Willkommen im Lichtlexikon, Ihrem klaren Wegweiser durch die Welt der Lichttechnik. Hier werden Fachbegriffe einfach erklärt, um ein grundlegendes Verständnis zu vermitteln. Von Lumen, das die Helligkeit einer Lichtquelle beschreibt, bis zum Farbwiedergabeindex Ra, der die natürliche Darstellung von Farben bewertet – tauchen Sie ein und gewinnen Sie einen leicht verständlichen Einblick in die essenziellen Begriffe der Beleuchtungstechnologie.
Inhaltsverzeichnis:
Farbtemperatur (Kelvin)
Die Farbtemperatur, gemessen in Kelvin (K), gibt an, wie warm oder kühl das Licht einer Lichtquelle erscheint. Sie ist eine Maßeinheit für die Farbe des Lichts, basierend auf dem physikalischen Phänomen der Emissionstemperatur eines idealen schwarzen Körpers.
Niedrige Kelvin-Werte (unter 3000 K): Das Licht erscheint warm und rötlich. Dies ist typisch für Glühlampen und Kerzenlicht.
Mittlere Kelvin-Werte (3000 K - 5000 K): Das Licht erscheint neutral und weiß mit einem leichten Gelbstich. Dies ist charakteristisch für viele Halogenlampen und einige Leuchtstofflampen.
Hohe Kelvin-Werte (über 5000 K): Das Licht erscheint kühl und bläulich. Tageslicht im Freien oder das Licht von energieeffizienten LEDs neigt dazu, höhere Kelvin-Werte zu haben.
Die Farbtemperatur ist wichtig, da sie Einfluss auf die Atmosphäre und Wirkung der Beleuchtung in einem Raum hat. Beispielsweise wird warmes Licht oft in Wohnbereichen bevorzugt, während kühles Licht in Büros oder Arbeitsumgebungen eingesetzt wird. Bei der Auswahl von Leuchtmitteln ist es hilfreich, die Kelvin-Werte zu berücksichtigen, um die gewünschte Lichtqualität zu erzielen.
Lichtstrom (Lumen)
Lumen (lm) ist die Maßeinheit für den Lichtstrom und beschreibt die gesamte von einer Lichtquelle in alle Richtungen ausgesandte Lichtmenge. Anders ausgedrückt gibt Lumen an, wie hell das Licht einer Quelle ist, unabhängig von der Farbe. Je höher der Lumen-Wert, desto heller erscheint die Lichtquelle. Dieser Begriff ist entscheidend, um die Helligkeit von Leuchtmitteln zu verstehen und sicherzustellen, dass die Beleuchtung den Anforderungen eines bestimmten Raums oder einer bestimmten Anwendung gerecht wird.
Die Umrechnung von Watt in Lumen ist nicht linear, da die Lichtausbeute von Glühlampen und LED-Lampen unterschiedlich ist. Die folgende Tabelle gibt jedoch allgemeine Schätzungen für die Lichtausbeute in Lumen für verschiedene Glühlampen oder Halogenlampen an. Es ist wichtig zu beachten, dass moderne LED-Lampen bei gleicher Wattzahl normalerweise mehr Lumen erzeugen, da sie effizienter sind. Die folgenden Angaben beziehen sich auf traditionelle Glühlampen und Halogenlampen:
| Glühlampen (W) |
Lumen (geschätzt) |
Halogenlampen (W) |
Lumen (geschätzt) |
| 25 | 250 - 300 |
20 | 200 - 250 |
| 40 | 400 - 500 |
35 | 350 - 450 |
| 60 | 700 - 850 |
50 | 500 - 650 |
| 75 | 1000 - 1100 |
75 | 800 - 1000 |
| 100 | 1300 - 1600 |
100 | 1200 - 1400 |
| 150 | 2000 - 2500 |
150 | 1700 - 2000 |
| 200 | 2600 - 3200 |
200 | 2200 - 2500 |
Diese Werte können als Anhaltspunkt dienen, aber es ist ratsam, die genauen Lumenangaben auf der Verpackung der jeweiligen Glühlampe oder LED-Lampe zu überprüfen, da moderne LED-Lampen eine höhere Lichtausbeute pro Watt haben können. Beachten Sie, dass die Umrechnung von Watt zu Lumen bei LED-Lampen aufgrund ihrer höheren Lichteffizienz und Energieeinsparungen möglicherweise nicht direkt proportional ist. Bei der Auswahl von LED-Lampen ist es daher ratsam, sich auf die Lumenangaben zu konzentrieren, um die gewünschte Helligkeit zu erhalten.
