Unser Licht-Lexikon

Bei LEDs entsteht grundsätzlich gebündeltes Licht. Die Stelle im Lichtkegel, an der noch genau die Hälfte der maximal ausgestrahlten Lichtstärke gewährleistet ist, wird als Abstrahlwinkel bezeichnet. Dieser Wert sorgt also dafür, wie groß der erzeugte Lichtkegel im Raum erscheint. Daraus folgt, dass mit einem größeren Abstrahlwinkel mehr Fläche beleuchtet werden kann. Die Leuchtdichte bei einem kleineren Abstrahlwinkel hingegen ist dann zwar punktierter, aber dafür größer. Die Varianz moderner LED-Leuchten ist dabei groß - durch integrierte Linsen oder Reflektoren sind Abstrahlwinkel von 10° bis hin zu 360° möglich. Vor allem bei Lichtbändern oder der Bürobeleuchtung spielt der Abstrahlwinkel eine wichtige Rolle. Für die Grundbeleuchtung eines Raumes empfiehlt sich ein Winkel von 120°, für Flure und Wegbereiche eher 90°.

Ballwurfsicher bedeutet, dass die Leuchte nach der DIN 18032 für Sportstätten eingesetzt werden kann. Diese DIN definiert im Absatz 3 die genauen Kriterien der Ballwurfsicherheit. Demnach müssen die einzelnen Elemente trotz Aufprall funktionstüchtig und unbeschädigt bleiben. Diese Kriterien gelten für alle Decken-, Wand-, und Einbauelemente in Sporthallen, u.a. auch die Beleuchtungen. Die Prüfung für Deckenleuchten findet dabei mit Hilfe eines genormten Balles statt, wobei mehrere Schüsse aus verschiedenen Richtungen und Winkeln keinen Schaden verursachen dürfen. Erst unter erfolgreichem Bestehen dieser Prüfung gilt die Leuchte als ballwurfsicher.

Dieses Feature erfasst Bewegungen und meint entweder die PIR-, oder die HF-Technologie. PIR steht dabei für Passiv Infrarot (engl.: Pyroelectric Infrared Sensor) und erfasst die Wärmestrahlung, die ein Objekt abgibt. Da es speziell auf die menschliche Körpertemperatur abgestimmt ist, werden andere Objekte ignoriert. Für Räume, in denen der Sensor durch ein Objekt hindurch die Bewegung wahrnehmen soll, beispielsweise Toiletten, empfiehlt sich die HF-Technologie. Diese steht für Hochfrequenz (engl. High Frequency) und erfasst die Umgebung mit Hilfe von Mikrowellen. Da sie jedoch nicht zwischen Menschen und anderen Objekten unterscheidet, werden auch nicht-menschliche Bewegungsimpulse verarbeitet.

Die Beleuchtungsstärke (Lux) gibt an, wie viel Licht auf eine bestimmte Fläche fällt. Je höher die Lichtstärke (Candela) einer Leuchte ist, desto höher fällt auch der Lux-Wert aus. In einer Lichtberechnung kann dieser Wert aus den Daten der Leuchte virtuell für jeden Punkt eines Raumes berechnet oder einfach mit einem Luxmeter gemessen werden. Welche Beleuchtungsstärke notwendig ist gibt die Arbeitsstättenrichtlinie vor, so sind z.B. im Büro auf dem Schreibtisch mindestens 500 Lux erforderlich.

Der Dip-Schalter ist ein Zusatzfeature der Leuchte um verschiedene Werte einzustellen. Auch Mäuseklavier genannt, ist der Schalter im Gehäuse der Leuchte verbaut um beispielsweise die Leistung oder Lichtfarbe zu steuern.

Die Lichtfarbe einer Leuchte wird beschrieben durch die Farbtemperatur in Kelvin (K). Man spricht von Warmweiß (2400 K, 2700 K, 3000 K), Neutralweiß (4000 K, 5000 K) und Tageslichtweiß (6500 K). Die Farbtemperatur wird durch den Vergleich mit der Farbe eines „Schwarzen Strahlers“ bestimmt. Dies ist ein „idealisierter“ Körper, z. B. aus Platin, der das auf ihn fallende Licht schluckt. Seine Reflexionsstrahlung ist somit gleich Null. Wenn ein „Schwarzer Strahler“ langsam erhitzt wird, durchläuft er eine Farbskala von Dunkelrot, Rot, Orange, Gelb, Weiß bis zum Hellblau. Je höher die Temperatur, 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.

