Glossar
Wie überall in Technik und Wissenschaft üblich, sind auch in der Lichttechnik Begriffe zur Bewertung der Eigenschaften von Lampen und Leuchten festgelegt und entsprechende Maßeinheiten standardisiert.
Die wichtigsten lichttechnischen Grundbegriffe
Licht und Strahlung
Unter Licht versteht man elektromagnetische Strahlung, die im menschlichen Auge eine Hellempfindung hervorruft, also gesehen werden kann. Es handelt sich dabei um die Strahlung zwischen 380 und 780 nm, einem nur winzigen Teil des uns bekannten Spektrums elektromagnetischer Strahlung.
Lichtstrom Φ
Einheit: Lumen [lm]
Als Lichtstrom Φ bezeichnet man die gesamte von der Lichtquelle abgegebene Strahlungsleistung, die mit der spektralen Augenempfindlichkeit und dem fotometrischen Strahlungsäquivalent km bewertet ist.
Lichtstärke Ι
Einheit: Candela [cd]
Eine Lichtquelle strahlt ihren Lichtstrom Φ im Allgemeinen in verschiedene Richtungen unterschiedlich stark ab.
Die Lichtstärke bezeichnet den in eine bestimmte Raumrichtung (Raumwinkel Ω) abgestrahlten Lichtstrom.
Beleuchtungsstärke E
Einheit: Lux [lx]
Die Beleuchtungsstärke E gibt das Verhältnis des auffallenden Lichtstroms zur beleuchteten Fläche an.
Die Beleuchtungsstärke beträgt 1lx, wenn ein Lichtstrom von 1lm auf eine Fläche von 1m² gleichmäßig auftrifft.
Leuchtdichte L
Einheit: Candela pro Quadratmeter [cd∕m²]
Die Leuchtdichte L einer Lichtquelle oder einer beleuchteten Fläche ist maßgebend für den wahrgenommenen Helligkeitseindruck.
Lichtausbeute η
Einheit: Lumen pro Watt [lm∕W]
Die Lichtausbeute η gibt an, mit welcher Wirtschaftlichkeit die aufgenommene elektrische Leistung in Licht umgesetzt wird.
Farbtemperatur
Einheit: Kelvin [K]
Die Farbtemperatur einer Lichtquelle wird durch den Vergleich mit dem sog. „Schwarzen Strahler“ definiert und im „Planckschen Kurvenzug“ dargestellt. Erhöht sich die Temperatur des „Schwarzen Strahlers“, so vergrößert sich im Spektrum der Blauanteil, und der Rotanteil wird geringer. Eine Glühlampe mit warmweißem Licht hat z.B. eine Farbtemperatur von 2.700 K, eine tageslichtähnliche Leuchtstofflampe von 6.000 K.
Lichtfarbe
Die Lichtfarbe wird sehr gut durch die Farbtemperatur beschrieben. Hierbei lassen sich drei Hauptgruppen unterscheiden:
Tageslichtweiss | 4.000 K |
Neutralweiss | 3.000 K |
Warmweiss | 2.700 K |
Trotz gleicher Lichtfarbe können Lampen aufgrund der spektralen Zusammensetzung ihres Lichts sehr unterschiedliche Farbwiedergabe-Eigenschaften haben.
Farbwiedergabe
Je nach Einsatzort und Sehaufgaben sollte künstliches Licht eine möglichst korrekte Farbwahrnehmung (wie bei natürlichem Tageslicht) gewährleisten.
Der Maßstab dafür sind die Farbwiedergabe-Eigenschaften einer Lichtquelle, die in Stufen des „allgemeinen Farbwiedergabe-Index“ Ra ausgedrückt werden.
Der Farbwiedergabe-Index bezeichnet das Maß der Übereinstimmung von Körperfarben in ihrem Aussehen gegenüber Vergleichslichtquellen (Bezugslichtquellen). Zur Bestimmung des Ra-Wertes werden die Farbverschiebungen von 8 in DIN 6169 genormten Testfarben rechnerisch bestimmt, die sich ergeben, wenn die Testfarben mit zu prüfenden Lichtquelle bzw. mit der Bezugsquelle beleuchtet werden. Je geringer die Abweichung ist, desto besser ist die Farbwiedergabe-Eigenschaft der geprüften Lampe.
Eine Lichtquelle mit Ra=100 zeigt alle Farben wie unter der Bezugslichtquelle optimal. Je niedriger der Ra-Wert ist, umso weniger gut werden die Farben wiedergegeben.
Leuchtenbetriebswirkungsgrad
Der Leuchtenbetriebswirkungsgrad ist ein wichtiges Kriterium für die energiewirtschaftliche Einstufung einer Leuchte. Er gibt das Verhältnis des von der Leuchte abgegebenen Lichtstroms zum Lichtstrom der in der Leuchte eingesetzten Lampe wieder.
Mittlere Lebensdauer
Die mittlere Lebensdauer ist der Mittelwert der Lebensdauern einzelner Lampen, die unter genormten Bedingungen betrieben werden (50% Ausfall = „Average Life“).
Nutzlebensdauer
Die Nutzlebensdauer ist eine vereinfache praxisgerechte Betrachtung der wirtschaftlichen Lebensdauer. Man versteht darunter die Betriebszeit, nach der Anlagelichtstrom (d.h. das Produkt aus relativem Lichtstrom und relativem Anteil noch funktionsfähiger Lampen) noch zu 80% des Anfangswertes (100 h) beträgt.
Die wichtigsten lichttechnischen Formeln:
Lichtstärke [cd] Ι = |
Lichtstrom [lm]
Raumwinkel Ω [sr] |
Beleuchtungsstärke [lx] Ε = |
auffallender Lichtstrom [lm]
beleuchtete Fläche [m²] |
Leuchtdichte [cd/m²] L = |
Lichtstärke [cd]
gesehene leuchtende Fläche [m²] |
Lichtausbeute [lm∕W] η = |
erzeugter Lichtstrom [lm]
aufgenommene elektrische Leistung [W] |
Die wichtigsten Werte für Beleuchtungsstärken:
Beleuchtung |
Lux von |
bis |
Zum Vergleich: Heller Sonnentag | 100.000 | |
Büro und öffentliche Einrichtungen | ||
Flure, Nebenräume | 30 | 100 |
Konferenz-, Empfangsraum | 200 | 750 |
Büroarbeiten | 750 | 1.500 |
Schreibarbeiten | 1.000 | 2.000 |
Büroarbeitsplatz | 800 | |
Produktion | ||
Standard | 300 | 1.000 |
Elektronik | 1.500 | 3.000 |
Qualitätssicherung | 750 | 1.500 |
Verpackung | 150 | 300 |
Einzelhandel | ||
Eingangsbereich | 150 | 200 |
Warenpräsentation neutral | 750 | 1.000 |
Schaufenster innen | 750 | 1.500 |
Schaufenster außen | 500 | 3.000 |
Medizinischer Bereich | ||
Krankenzimmer | 100 | 200 |
Untersuchungsraum | 300 | 750 |
Operationssaal, Notaufnahme | 750 | 1.500 |
Schule, Universität | ||
Aula Innenbereich | 100 | 200 |
Klassenraum, Vorlesungssaal | 200 | 750 |
Labor, Bibliothek, Zeichenraum | 500 | 1500 |