewählt, da sie so auch heller erscheinen. Dieser "hellweiße" Ton entspricht einem glühenden Körper von 4000°K.

Über diese Definition ist es einfacher, verschiedene Leuchtmittel sinnvoll miteinander zu mischen, da egal wie das Licht erzeugt wird, die Farbe des Lichtes bestimmbar ist.

Die Abstimmung einer Beleuchtung auf einen gewünschten Zweck ist mit der entsprechenden Lichtfarbe möglich. Im Umkleideraum wird man Warmtöne bevorzugen, die Wärme vermitteln. Für ein Pelzgeschäft wird man eher kalte Farbtöne wählen, damit man die Kunden dazu bewegen kann sich bei normaler Raumtemperatur einen Mantel anzuziehen. Ein Porzellanladen wird mit "kaltem" Licht schönere Weißtöne der Teller und Tassen darstellen können als mit "warmem", eine Boutique für reifere Damen wird mit "wärmerem" Licht die Kunden gesünder aussehen lassen als mit "kälterem".

Die Gradangabe für die Farbtemperatur auf den Leuchtmittel hat sich seit einigen Jahren durchgesetzt. Auf 3-Banden-Leuchtstofflampen (sehr gute Farbwiedergabe) wird eine 8 vor der verkürzten Temperaturangabe angezeigt -> 830 für 3000°K, 840 für 4000°K und 860 für 6000°K, bei 5-Banden-Lampen (excellente Farbwiedergabe) steht eine 9 vor der Temperatur -> 930, 940 und 960.

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