Encyclopédie de la lumière

Inhaltsverzeichnis

Begrifflichkeiten rund ums Licht

3-Phasen-Stromschiene

Das 3-Phasen-Stromschienensystem besteht aus einem Aluminiumprofil mit einer Länge von 1, 2, 3 oder 4 m und vier elektrischen Leitern, 3 Phasen und einem Schutzleiter. Alle drei Phasen lassen sich separat schalten. Sie erlauben damit eine einfache Änderung der Beleuchtung und Präsentation. Auf diese Weise entsteht ein funktionales Stromschienensystem, das sich für die Akzentbeleuchtung ebenso eignet wie für die Beleuchtung hängender Werbetafeln und dekorativer Materialien.

Ausstrahlwinkel
  • Spot
    Das gerichtete Licht der verschiedenen Spot Varianten eignet sich besonders für Aufgaben- und Akzentbeleuchtung. Sie können damit bestimmte Bereiche eines Raumes oder einer Verkaufsfläche hervorheben oder sogar ein bestimmtes Produkt oder Objekt in Szene setzen. Der Abstrahlwinkel ist abhängig von der Größe des Objekts und der Entfernung zur Lichtquelle.
  • Flood
    Die unterschiedlichen Flood Winkel strahlen breitflächig ab und eignen sich daher am besten für die Grund- und Allgemeinbeleuchtung eines Raumes oder zur Beleuchtung größerer Flächen und Objekte.
Beleuchtungsstärke / Lux (lx) =lm/m²

Die Beleuchtungsstärke wird in Lux (lx) gemessen und ist der auf eine bestimmte Fläche fallende Lichtstrom: lx=lm/m². Sie beträgt ein Lux, wenn der Lichtstrom von einem Lumen einen Quadratmeter Fläche gleichmäßig ausleuchtet.

Die Beleuchtungsstärke gibt keinen Hinweis auf den Helligkeitseindruck, denn dieser kann je nach beleuchteter Fläche unterschiedlich wahrgenommen werden. Der hängt von den Reflexionswerten des Raumes ab. Es macht z.B. einen Unterschied, ob weiße oder schwarze Wände oder helle oder dunkle Möbel beleuchtet werden.

DALI

DALI ist die Kurzform von Digital Addressable Lighting Interface und ist in der Gebäudeautomatisierung ein Protokoll zur Steuerung von lichttechnischen Betriebsgeräten, wie z. B. Schaltnetzteilen, elektronischen Vorschaltgeräten oder elektronischen Leistungsdimmern, die insbesondere in Objekten wie Büros, Shops, Restaurants oder Hotels eingesetzt wird.

ENEC

ENEC steht für European Norms Electrical Certification. Das Symbol wird innerhalb der EU zur Produktkennzeichnung von Elektrogeräten verwendet. Im Unterschied zur CE-Kennzeichnung, die jeder Hersteller selbst erklären kann, wird ENEC von unabhängigen Prüfinstituten vergeben. Diese Prüfstellen müssen durch das Europäische Komitee für elektronische Normung zugelassen werden. Das ENEC-Zeichen gewährleistet, dass das Produkt EN-Sicherheitsnormen und -anforderungen erfüllt, das Produkt alle zwei Jahre erneut geprüft wird, der Hersteller mit einem Qualitätssystem gemäß ISO 9000 arbeitet und dass der Hersteller über eine belegte Produktionskontrolle verfügt, z. B. durch Fertigungsinspektionen.

Farbwiedergabeindex / Ra oder CRI (Colour Rendering Index)

Der Farbwiedergabeindex bezeichnet die Wirkung, die das Licht einer Lampe auf farbigen Gegenständen hervorruft. Je höher dieser Wert ist, desto optimaler und originalgetreuer werden die Farben im jeweiligen Licht wiedergegeben. 100 steht für den besten Wert. Natürliches Licht/Sonnenlicht hat also einen Farbwiedergabeindex von 100 Ra. Halogenlampen liegen zwischen 95-100 Ra, LED (je nach Lichtfarbe) zwischen 70-92, Energiesparlampen und Leuchtstofflampen zwischen 80-90 Ra. In Innenräumen, wo Menschen arbeiten oder sich länger aufhalten, sollte der Ra-Wert 80 nicht unterschreiten.

