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Aug 16

Grundkurs Fachchinesisch für moderne Leuchtmittel

Jede Branche hat ihre speziellen Fachbegriffe, die sich für viele Verbraucher als eine unverständliche Fremdsprache darstellen. Doch oft sorgen auch schon deutsche Basisbegriffe für Verwirrung, zum Beispiel “Lampe” und “Leuchte”. Dabei gibt es eigentlich einen verbreiteten sprachlichen Konsens.

Die Leuchte ist der Ständer oder Halter für die Lampe, sei es als Pendel-, Steh– , Tisch– oder Wandleuchte. Die Lampe ist das Leuchtmittel, welches das Licht erzeugt und die Leuchte zum Leuchten bringt. So weit, so einfach. Jahrelang mussten sich Verbraucher nur mit der Glühbirne beschäftigen. 40, 60, 75 oder 100 Watt, E14- oder E27-Sockel, klar oder matt, fertig. Da war die Auswahl des geeigneten, bzw. gewünschten Produkts ein Kinderspiel. Seit immer mehr verschiedene Leuchtmittel im Handel angeboten werden, ist es jedoch für die Kundschaft ungleich schwieriger geworden. Nimmt man heute eine Lampenverpackung zur Hand und wirft einen Blick auf die technischen Angaben, findet man sich mit Begriffen wie Lumen, Lux, Kelvin, CRO oder RA konfrontiert. Die aufgeführten Werte geben dem Käufer zwar konkrete Hinweise auf die Verwendungsmöglichkeiten und Leistung des jeweiligen Leuchtmittels, das hilft allerdings nur, wenn einem auch klar ist, was sie bedeuten.

 

Neue Maßeinheiten zur Kennzeichnung des technologischen Fortschritts

Lesen wir Watt, dann geht es um die schiere Leuchtkraft einer Lampe. Die Angabe beziffert die elektronische Leistungsaufnahme des Leuchtmittels, also nichts anderes als den Stromverbrauch. Die ungewohnte Einheit Lumen bezieht sich auf die Helligkeit bzw. die Lichtleistung einer Lampe. Der Wert kennzeichnet den Lichtstrom, also die Gesamtmenge des sichtbaren Lichtes, das von einer Lichtquelle ausgeht. Bitte nicht verwechseln mit Lux, einer Einheit, in der die Beleuchtungstärke gemessen wird. Diese errechnet sich aus der Lichtmenge, die auf eine bestimmte Fläche fällt. Schließlich findet sich neuerdings auch noch eine Temperaturangabe in Kelvin. Die bezieht sich natürlich nicht auf die Wärmeentwicklung einer Lampe, sondern vielmehr auf ihre Lichtfarbe. Man spricht in diesem Zusammenhang von der Farbtemperatur eines Leuchtmittels.

Wer es schafft, im Begriffsdschungel der Fachterminologie den Überblick zu behalten, profitiert wesentlich davon beim nächsten Lampenkauf. Als kleine Hilfestellung haben wir das wichtigste Wissenswerte über relevante SI-Einheiten einmal übersichtlich zusammengefasst. Das Internationale Einheitensystem oder SI (frz. Système international d’unités) ist das am weitesten verbreitete Einheitensystem für physikalische Größen.

 

Watt? Die Kennzahl für den Stromverbrauch

Die elektrische Leistungsaufnahme eines Leuchtmittels wird in Watt gemessen und angegeben. Die “Wattage” einer Lampe gibt demnach Aufschluss darüber, wieviel Strom eine Lichtquelle verbraucht. Bei einer Glühlampe mit 60W beträgt der Energiebedarf 0,06kW pro Stunde, bei einer mit 40W dementsprechend 0,04kW. Dass die Helligkeit von Lichtquellen früher nur in Watt beziffert wurden, ist auf eine simple Tatsache zurückzuführen. Es handelte sich bei den Leuchtmitteln eigentlich immer um Glühlampen, die alle die gleiche Bau- und Funktionsweise aufwiesen und daher aus 40W oder 60W immer annähernd die gleiche Helligkeit erzielten. Über fast ein Jahrhundert der Elektrifizierung unserer Wohnstätten waren Glühlampen das Leuchtmittel schlechthin. Die meisten Verbraucher hatten so eine genaue Vorstellung davon, wie hell eine solche Lampe mit 40, 60 oder 100 Watt leuchtet. Durch die Ausmusterung der Glühlampe und die technischen Innovationen auf dem Lampenmarkt ist Watt aber heute kein sinnvolles Maß mehr für die Helligkeit eines Leuchtmittels. Stattdessen stehen die Begriffe Lumen und Lichtausbeute mehr im Fokus des Interesses.