Die Farbtoleranz gibt Auskunft über die Abweichung des Farbwerts und wird mit SDCM angegeben. SDCM steht für Standard Deviation of Colour Matching , zu Deutsch Standardabweichung der Farbanpassung. Dieser Wert beschreibt, wie stark die Abweichung der LED im Vergleich zur im Datenblatt angegebenen Farbtemperatur sein kann. Dabei geht es um Bereiche im CIE-Farbdiagramm, in dem wahrnehmbare Farbabstände definiert werden. Wie sehr die Lichtfarben einzelner LED-Module tatsächlich abweichen, werden mit Hilfe von sog. MacAdam- Ellipsen dargestellt. Hierbei gilt: Je geringer die Farbabstände, desto besser.

Beim Farbwiedergabeindex, engl. Colour Rendering Index (CRI), handelt es sich um eine Größe, welche die Farbwiedergabe verschiedener Lichtquellen vergleichbar macht. Denn die Farbe eines Gegenstandes variiert je nach Lichtsituation, genauer gesagt je nach Farbspektrum, aus denen sich weißes Licht zusammensetzt. Der Farbwiedergabeindex wird außerdem als Ra-Wert bezeichnet und kann zwischen 0 (sehr schlecht) und 100 (sehr gut) liegen. Der Standard in diesem Bereich liegt bei etwa 80. Ein sehr guter Ra-Wert von 100 gleicht dem Sonnenlicht zur Mittagszeit. Deshalb gilt: Je höher der CRI, desto besser. In Räumen, bei denen der Farbwiedergabeindex nahezu keine Rolle spielt, beispielsweise Kellern, reicht laut Arbeitsstättenrichtlinie ein Wert von 20. Aber vor allem in Bereichen, in denen schon der Unterschied kleiner Farbnuancen erkennbar sein muss, beispielsweise in der Lackiererei oder der Qualitätsprüfung, ist ein sehr guter CRI notwendig.

Als Flicker werden elektrische Spannungsschwankungen bezeichnet. Diese sind im Regelfall periodisch und können zu einer visuell wahrnehmbaren Leuchtdichteschwankung führen. Erzeugt wird dieses Lichtflimmern meist durch Spannungsschwankungen im Stromnetz. LEDs hingegen können aber mit dem Einsatz bestimmter Treiber flickerfrei gemacht werden, indem ein konstanter und kontrollierter Stromfluss durch die Leuchte gewährleistet wird. Flickern kann u.a. auch mit der Dimmbarkeit in Verbindung gebracht werden - damit dies heute aber nicht mehr geschieht, erfolgt die Dimmung bspw. per DALI mit einer hohen Frequenz bei der Ansteuerung der LED.

Den Begriff Foodready verwenden wir als Merkmal von Leuchten, die den Hygienestandards und Ansprüchen in der Lebensmittelindustrie gerecht werden. Dabei geht es besonders um eine leichte Reinigung, die hier unentbehrlich ist und häufiger als in anderen Branchen benötigt wird. Außerdem müssen diese Leuchten bruchfest sein, sprich, es dürfen keine Risiken durch Splitter oder Bruchstücke am Leuchtmittel existieren. Dies garantiert Erosionsbeständigkeit und Robustheit ohne Verschleiß oder Schäden.

Der IK-Grad bezeichnet die Widerstandsfähigkeit einer Leuchte gegen sämtliche Arten von Schlägen und Stößen. Dieses Maß wird häufig auch als IK-Schutzart oder IK-Stoßfestigkeitsgrad bezeichnet und ist nach der IEC 62262 (entspricht EN 62262) international genormt. Die IK-Schutzart wird außerdem in zehn Klassen geteilt, die sich nach der Schlagenergie, der das Gehäuse mindestens standhalten muss, unterscheiden. Diese Skala geht von der niedrigsten Stoßfestigkeitsklasse IK0, bei der eine Stoßfestigkeit von 0 Joule erreicht wird, bis zur höchsten Stoßfestigkeitsklasse IK10, welche bis zu 20 Joule aushält.

Die International Protection- Kennzeichnung, kurz IP, beschreibt den Schutzumfang elektrischer Produkte hinsichtlich des Einflusses von Berührungen, Fremdkörpern, sowie Wasser und Nässe. Hieraus ergibt sich eine Buchstaben- und Zahlen-Konstellation, bei welcher die erste Kennziffer den Schutz vor Berührungen und Fremdkörpern beschreibt, die zweite Kennziffer hingegen Wasser und Nässe. Bei der IP61 beispielsweise steht die 6 für Staubdichtheit und die 1 für den Schutz gegen senkrecht fallendes Tropfwasser, IP65 für Staubdichtheit und den Schutz vor Strahlwasser aus beliebigen Richtungen. Wenn jedoch eine der beiden Kennziffern irrelevant ist, kann diese zudem durch ein X ersetzt werden. So ist jede Schutzart eines Betriebsmittels eindeutig zuzuordnen.