Ra-Wert (CRI)
Der Ra-Wert, auch als Farbwiedergabeindex (Color Rendering Index - CRI) bezeichnet, ist eine Kennzahl, die die Fähigkeit einer Lichtquelle misst, Farben im Vergleich zu einem idealen oder natürlichen Lichtspektrum wiederzugeben. Der Index wird auf einer Skala von 0 bis 100 angegeben, wobei höhere Werte für eine bessere Farbwiedergabe stehen.
Ein Ra-Wert von 100 würde bedeuten, dass die Lichtquelle Farben genauso wiedergibt wie ein perfektes Referenzlicht. Lichtquellen mit einem Ra-Wert über 80 gelten in der Regel als gut für die allgemeine Beleuchtung, während Werte über 90 als exzellent gelten. Je genauer die Farben von der Lichtquelle wiedergegeben werden, desto natürlicher und detailgetreuer erscheinen sie.
Der Ra-Wert ist besonders wichtig in Umgebungen, in denen eine genaue Farbwiedergabe von Bedeutung ist, wie beispielsweise in Kunstgalerien, Modegeschäften oder Arbeitsbereichen, in denen Farbdetails entscheidend sind. Bei der Auswahl von Leuchtmitteln ist es daher ratsam, auf den Ra-Wert zu achten, um sicherzustellen, dass die Beleuchtung den gewünschten visuellen Anforderungen entspricht.
Leistung (Watt)
Die Leistung (gemessen in Watt) bei LED-Lichtquellen bezieht sich auf die elektrische Energie, die die LED-Lampe aufnimmt und in Licht umwandelt. Anders ausgedrückt ist die Leistung der Energieverbrauch der Lampe. Im Gegensatz zu herkömmlichen Glühlampen, bei denen ein höherer Watt-Wert mit einer höheren Helligkeit korreliert, ist die Beziehung zwischen Watt und Helligkeit bei LED-Lichtquellen nicht direkt proportional.
Moderne LED-Lampen sind energieeffizienter und erzeugen oft mehr Licht (Lumen) pro Watt im Vergleich zu herkömmlichen Glühlampen. Daher ist es bei LEDs sinnvoller, die Helligkeit anhand der Lumenanzahl zu beurteilen, da dies die tatsächliche Lichtausbeute widerspiegelt.
Wenn Sie dennoch auf die Leistung (Watt) achten möchten, um den Energieverbrauch zu berücksichtigen, können Sie energieeffiziente LED-Lampen mit niedrigeren Watt-Werten wählen, die eine äquivalente oder höhere Helligkeit im Vergleich zu herkömmlichen Lampen bieten. Dies ermöglicht es, die Beleuchtungseffizienz zu maximieren und gleichzeitig den Energieverbrauch zu minimieren.
Betriebsspannung (Volt)
Die Betriebsspannung bezieht sich auf die elektrische Spannung, die benötigt wird, damit eine elektrische Vorrichtung, wie zum Beispiel eine Lichtquelle, korrekt funktioniert. Es gibt zwei Hauptarten von Betriebsspannungen: Wechselstrom (AC - Alternating Current) Hochvolt und Gleichstrom (DC - Direct Current) Niedervolt.
AC Hochvolt (Wechselstrom Hochvolt): Hierbei handelt es sich um die Standardstromversorgung in Haushalten und kommerziellen Gebäuden. Die AC-Hochvoltspannung liegt üblicherweise bei 230 Volt in Europa und 120 Volt in Nordamerika. Beleuchtungssysteme, die mit AC Hochvolt betrieben werden, sind in der Regel direkt an das Stromnetz angeschlossen.
DC Niedervolt (Gleichstrom Niedervolt): Im Gegensatz dazu verwendet DC Niedervolt eine geringere Spannung, oft unter 50 Volt. Diese Niedervolt-Systeme werden häufig bei speziellen Anwendungen wie LED-Beleuchtung, Solarenergie und tragbaren elektronischen Geräten eingesetzt. Hierbei wird die Spannung oft durch einen Transformator oder Netzteil von Hochvolt auf Niedervolt umgewandelt.
Die Wahl zwischen AC Hochvolt und DC Niedervolt hängt von den spezifischen Anforderungen der Anwendung ab. Beispielsweise neigen LED-Beleuchtungssysteme oft dazu, mit DC Niedervolt zu arbeiten, da LEDs in der Regel mit niedrigeren Spannungen effizienter betrieben werden können. In Wohn- und Geschäftsgebäuden wird jedoch in der Regel AC Hochvolt verwendet, um die allgemeine Stromversorgung bereitzustellen.