Die geringe Lichtausbeute der guten alten Glühbirne war letztendlich der wesentliche Grund, warum diese aus dem Verkehr gezogen und abgeschafft wurde. Andere Leuchtmittel haben hier deutlich bessere Werte, sie schaffen mehr Licht bei gleicher Wattzahl. Bei modernen LEDs konnte der Verbrauch im Vergleich in etwa um den Faktor 10 gesenkt werden. Und da sich beispielsweise Halogenleuchten noch einmal anders verhalten als LED, ist die alleinige Angabe der Wattzahl zur Bezifferung der Leuchtkraft mittlerweile nicht mehr gebräuchlich, denn sie allein führt zu keinem genauen Rückschluss im Hinblick auf die Helligkeitsentwicklung einer Lampe. Als Information über den Stromverbrauch von Leuchtmitteln ist sie aber nach wie vor wichtig.

 

Lumen? Die Einheit des Lichtstroms

Unter dem Lichtstrom versteht man die gesamte von einer Lichtquelle ausgehende Lichtleistung. Die auf der SI-Standardgröße der Lichtstärke anschließende Definition des Lichtstroms besagt, dass wenn die Lichtstärke innerhalb eines Raumwinkels konstant ist, dann ist der in diesem Raumwinkel abgestrahlte Lichtstrom das Produkt aus der Lichtstärke und dem Raumwinkel. Das Lumen (lm) ist die SI-Einheit des Lichtstroms. Der Begriff stammt aus dem Lateinischen und bedeutet dort entweder Licht oder Leuchte.

Die inzwischen übliche zusätzliche Angabe von Lumen ist deshalb bedeutsam, weil der Lichtstrom, anders als die Farbtemperatur, unabhängig von der Farbe des ausgesendeten Lichtes ist. Um beispielsweise warmweißes Licht zu erzeugen, muss  mehr Energie zugeführt werden als für kaltweißes Licht derselben Lumenzahl, so dass trotz desselben  Lampentyps eine gleiche Wattangabe zu abweichenden Helligkeiten führen kann. Zur ungefähren Einordnung: Eine herkömmliche Glühbirne mit 40 Watt schafft gut 400 Lumen, eine normale Neonröhre dagegen etwa satte 3500.

LED-, Energiespar- und Halogenlampen kommen mit deutlich niedrigere Wattzahlen daher als die alten Glühbirnen. Das heißt allerdings nicht, dass sie weniger hell sind, sondern nur, dass sie weniger Strom verbrauchen. Jede dieser Leuchtmitteltypen hat einen eigenen Bereich, innerhalb dessen sich die Wattzahl normalerweise bewegt. Die abgegebene Lichtmenge im Verhältnis zur benötigten Energie (also Lumen pro Watt) fällt aufgrund verschiedener Funktions- und Bauweisen der verschiedenen Leuchtmittel durchaus unterschiedlich aus. Je weniger Strom für die gleiche Lichtmenge verbraucht wird, desto höher ist natürlich der Wirkungsgrad (Energieeffizienz) einer Lampe. Größere Lumenwerte bedeuten dabei mehr Helligkeit, unabhängig von der Farbe des Lichtes.

Watt zu Lumen: So rechnet man’s um

Bei der Umrechnung von Watt zu Lumen muss man die jeweilige Leuchtmittelart zugrundelegen und entsprechend unterschiedlich bewerten. Unter allen derzeit gebräuchlichen Alternativen zur abgeschafften Glühlampe weisen Halogenleuchtmittel die schlechteste Lichtausbeute auf. Die in der Regel mit Stecksockel versehenen Lampen erzielen rund 20 Lumen pro Watt. Eine Halogenlampe mit 25 Watt bringt somit einen Lichtstrom von etwa 500 Lumen, verbraucht im Vergleich zur Glühbirne also bei gleicher Helligkeit nur ungefähr die Hälfte an Energie. Obwohl das schon bemerkenswert ist, übernimmt doch die Halogenlampe angesichts der noch sparsameren Alternativen ESL und LED nach der Ausmusterung der Glühbirne den Nimbus des “Stromfressers”.

