HEIZUNG/LÜFTUNG/ELEKTRIZITÄT Energietechnik im Gebäude     BAU & ENERGIE

9.3 Leuchten

Kapitel: 09 Lichttechnik
9.1 Lichttechnische Grundlagen
9.2 Lichterzeugung
9.3 Leuchten
9.4 Lichtberechnung

9.3.1 Allgemeines

9.3.1 Allgemeines – 9.3.2 Lichttechnische Kenngrössen

Als Leuchte gelten das Gehäuse um eine Lampe, deren Halterung sowie die lichtlenkenden Teile. Die Aufgaben einer Leuchte sind der Schutz der Lampe vor mechanischen und Witterungseinflüssen, die räumliche Verteilung des Lichtes und der Blendschutz. Zur Lichtlenkung werden Reflektoren, Raster oder transparente Abdeckungen verwendet. Bei kleinen Lichtquellen (vorallem LEDs) kommen auch optische Linsen zum Einsatz.

Reflektoren

Bei den Reflektoren unterscheidet man solche mit weissen und solche mit spiegelnden Oberflächen. Der Reflexionsgrad ist bei beiden Arten etwa gleich. Weisse Reflektoren ergeben eine diffuse Lichtverteilung, die weitgehend unabhängig ist von der Reflektorform. Ihre Leuchtdichte (Helligkeit) ist immer niedriger als die der Lampen und proportional zur Beleuchtungsstärke auf ihrer Oberfläche. Bei Spiegelreflektoren hängt die Lichtverteilung in erster Linie von der Reflektorform ab. Eine ausgeprägte Lichtbündelung und Lichtlenkung ist nur mit Spiegelreflektoren möglich. Im Ausstrahlungsbereich ist ihre Leuchtdichte praktisch gleich hoch wie die Lampenleuchtdichte.

Abdeckungen

Für Abdeckungen werden meist Klarglas (oft auch mit optischer Struktur), Mattglas und Trübglas (Opalglas) verwendet. Klarglas ermöglicht einen hohen Wirkungsgrad (da hoher Transmissionsgrad). Eine strukturierte Oberfläche (Rillen, Prismen) bewirkt eine gezielte Brechung (Refraktion) des Lichtes und beeinflusst dadurch die Lichtverteilung und die Blendungsbegrenzung. Mattglas streut das Licht nur unvollkommen, sodass die Lichtquelle auch bei grösserem Abstand vom Glas sichtbar bleibt. Der Transmissionsgrad ist etwas höher, wenn die matte Seite gegen die Lichtquelle gerichtet ist. Trübglas verteilt das Licht diffus. Seine Leuchtdichte ist praktisch unabhängig von der Ausstrahlungsrichtung und proportional zum auftreffenden Lichtstrom. Bei gegebenem Lampenlichtstrom ist die Leuchtdichte des Trübglases um so niedriger, je grossflächiger es ist.

Raster

Raster bewirken eine gerichtete Lichtverteilung. Ihre Hauptaufgabe ist die Entblendung. Im Allgemeinen schirmen sie bei Ausstrahlungswinkeln über 60° (vom Lot aus) die Lichtquelle für die normale horizontale Blickrichtung völlig ab und schützen somit gut vor Direktblendung.

Betriebstechnische Auswahlkriterien

Neben den lichttechnischen Merkmalen sind bei der Auswahl von Leuchten auch deren betriebstechnische Eigenschaften zu prüfen:

  • Montagefreundlichkeit
  • Wärmebeständigkeit
  • Korrosionsbeständigkeit
  • Formstabilität
  • Erschütterungsfestigkeit
  • Wartungsfreundlichkeit
  • Vandalensicherheit
  • Schutzart und Schutzklasse

9.3.2 Lichttechnische Kenngrössen

9.3.1 Allgemeines – 9.3.2 Lichttechnische Kenngrössen

Lichtstärkeverteilungskurve

Aufgrund ihrer Lichtstärkeverteilungskurve (LVK) lassen sich Leuchten wie folgt einteilen (Bild 9.10):

  • tiefstrahlend (auch engstrahlend), z.B. Spiegelrasterleuchten, Scheinwerfer
  • tief-breitstrahlend, z.B. Spiegelrasterleuchten (mit Batwing-LVK), Flutlichtstrahler, Strassenleuchten
  • breitstrahlend, z.B. Wannenleuchten mit leuchtenden Seitenteilen
  • freistrahlend, z.B. Glaskugelleuchten, unabgeschirmte Leucht­stofflampen
  • hochstrahlend, z.B. Indirektleuchten
  • direkt-indirektstrahlend, z.B. Pendelleuchten
  • schrägstrahlend, auch asymmetrischstrahlend
Lichtstärkeverteilungskurven verschiedener Leuchtentypen
Bild 9.10 Lichtstärkeverteilungskurven verschiedener Leuchtentypen
Blendungsbewertung

Bei der Bewertung der Direktblendung nach dem sogenannten Söllner-Verfahren (Bild 9.11) interessiert vor allem die Verteilung der mittleren Leuchten-Leuchtdichte. Die mittlere Leuchten-Leuchtdichte in einer bestimmten Richtung lässt sich berechnen, indem die Lichtstärke durch die in gleicher Richtung gesehene leuchtende Fläche dividiert wird. Aus dem vom Hersteller angegebenen Söllner-Diagramm lässt sich die jeweilige «Blendungsgefahr» einer Leuchte herauslesen. Der Bereich links der Grenzkurven ist jeweils zulässig, derjenige rechts davon unzulässig. Die Grenzkurven werden den Beleuchtungsstärken und den Blendungsgüteklassen zugeordnet. Obschon die aktuellen Normen nicht mehr Bezug nehmen auf das Söllner-Diagramm, ist dieses nach wie vor eine einfache Beurteilungsmethode möglicher Blendungsgefahr.

Blendungsbewertung nach Söllner, die Grenzkurven gelten für langgestreckte, parallel zur Blickrichtung angeordnete Leuchten
Bild 9.11 Blendungsbewertung nach Söllner, die Grenzkurven gelten für langgestreckte, parallel zur Blickrichtung angeordnete Leuchten

In den aktuellen Normen wird als Blendungsbewertung der maximal zulässige UGR-Wert (Unified Glare Rating) aufgeführt. Dies ist ebenfalls eine Methode zur Beurteilung der möglichen Direktblendung. Bei dieser Methode werden zusätzlich die Hintergrundshelligkeiten und die Position des Beobachters im Raum berücksichtigt. Der dimensionslose UGR-Wert liegt zwischen 10 und 28. Je kleiner der Wert, um so geringer ist die Gefahr der Direktblendung. Für Büros wird ein UGR-Wert von 19 gefordert.

Leuchtenbetriebswirkungsgrad

Der Leuchtenbetriebswirkungsgrad ηLB ist das Verhältnis zwischen dem Lichtstrom, der bei einer festgesetzten Umgebungstemperatur aus der Leuchte austritt – wobei sich diese in der Gebrauchslage befinden muss –, und der Summe der Nennlichtströme der Lampen. Bewertung des Leuchtenbetriebswirkungsgrades ηLB:

  • sehr hoch: > 0,8
  • hoch: 0,7–0,8
  • mittel: 0,6–0,7
  • mässig: 0,5–0,6
  • gering: < 0,5