Lichtstärke (Candela)
Die Lichtstärke, gemessen in Candela (cd), ist eine physikalische Größe, die die Lichtleistung einer Lichtquelle in eine bestimmte Richtung angibt. Anders ausgedrückt, beschreibt die Lichtstärke, wie viel Licht eine Lichtquelle in einem bestimmten Raumwinkel abstrahlt. Ein Candela entspricht einem Lumen pro Steradiant, wobei Steradiant den Raumwinkel misst.
Für eine bessere Vorstellung von Lichtstärke und Lumen hier eine einfache Analogie: Lumen beschreiben die gesamte von einer Lichtquelle abgegebene Lichtmenge, während Candela die Lichtmenge in eine bestimmte Richtung fokussiert.
Es ist wichtig zu beachten, dass die Lichtstärke keine Information darüber gibt, wie weit das Licht reicht oder wie groß der beleuchtete Bereich ist. Sie gibt lediglich an, wie hell das Licht in eine bestimmte Richtung abgestrahlt wird. Die Lichtstärke ist besonders relevant bei gerichteter Beleuchtung, wie zum Beispiel bei Taschenlampen oder Scheinwerfern.
Abstrahlwinkel (Grad)
Der Abstrahlwinkel oder Ausstrahlwinkel bei Spotlichtern bezieht sich auf den Raumwinkel, in dem das Licht von der Lichtquelle abgestrahlt wird. Es gibt zwei Haupttypen von Abstrahlwinkeln: eng und breit. Der Abstrahlwinkel beeinflusst die Lichtverteilung und den Bereich, der von der Spotlichtquelle beleuchtet wird. Hier sind einige Details dazu:
Enge Abstrahlwinkel: Spotlichter mit einem engen Abstrahlwinkel haben einen schmalen Lichtkegel, der normalerweise kleiner als 30 Grad ist. Diese Art von Spotlichtern ist ideal für die Betonung eines bestimmten Bereichs oder Objekts. Sie erzeugen eine intensive, fokussierte Beleuchtung und werden oft in Galerien, Museen oder zur Akzentuierung von Kunstwerken und Architekturelementen eingesetzt.
Breite Abstrahlwinkel: Spotlichter mit einem breiten Abstrahlwinkel haben einen größeren Lichtkegel, normalerweise größer als 30 Grad. Diese Spotlichter verteilen das Licht großflächiger und eignen sich daher gut für die allgemeine Raumbeleuchtung oder das Hervorheben größerer Bereiche. Breite Abstrahlwinkel kommen häufig in Wohnräumen, Geschäftsflächen oder als Teil von Deckenbeleuchtungssystemen zum Einsatz.
Die Auswahl des geeigneten Abstrahlwinkels hängt von den spezifischen Anforderungen des Beleuchtungskonzepts ab. Engere Abstrahlwinkel werden oft für Akzentbeleuchtung verwendet, um bestimmte Details hervorzuheben, während breitere Abstrahlwinkel eine gleichmäßigere Raumausleuchtung bieten.
IP-Schutzart
Die IP-Schutzart (International Protection oder Ingress Protection) besteht aus zwei Ziffern, wobei jede Ziffer spezifische Informationen über den Schutzgrad gegen das Eindringen von Fremdkörpern und Feuchtigkeit liefert.
Die erste Ziffer gibt Auskunft über den Schutzgrad gegen das Eindringen von Fremdkörpern, wie Staub und Berührung durch Personen:
0: Kein Schutz.
1: Schutz gegen feste Fremdkörper mit einem Durchmesser ab 50 mm.
2: Schutz gegen feste Fremdkörper mit einem Durchmesser ab 12,5 mm.
3: Schutz gegen feste Fremdkörper mit einem Durchmesser ab 2,5 mm.
4: Schutz gegen feste Fremdkörper mit einem Durchmesser ab 1 mm.
5: Schutz gegen Staub in schädigender Menge (Staubablagerungen beeinträchtigen den Betrieb nicht).
6: Staubdicht (kein Eindringen von Staub).
Die zweite Ziffer gibt Auskunft über den Schutzgrad gegen Feuchtigkeit:
0: Kein spezieller Schutz.
1: Schutz gegen Tropfwasser, wenn das Gehäuse bis zu 15 Grad geneigt ist.
2: Schutz gegen Tropfwasser, wenn das Gehäuse bis zu 60 Grad geneigt ist.
3: Schutz gegen Sprühwasser aus einem Winkel bis zu 60 Grad.
4: Schutz gegen Spritzwasser aus allen Richtungen.
5: Schutz gegen Strahlwasser.
6: Schutz gegen starkes Strahlwasser.