Das momentan am meisten eingesetzte Leuchtmittel sind derweil Energiesparlampen  (ESL) geworden. Sie liefern eine Lichtausbeute von 50-60 Lumen pro Watt, sind also schon fünfmal so effizient wie Glühlampen. Als Faustregel lässt sich daher festhalten: Man dividiert die Wattzahl einer Glühbirne durch 5, um ungefähr die Wattzahl für eine ESL zu erhalten, mit der die gleiche Helligkeit erzeugt werden kann. Licht emittierende Dioden (LEDs) sind bekanntermaßen die energieeffizientesten Leuchtmittel auf dem Markt, allerdings auch die mit den größten Qualitätsabweichungen quer durch das Angebot des Handels. Man findet Produkte mit einer Lichtausbeute von ca. 60-100lm/Watt. Hier eine Faustregel aufzustellen, ist fast ein wenig unseriös. Bei LED-Lampen des mittleren Preissegments kann man aber ungefähr einen Faktor von 8 zu Hilfe nehmen, um einen hilfreichen Anhaltswert zu kalkulieren.

 

Lux? Die Bewertung der Beleuchtungsstärke

Nicht zu verwechseln mit Lumen: Das Lux (lx) ist die SI-Einheit der Beleuchtungsstärke. Ihr Name leitet sich von der lateinischen Bezeichnung “lux” für Licht ab. Die Einheit kennzeichnet die Beleuchtungsstärke einer Lampe und somit die Lichtmenge, die von ihr auf eine bestimmte Fläche fällt. Die Anzahl der Lumen auf einen Quadratmeter ergibt dabei den Wert in Lux.

 

Kelvin? Die Temperatur der Lichtfarbe

An sich ist Kelvin (K) die SI-Basiseinheit der thermodynamischen Temperatur und zugleich gesetzliche Temperatureinheit. In Deutschland, Österreich, der Schweiz sowie einigen anderen europäischen Ländern gilt auch das Grad Celsius als gesetzliche Einheit für die Angabe von Celsius-Temperaturen und deren Differenzen. Der eine oder andere erinnert sich noch vage an Schulzeiten: 0° Kelvin beziffert den absoluten Nullpunkt bei -273,15° Celsius. Das Kelvin wurde nach William Thomson, dem späteren Lord Kelvin benannt, der mit 24 Jahren die thermodynamische Temperaturskala einführte.

Kelvin ist aber bei Lampen auch die Einheit der Farbtemperatur, also eine bezifferte Definition für den Farbeindruck einer Lichtquelle. So lässt sich der Farbeindruck verschiedener Leuchtmittel einheitlich klassifizieren, was eine verlässliche Einschätzung der Lichtwirkung möglich macht. Die Farbpalette des Lichts erstreckt sich dabei von Dunkelrot und Rot über Orange und Gelb bis hin zu Weiß und Hellblau. Je weißer das Licht ist, umso höher seine Temperatur.

Die Farbtemperatur von Kerzenlicht beträgt ca. 1500 K, strahlendes Tageslicht bei wolkenlosem Himmel um die Mittagszeit kommt gut und gerne auf bis zu 20.000K.
Bei der Suche nach geeigneten Lampen begegnen einem hauptsächlich angebotene Werte zwischen 2500 und 7000 K. Licht mit einer Farbtemperatur zwischen 2700 und 3500 K nennt man warmweiß. Es handelt sich um ein gelbliches Licht, dass gemeinhin als gemütlich und behaglich empfunden wird, dem einer Glühlampe gleicht und somit ideal für das Wohnzimmer geeignet ist. Mittlerweile sind selbstverständlich überall Energiesparlampen sowie LED-Leuchtmittel erhältlich, die sich genau in diesem Farbspektrum bewegen. Bei 4000 K spricht man von neutralweißem Licht, das sachlich und kühl, oft aber auch künstlich wirkt.

Höhere Kelvinwerte (so ab 5300 K) kennzeichnen tageslichtweißes Licht, was bedeutet,  dass seine Farbtemperatur mit der des Tageslichtes übereinstimmt. Es lässt sich daher viel besser als warmes Licht mit natürlichem Tageslicht kombinieren, ganz abgesehen davon, dass es konzentrationsfördernd und anregend wirkt. Es ist die perfekte Beleuchtung zum Arbeiten, weil es den Ermüdungsprozess weiter hinauszögert  als warmweißes Licht. Nicht umsonst findet sich kaltweißes Licht in den meisten öffentlichen Gebäuden und in fast allen Büros.

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