Im seltensten Fall gibt es einen Komplettausfall bei LEDs. Bei der Lebensdauer einer LED-Leuchte geht es folglich um die abnehmende Helligkeit im Laufe der Betriebsdauer. Der h-Wert wird in Stunden angegeben und steht für die Zeit, nach welcher der Lichtstrom der Leuchte auf den angegebenen Wert gesunken ist. Üblicherweise gibt man hier den Wert L70 oder L80 an, was bedeutet, dass die mittlere Lebensdauer der Lichtquelle erreicht ist, wenn der Lichtstrom noch 80% (L80) bzw. 70% (L70) seines Neuwertes erfasst. Hinzu kommt die Bezeichnung B10, welche aussagt, dass max. 10% der Einzel-LEDs unter dem angegebenen L-Wert liegen dürfen. Die Kennzeichnung L80/B10 – 50.000 h bedeutet also, dass nach einer Lebensdauer von 50.000 h (ca. 16 Jahre bei 8 Stunden täglicher Betriebszeit) noch 90% der LEDs einen Lichtstromwert von mindestens 80% des ursprünglichen Lichtstromes haben.

LED steht für Light emitting diode, zu Deutsch „Licht emittierende Diode“. Mit Hilfe eines Halbleiterbauelements wandeln sie elektrische Energie in Licht um, die sog. Elektrolumineszenz. LED-Leuchten zeichnen sich dadurch aus, dass diese aus mehreren gleichartigen LEDs zusammengesetzt sind, welche zusammen das Leuchtbild ergeben. Die wichtigsten Charakteristika der modernen LED-Leuchten sind ihre hohe Energieeffizienz und Langlebigkeit, womit sie einen wichtigen Beitrag zur aktuellen Klima- und Umweltschutzdebatte liefern. Diese Pluspunkte werden ergänzt durch ihre verminderte Müllproduktion bei der Herstellung, was die LED-Technologie in Sachen Nachhaltigkeit zum Vorreiter macht.

Die Leuchtdichte bezieht sich auf den Helligkeitseindruck, den das Auge von einer leuchtenden oder beleuchteten Fläche hat. Sie ist daher beschrieben als das Verhältnis der Lichtstärke zur leuchtenden Fläche. Die Größe ist genormt und wird mit der DIN EN 12665 bestimmt. Diese wird in Candela pro Flächeneinheit (Candela/m^2) berechnet und hängt maßgeblich von der Farbe und dem Material ab. Wird eine Fläche mit derselben Lichtstärke bestrahlt, wirken helle Flächen wesentlich heller als dunkle. Von allen photometrischen Größen drückt die Leuchtdichte am ehesten aus, wie der Helligkeitseindruck über das Auge am Gehirn verarbeitet wird. Nicht zu vernachlässigen ist jedoch, dass jedes Augenpaar eines jeden Menschen ein individuelles Bild erzeugt und somit die Komplexität der Wahrnehmung nicht allein durch einen Wert auszudrücken ist.

Licht ist der für das Auge sichtbare Teil der elektromagnetischen Strahlung. Das menschliche Auge kann nur einen kleinen Ausschnitt des elektromagnetischen Strahlenspektrums wahrnehmen, das zusätzlich auch noch die von uns nicht-wahrnehmbare Gamma-, Röntgen-, Infrarot- und UV-Strahlung, sowie die Frequenzen von Funk und Fernsehen umfasst. Innerhalb des Lichtspektralbereichs, der Wellenlängen von etwa 380 N m bis 780 N m beinhaltet, gibt es die Farben Violett, Blau, Grün, Gelb und Rot. Außerhalb dieses Bereichs ist das menschliche Auge nicht in der Lage dazu, etwas zu sehen.

Die Lichtstärke beschreibt die Menge des Lichtstroms, die in einen bestimmten Raumwinkel abgestrahlt wird. Denn da eine Leuchte, ausgenommen die längst veraltete Glühbirne, nicht in alle Richtungen gleichmäßig abstrahlt, ergibt sich eine Differenz in der Stärke des abgestrahlten Lichts. Ebendiese Lichtmenge wird in Candela (cd) gemessen.