7: Schutz gegen zeitweiliges Untertauchen.
8: Schutz gegen dauerhaftes Untertauchen unter spezifizierten Bedingungen.
Zusammen bieten die beiden Ziffern eine detaillierte Beschreibung des Schutzniveaus einer Vorrichtung gegenüber Fremdkörpern und Feuchtigkeit.
Hier sind Erläuterungen zu den IP-Schutzarten von IP20 bis IP68:
| IP-Schutzart |
Schutz vor Fremdkörpern |
Schutz vor Feuchtigkeit |
| IP20 |
Schutz gegen das Eindringen von festen Fremdkörpern mit einem Durchmesser ab 12,5 mm. |
Kein spezieller Schutz vor Feuchtigkeit. |
| IP21 |
Schutz gegen das Eindringen von festen Fremdkörpern mit einem Durchmesser ab 12,5 mm. |
Schutz gegen senkrecht fallendes Tropfwasser. |
| IP22 |
Schutz gegen das Eindringen von festen Fremdkörpern mit einem Durchmesser ab 12,5 mm. |
Schutz gegen Tropfwasser, wenn das Gehäuse bis zu 15 Grad geneigt ist. |
| IP23 |
Schutz gegen das Eindringen von festen Fremdkörpern mit einem Durchmesser ab 12,5 mm. |
Schutz gegen Sprühwasser aus einem Winkel bis zu 60 Grad. |
| IP44 |
Schutz gegen das Eindringen von festen Fremdkörpern mit einem Durchmesser ab 1 mm. |
Schutz gegen Spritzwasser aus allen Richtungen. |
| IP65 |
Schutz gegen das Eindringen von Staub. |
Schutz gegen Strahlwasser aus allen Richtungen. |
| IP67 |
Schutz gegen das Eindringen von Staub. |
Eintauchen in Wasser bis zu 1 Meter Tiefe für begrenzte Zeit. |
| IP68 |
Schutz gegen das Eindringen von Staub. |
Eintauchen in Wasser unter spezifizierten Bedingungen, normalerweise für längere Zeiträume. |
Es ist wichtig, die spezifischen Anforderungen und Umgebungsbedingungen zu berücksichtigen, um die geeignete IP-Schutzklasse für elektronische Geräte oder Gehäuse auszuwählen.
Schutzklasse nach DIN EN 61140
Die DIN EN 61140 ist eine Norm, die Schutzklassen für elektrische Betriebsmittel festlegt, um Anwender vor elektrischem Schlag zu schützen. Die Schutzklassen sind in der Norm durch den Begriff "Schutzleiter" oder "Schutzerdung" definiert. Hier sind die grundlegenden Schutzklassen nach DIN EN 61140:
Schutzklasse I: Elektrische Betriebsmittel dieser Klasse müssen einen Schutzleiter haben. Der Schutzleiter dient als zusätzlicher Schutz vor elektrischem Schlag und ist normalerweise mit dem Erdungssystem verbunden. Typische Beispiele sind Geräte mit Metallgehäusen, die mit einer Erdung oder Schutzerdung verbunden sind.
Schutzklasse II: Elektrische Betriebsmittel dieser Klasse benötigen keinen Schutzleiter. Der Schutz vor elektrischem Schlag wird durch doppelte oder verstärkte Isolierung erreicht. Typische Beispiele sind Geräte mit Kunststoffgehäusen, bei denen der Schutz vor einem einzigen Fehler durch die Isolierung sichergestellt wird.
Schutzklasse III: Elektrische Betriebsmittel dieser Klasse sind darauf ausgelegt, mit sehr niedrigen Spannungen zu arbeiten. Der Schutz vor elektrischem Schlag basiert auf einer sicheren Trennung der Stromkreise und dem Einsatz von Schutzkleinspannung (SELV) oder Schutzkleinspannung (PELV). Typische Beispiele sind Geräte mit Batteriebetrieb oder Kleinspannungsanwendungen.
Die Schutzklassen nach DIN EN 61140 sind darauf ausgerichtet, elektrische Betriebsmittel sicher zu gestalten und das Risiko von elektrischem Schlag zu minimieren. Die Wahl der Schutzklasse hängt von verschiedenen Faktoren ab, einschließlich der Anforderungen an den Schutz vor gefährlichen Spannungen.
Lichtfarbe nach DIN EN 12464-1
Die EN 12464-1 ist eine europäische Norm, die die Beleuchtung in Innenräumen festlegt und Empfehlungen für die Lichtqualität in verschiedenen Umgebungen gibt. In Bezug auf die Lichtfarbe definiert die Norm verschiedene Farbtemperaturen, die in Kelvin (K) gemessen werden.