Beispiel im Zusammenhang mit der Lichtfarbe:
Der Wert 830 bezeichnet eine Kombination aus Ra und Lichtfarbe
Die 1. Ziffer 8(0) steht für einen Ra > 80. Die 2. und 3. Ziffer 30(00) geben Aufschluss auf die Lichtfarbe, die in diesem Beispiel 3000K beträgt.

  • Klasse 1A
    Leuchten und Leuchtmittel mit einem Ra/CRI Wert größer oder gleich 90 sind der Klasse 1A zugeordnet. Ihre Farbwiedergabe ist ausgezeichnet und kommt dem vom Tageslicht nahe. Diese Lichtquellen sind für Bereiche geeignet, bei denen die Farbwiedergabe sehr wichtig ist, wie z.B. Verkaufsräume, Arbeitsplätze von Designern und Grafikern.
  • Klasse 1B
    Leuchten und Leuchtmittel mit einem Ra/CRI Wert zwischen einschließlich 80 und 89 sind der Klasse 1B zugeordnet. Ihre Farbwiedergabe ist gut bis sehr gut. Diese Lichtquellen sind für Bereiche geeignet, bei denen die Farbwiedergabe wichtig ist, so z.B. in Wohnräumen oder Büros.
  • Klasse 2A
    Leuchten und Leuchtmittel mit einem Ra/CRI Wert zwischen einschließlich 70 und 79 sind der Klasse 2A zugeordnet. Ihre Farbwiedergabe ist mittel bis gut. Diese Lichtquellen sind für Bereiche geeignet, bei denen die Farbwiedergabe nebensächlich ist, wie Z.B. in Lagerräumen und Außenbereichen.
  • Klasse 2B/3/4
    Leuchten und Leuchtmittel mit einem Ra/CRI Wert kleiner als 70 sind den Klassen 2B, 3 oder 4 zugeordnet. Ihre Farbwiedergabe ist sehr ungenau. Diese Lichtquellen sind nicht für Bereiche geeignet, wo sich Menschen für einen längeren Zeitraum aufhalten, sondern nur für Bereiche, wo eine Beleuchtung nötig ist, die Farbwiedergabe aber keine Rolle spielt.
Farbtoleranz (Binning & MacAdam)

Bei der Produktion von LEDs kommt es zu unvermeidlichen Toleranzen in Farbe und Helligkeit. Gerade Abweichungen in der Lichtfarbe werden vom Betrachter leicht wahrgenommen. Die Farbwertanteile einer bestimmten Farbe können durch x- und y-Koordinaten im CIE-Farbdiagramm exakt beschrieben werden. MacAdam-Ellipsen beschreiben einen Bereich im CIE-Farbdiagramm. Diese Ellipsen werden zur Unterscheidung zweier Lichtquellen herangezogen. Dabei geben Stufen das Maß für den Farbabstand von den x-/y-Koordinaten an. Lichtquellen mit einem Farbabstand einer 3-Stufen MacAdam-Ellipse unterscheiden sich weniger stark als zwei Lichtquellen, deren Farbabstand in etwa einer 5-Stufen-MacAdam-Ellipse entspricht. Insbesondere in Beleuchtungsanwendungen, in denen sich einzelne Lichtquellen in räumlicher Nähe befinden und gleichzeitig gesehen werden können, sollte auf geringe Farbabstände geachtet werden.

Das Verfahren der Farbklassenbildung in der LED Produktion wird "Binning" genannt. Hier werden LEDs in sogenannte "Bins" (englisch für Behälter) sortiert, um eine möglichst einheitliche Lichtfarbe zu garantieren.