Der Lichtstrom beschreibt die Gesamtmenge des Lichts, die von einer Lichtquelle abgestrahlt wird und wird in Lumen (lm) gemessen. Auch diese photometrische Größe ist genormt. Während früher die Wattzahl einer Glühlampe als Helligkeitsmaß angegeben wurde, wird dies heutzutage durch den Lichtstrom ersetzt. Außerdem kann man zusätzlich auch zwischen Leuchten Lichtstrom und Lampenlichtstrom differenzieren. Ersteres berücksichtigt dabei zudem durch das Leuchten Design bedingte Verluste.

Anhand einer Lichtverteilungskurve kann man ablesen, wie viel Licht von einer Leuchte in einem bestimmten Winkel ausgesendet wird. Die LVK will einen dreidimensionalen Sachverhalt, nämlich die Lichtverteilung einer Lampe in einem Raum, in ein zwei-dimensionales System bringen. Bei Leuchten, die ihr Licht gleichmäßig in alle Richtungen abstrahlen, genügt die Darstellung in einer Ebene. Bei nicht-rotationssymmetrischen Leuchten werden zwei Ebenen, längs und quer, dargestellt. Es kann dabei zwischen symmetrischen, asymmetrischen, tiefstrahlend, breitstrahlend und gleichförmig unterschieden werden.

Der Wert der Schaltzyklen beschreibt die mögliche Anzahl des Ein- und Ausschaltens einer Leuchte, bis ein voraussichtlicher Defekt erwartbar ist. Denn da das Einschalten einer Leuchte einen hohen Stromfluss benötigt, hat dies Auswirkungen auf die Lebensdauer der Leuchte. Im Vergleich fällt hier der Wert für die Schaltzyklen je nach Anwendungsbereich unterschiedlich stark ins Gewicht. Bei einer Treppenhausbeleuchtung können schnell viele Zyklen pro Tag durch eine höhere Frequenz und ständiges Ein- und Ausschalten entstehen, wohingegen die Zyklen bei einer typischen Produktionsbeleuchtung sehr viel langsamer erreicht sind. Im Normalfall werden bei Leuchten zwischen 20.000 bis hin zu 500.000 Schaltzyklen angegeben.

Die Schutzerdung ist definiert als Erdung eines oder mehrerer Punkte eines Netzes, einer Anlage oder eines Betriebsmittels zu Zwecken der elektrischen Sicherheit. Allgemein versteht man darunter die durchgehende elektrische leitende Verbindung aller leicht berührbaren und nicht zum Betriebsstromkreis gehörenden elektrisch leitfähigen Geräteteile (z. B. Metallgehäuse) mit dem Potential des Erdreichs. So werden beim Auftreten von Funktionsfehlern hohe Berührungsspannungen vermieden.

Die Schutzklasse II setzt nach VDE 0100, Teil 410, 412.1 voraus, dass das die jeweilige Leuchte neben der standardmäßig notwendigen Basisisolierung noch über eine verstärkte oder doppelte Isolierung zwischen unter Spannung stehenden und berührbaren Teilen verfügen muss.

Bei der Systemleistung [W] wird betrachtet, welche elektrische Leistung eine Leuchte, bestehend aus Lichtquelle und Betriebsgerät, insgesamt aufnimmt. In Verbindung mit dem Lichtstrom lässt sich daraus die Effizienz berechnen. Man benötigt diese Angabe aber auch zum Beispiel für die Gesamtplanung der elektrischen Anlage. Die Systemleistung von LED-Leuchten ist in den meisten Fällen mindestens 50% geringer als die konventioneller Leuchtmittel und verbraucht damit weniger als die Hälfte an Strom. Außerdem lässt sich durch eine intelligente Lichtsteuerung weitere Energie einsparen.

Das Unified Glare Rating, kurz UGR, ist ein Verfahren der internationalen Beleuchtungskommission CIE (Commission International de l’Eclairage) um die Blendung einer Leuchte zu bewerten und diesen Prozess zu vereinheitlichen. Zudem berücksichtigt der UGR-Wert sämtliche Leuchten einer Anlage, die zum Gesamtblendeindruck beitragen. Außerdem wird auch die Helligkeit der Umgebungssituation mit einbezogen, also beispielsweise die Helligkeit von Wänden und Decken. Auf Basis dessen kann man sagen: je niedriger der UGR-Wert, desto geringer die Blendung. Um beispielsweise für den Bildschirmarbeitsplatz geeignet zu sein, sollte der UGR-Wert kleiner als 19 sein.