Gemäß EN 12464-1 werden Lichtfarben in verschiedene Gruppen eingeteilt:
Warmweiß (Warm White):
Farbtemperatur: 2700 K bis 3300 K
Diese Farbtemperatur erzeugt ein warmes und gemütliches Licht, ähnlich dem Licht von Glühlampen. Es wird oft in Wohnräumen, Restaurants und anderen Umgebungen verwendet, wo eine behagliche Atmosphäre gewünscht wird.
Neutralweiß (Neutral White):
Farbtemperatur: 3300 K bis 5300 K
Diese Farbtemperatur bietet ein neutrales, ausgewogenes Licht. Es eignet sich gut für Büros, Schulen und andere Arbeitsbereiche, in denen eine klare Sicht und gute Farbwiedergabe wichtig sind.
Kaltweiß (Cool White):
Farbtemperatur: 5300 K bis 6500 K
Kaltweißes Licht wirkt aktivierend und stimulierend. Es wird oft in Umgebungen wie Krankenhäusern, Produktionsstätten und Lagerhäusern eingesetzt, wo eine erhöhte Aufmerksamkeit erforderlich ist.
Die Wahl der Lichtfarbe hängt von der Funktion des Raumes, den visuellen Anforderungen und den persönlichen Vorlieben ab. Die EN 12464-1 bietet Richtlinien, um sicherzustellen, dass die Beleuchtung in Innenräumen den Normen für visuellen Komfort und Leistung entspricht.
Bemessungslichtausbeute (lm/W)
Die Bemessungslichtausbeute ist eine Kennzahl in der Beleuchtungstechnik, die die Effizienz einer Lichtquelle oder eines Beleuchtungssystems angibt. Sie wird in Lumen pro Watt (lm/W) gemessen und gibt an, wie viel sichtbares Licht eine Lichtquelle pro verbrauchter elektrischer Leistung erzeugt.
Bemessungslichtausbeute (lm/W): Menge an Licht (in Lumen), die eine Lichtquelle pro verbrauchtem Watt erzeugt.
Eine höhere Bemessungslichtausbeute deutet auf eine effizientere Lichtquelle hin, da mehr sichtbares Licht bei gleichzeitig niedrigerem Energieverbrauch erzeugt wird. Dies ist besonders wichtig, um die Energieeffizienz von Beleuchtungssystemen zu bewerten und sicherzustellen, dass sie den gewünschten Beleuchtungsbedarf mit minimalem Energieverbrauch erfüllen.
Moderne LED-Lampen haben in der Regel höhere Bemessungslichtausbeuten im Vergleich zu herkömmlichen Lichtquellen wie Glühlampen oder Halogenlampen. Dies macht LEDs zu einer energieeffizienten Option für die Beleuchtung in verschiedenen Anwendungen, sei es in Wohnräumen, Büros, öffentlichen Einrichtungen oder industriellen Umgebungen. Es ist wichtig, die Bemessungslichtausbeute bei der Auswahl von Lichtquellen zu berücksichtigen, um eine energiesparende und effiziente Beleuchtung zu gewährleisten.
Leuchtdichte (cd/cm²)
Die Leuchtdichte ist eine photometrische Größe, die die Lichtstärke pro beleuchteter Fläche beschreibt. Sie gibt an, wie hell oder dunkel eine beleuchtete Oberfläche in einem bestimmten Betrachtungswinkel erscheint. Die Einheit der Leuchtdichte ist das Candela pro Quadratzentimeter (cd/cm²).
Mathematisch ausgedrückt ist die Leuchtdichte (L in cd/cm²) definiert als das Verhältnis der Lichtstärke (I in cd) einer Lichtquelle zu ihrer projizierten Fläche (A in cm²) auf einer bestimmten Richtung: L = I/A
Die Leuchtdichte ist insbesondere in der Beleuchtungstechnik von Bedeutung, da sie angibt, wie hell oder dunkel eine beleuchtete Fläche unter verschiedenen Betrachtungswinkeln erscheint. Ein höherer Wert der Leuchtdichte bedeutet eine intensivere Helligkeit auf einer bestimmten Fläche.
Die Einheit cd/cm² wird oft verwendet, um die Helligkeit von Anzeigen, Bildschirmen, Leuchten oder anderen beleuchteten Flächen zu quantifizieren. Es ist wichtig zu beachten, dass die Leuchtdichte nicht die absolute Helligkeit einer Lichtquelle beschreibt, sondern wie diese Helligkeit auf einer bestimmten Fläche verteilt ist.