Leuchtdichte

Die Leuchtdichte ist ein Maß für den Helligkeitseindruck einer selbstleuchtenden Lichtquelle oder einer beleuchteten Fläche (sichtbares Licht) und wird in Candela pro Quadratmeter gemessen.

Leuchtdichte = Candela / Fläche (cd/m²)

Leuchtenbetriebswirkungsgrad / LOR = Light Output Ratio / Effizienz

Der Betriebswirkungsgrad einer Leuchte ist das Verhältnis vom Lichtstrom der Leuchte zum Lichtstrom der Lampe und beschreibt somit die Effizienz der Leuchte. Die Reflektorgeometrie wie auch thermische Bedingungen haben Einfluss auf den LOR. Der gemessene anfängliche Lichtstrom (lm) wird durch die gemessene anfängliche Eingangsleistung (W) derselben Leuchte geteilt. Die Lichtausbeute wird in Lumen pro Watt (lm/W) angegeben und kann mit Einschränkung zur Bewertung der Energieeffizienz herangezogen werden.

Lichtausbeute = Wirkungsgrad der Lampe lm/W

Die Lichtausbeute ist das Maß für die Effizienz und damit Wirtschaftlichkeit einer Lichtquelle. Sie beschreibt den Lichtstrom in Lumen (lm) den ein Leuchtmittel pro Watt (W) Leistungsaufnahme erzeugt. Je höher das Verhältnis von Lumen pro Watt ist, desto besser wandelt die Lampe die eingebrachte Energie in Licht um.

Lichtfarbe / Kelvin (K)

Der Mensch erlebt seine Umwelt nicht nur als Hell und Dunkel, Licht und Schatten, sondern auch durch Farben. Als Lichtfarbe bezeichnet man die spektrale Zusammensetzung von Licht, wie es von einer Lichtquelle erzeugt oder von einem Körper reflektiert wird.

Als Referenzwerte dienen Kerze (1.500 Kelvin) und der blaue Himmel (> 10.000 Kelvin). Je höher die Farb-Temperatur (Kelvin), desto weißer ist die Lichtfarbe. Je niedriger, desto wärmer und gemütlicher wirkt das Licht.

Die Lichtfarben von Lampen und Leuchten sind in 3 Gruppen unterteilt:

  • Warmweiß: < 3.300 K. Diese Lichtfarbe wird als angenehm empfunden und eignet sich besonders für Bereiche, in denen die Gemütlichkeit im Vordergrund steht, wie Wohnräume, Restaurants oder Bars.
  • Neutralweiß: 3.300–5.300 K. Diese Lichtfarbe gilt als aktivierend und erzeugt eine "sachliche" Atmosphäre. Sie findet meist Verwendung in Büros und Arbeitsbereichen.
  • Tageslichtweiß: > 5.300 K. Diese Lichtfarbe wirkt "klinisch" und erzeugt sehr gute Sehverhältnisse. Sie gilt als konzentrationsfördernd und eignet sich besonders für Bereiche, in denen Konzentration gefragt ist, wie Büro, Produktionshallen und Schulen.

Häufig findet man unter Lichtfarbe aber auch einen Wert wie z.B. 830 oder 940. Was bedeutet das? Hier wird eine Kombination aus Farbwiedergabeindex und Lichtfarbe dargestellt.

Lichtfarbe 830 bedeutet also:
1. Ziffer: 8(0) = Ra > 80
2.+3. Ziffer: 30(00) = Lichtfarbe 3000K

Lichtstärke / Candela (cd)

Die Lichtstärke wird in der Einheit Candela (cd) gemessen und bezeichnet die von einer Lichtquelle in eine bestimmte Richtung ausgestrahlte Lichtleistung.

Lichtstärkeverteilung / Lichtverteilungskurve (LVK)

Die räumliche Verteilung der Lichtstärke einer Lichtquelle ergibt eine dreidimensionale Darstellung. Der Schnitt durch diesen Lichtstärkekörper ergibt die Lichtstärkeverteilungskurve, die die Lichtstärkeverteilung in einer Ebene beschreibt. Die Lichtstärke wird dabei meist in einem Polarkoordinatensystem als Funktion des Ausstrahlungswinkels eingetragen. Je nach Form und Symmetrieeigenschaften der Lichtstärkeverteilung einer Leuchte unterscheidet man tief strahlende, breit strahlende, symmetrische und asymmetrische Lichtstärkeverteilungen.

Lichtstrom / Lumen (lm)

Der Lichtstrom wird in der Einheit Lumen (lm) gemessen. Der Lichtstrom beschreibt die von einer Lichtquelle in alle Richtungen ausgestrahlte Lichtleistung.

Schlagfestigkeit/Stoßfestigkeit

Mit Schlagfestigkeit wird der Schutz eines Gehäuses, z.B. einer Leuchte, gegen mechanische Beanspruchung von außen definiert, bspw. Schutz gegen Stöße. Es gibt 11 Stufen, von 0 bis 10.

IK00 bedeutet keinen Schutz, IK10 schützt bis zu einer Schlagenergie von 20 Joule.

Schutzart

Die Schutzart einer Leuchte sagt aus, wie gut eine Leuchte gegenüber Berührung, Fremdkörpern und Wasser geschützt ist. Gekennzeichnet wird diese mit dem IP-Nummernsystem, welches bei vielen verschiedenen Elektrogeräten Verwendung findet. Es setzt sich aus zwei Ziffern zusammen. Die erste bezieht sich auf den Schutz gegen das Eindringen von Fremdkörpern, wie beispielsweise Staub. Die zweite Ziffer auf den Schutz vor Feuchtigkeit bzw. Wasser.

  • Erste Ziffer: Schutz gegen Berührung und Fremdkörper
    0: Kein Schutz
    1: Schutz vor festen Fremdkörpern ≥ 50 mm
    2: Schutz vor festen Fremdkörpern ≥ 12,5 mm
    3: Schutz vor festen Fremdkörpern ≥ 2,5 mm
    4: Schutz vor festen Fremdkörpern ≥ 1 mm
    5: Staubgeschützt
    6: Staubdicht
  • Zweite Ziffer: Schutz gegen Feuchtigkeit
    0: Kein Schutz
    1: Schutz vor senkrecht fallendem Tropfwasser
    2: Schutz vor schräg auftretendem Tropfwasser
    3: Schutz vor Sprühwasser
    4: Schutz vor Spritzwasser
    5: Schutz vor Strahlwasser
    6: Schutz vor starkem Strahlwasser
    7: Geschützt gegen zweitweises Eintauchen
    8: Geschützt gegen dauerndes Untertauchen

Häufige Kombinationen/Beispiele:
IP20 Mindestanforderung für Innenraumleuchten
IP44 Spritzwasser geschützt, z.B. Hausnummernleuchte
IP54 z.B. Pollerleuchte (Außenbereich)
IP65 z.B. Feuchtraumwannenleuchte, Einbauleuchten Badezimmer (Nassbereich)

Schutzklasse

Die Schutzklasse zeigt die Maßnahmen, die bei der Konstruktion der Leuchte ergriffen wurden, um einen elektrischen Schlag zu vermeiden. Bau- und Betriebsart bestimmen diese Schutzklasse. Gerade bei Metallgehäusen kann durch eine Fehlfunktion oder einen Kurzschluss eine lebensgefährliche Situation entstehen. Den Umfang der Schutzmaßnahmen gegen elektrischen Schlag beschreiben drei Schutzklassen nach DIN VDE 0711:

  • SK I
    Alle elektrisch leitfähigen Gehäuseteile der Leuchte oder des Gerätes sind fest mit dem Schutzleitersystem verbunden. Die Schutzleiterverbindung des Gehäuses ist so bemessen, dass keine dauernde gefährliche Berührungsspannung am Gehäuse entsteht und dass die Sicherung oder ein Fehlerstromschutzschalter auslöst und den Stromkreis spannungsfrei schaltet.
  • SK II
    Leuchten oder Geräte mit Schutzklasse II haben eine doppelte oder verstärkte Isolierung.
    Wenn sie eine elektrisch leitende Oberfläche oder berührbare Teile haben, sind diese durch eine doppelte oder verstärkte Isolierung von spannungsführenden Teilen getrennt. Meistens besitzen diese Geräte keinen Anschluss an den Schutzleiter.
  • SK III
    Leuchten oder Geräte mit Schutzklasse III verwenden Sicherheitskleinspannung (SELV) oder Funktionskleinspannung mit elektrisch sicherer Trennung (PELV) und dürfen daher nur an entsprechende SELV- oder PELV-Stromquellen < 42 Volt angeschlossen werden. Dazu zählen Sicherheits-Transformatoren oder auch Batterien. Leuchten oder Geräte mit PELV haben eine doppelte oder verstärkte Isolierung zwischen dem Netzanschluss und den leitenden Teilen.
UGR

Die Abkürzung UGR steht für den englischen Begriff Unified Glare Rating. Der UGR-Wert ist eine dimensionslose Kennzahl, die etwas über den Grad der psychologischen Blendung einer Beleuchtungsanlage im Innenraum aussagt. UGR-Werte sind für den Bereich von 10 bis 30 in Stufen definiert. Die gemäß DIN EN 12464-1 lauten 13, 16, 19, 22, 25 und 28 definierten Stufen drücken die statistische Blendempfindung einer Vielzahl von Beobachtern aus. Je kleiner der UGR Wert ist, desto weniger Beobachter erfahren also Direktblendung. Unterschiedliche Tätigkeiten haben unterschiedliche Vorschriften in Bezug auf die Blendung:

  • Technisches Zeichnen: UGR≤16
  • Lesen, Schreiben, Unterrichtsräume, Computerarbeit, Kontrollarbeiten: UGR≤19
  • Arbeiten in Industrie und Handwerk, Empfang: UGR≤22
  • Grobe Arbeiten, Treppen: UGR≤25
  • Flure: UGR≤28

Generell darf in Räumen mit Bildschirm- und/oder Büroarbeitsplätzen der UGR-Wert nicht größer als 19 sein.

UV-C

UV-C Licht ist eine elektromagnetische Strahlung und kann vom menschlichen Auge nicht wahrgenommen werden. Die sehr energiereiche Strahlung hat eine Wellenlänge von 100-280 Nanometer und löst eine fotochemische Reaktion aus. Je nach Bestrahlungsdosis führt das UV-C Licht zur Abtötung bzw. Schädigung von Bakterien und Pilzsporen. Daher wird es auch künstlich hergestellt und gezielt zur Desinfektion eingesetzt. Bekannte Einsatzgebiete von UV-C-Strahlung sind die Oberflächenentkeimung beispielsweise in Laboren, die Raumluftdesinfektion oder die Wasseraufbereitung. Jedoch kann die UV-C Strahlung direkt oder indirekt die Erbsubstanz schädigen und weitere gesundheitliche Beeinträchtigungen an Auge und Haut verursachen, weshalb bei Einsatz von UV-C Geräten unbedingt die Sicherheitshinweise beachtet werden müssen.

Zigbee

Zigbee ist eine Spezifikation für drahtlose Netzwerke mit geringem Datenaufkommen u.a. in der Lichttechnik. Es handelt sich um eine vollständige loT-Lösung, mit welcher intelligente Objekte zusammenarbeiten können.

Zigbee zertifizierte Produkte können sich miteinander verbinden und unter Verwendung der gleichen IoT-Sprache auch miteinander kommunizieren. Zigbee ist eine der am weitesten verbreiteten Smart-Home-Technologien im Internet der Dinge und bedient Smart-Home-Ökosysteme wie Amazon Echo Plus, Philips Hue oder Ikea.

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