Solar-Bürger-Genossenschaft die unabhängige Freiburger Energie-Genossenschaft

Lumen, Lux und Kelvin

(Erstveröffentlichung: SolarRegion 2017-01)

Der Wunsch nach Beleuchtung war einst Auslöser für die Elektrifizierung der Haushalte.
Heute liegt ihr Anteil am Stromverbrauch im Haushalt noch bei durchschnittlich neun Prozent. 90 Prozent davon spart schon eine Erneuerung des Leuchtmittels - in Verbindung mit der richtigen Strategie ist noch mehr herauszuholen.
Von Ingo Falk, Energieeffizienz / Beratung und Entwicklung und Kaj Mertens-Stickel, Solar-Bürger-Genossenschaft eG

Am weitesten verbreitet waren bisher Glühlampen, zu denen auch Halogenlampen gehören. Doch sie wandeln nur drei bis sieben Prozent der Energie in sichtbares Licht um, der Rest macht sich direkt in Form von Wärme bemerkbar. Mit Leuchtdioden (LEDs) gelingt es heute am besten, diesen Anteil nicht sichtbaren Lichts zu reduzieren.

Lumen – die abgestrahlte Lichtmenge

Wer nun eine vorhandene Lampe durch ein LED-Leuchtmittel ersetzen möchte, braucht ein Maß, um die Helligkeit der Leuchtmittel zu vergleichen. Dazu wurde der Lichtstrom mit der Einheit Lumen eingeführt, welcher die gesamte sichtbare Lichtleistung der Lampe kennzeichnet. So definiert man den Lichtstrom einer 100 Watt-Glühlampe mit 1521 Lumen. Eine Halogenlampe braucht für die gleiche Lichtmenge etwa 80 Watt und eine LED-Lampe weniger als 17 Watt.
Die Werte für den Lichtstrom durch die jeweilige Lampenleistung dividiert, ergibt die Lichtausbeute in Lumen (lm) pro Watt (W), ein Effizienzkennwert für das Lichtsystem. Typische Kennwerte für Glühlampen liegen demnach zwischen 5 und 15 lm/W, Halogen-Lampen reichen von 12 bis 28 lm/W und marktübliche Haushalts-LED-Lampen können über 130 lm/W erreichen. Ein aktueller Testbericht der Stiftung Warentest ermöglicht einen guten Vergleich üblicher Haushaltslampen auf LED-Basis.

Betriebswirkungsgrad und Lux – was kommt an?

Wieviel des abgegebenen Lichtstroms aber beim Zielobjekt ankommt, hängt von Aufbau und Ausrichtung der Leuchte ab. So erreichen bei einer direkt strahlenden Lampe mehr als 90 Prozent des Lichts ihr Ziel, bei einem Deckenstrahler nur 50-60 Prozent. Eine gute Planung der Beleuchtung kann also nochmal richtig viel rausholen.
Nun haben viele LED-Lampen einen begrenzten Abstrahlwinkel, z.B. 120°. Er beschreibt einen Lichtkegel, an dessen Rändern die Lichtintensität bei der Hälfte des Maximums liegt. Wählt man eine LED-Leuchte, deren Abstrahlwinkel zum Lampenschirm passt, kann auf der angestrahlten Fläche die gleiche Helligkeit, gemessen in Lux, mit geringerer Lumenzahl erreicht werden – ein weiterer Effizienzgewinn.
Für den Zusammenhang zwischen Lumen, Abstrahlwinkel, Abstand und Lux gibt es Rechner im Internet (s.u.).

Kelvin – wie warm darf’s denn sein?

Doch auch die Lichtfarbe will für die jeweilige Wohn- oder Arbeitssituation gut gewählt sein. Auf der Packung der Lampe ist dazu die Farbtemperatur in Kelvin (K) angegeben. Je niedriger der Wert, desto stärker der Rotanteil, je höher der Wert, desto mehr macht sich eine Blaufärbung bemerkbar. Dabei werden Farbtemperaturen um 2700 K als „warm-weiß“ bezeichnet, Werte um 4000 K als „neutral-weiß“ und über 5.000 K als „Tageslicht-“ oder „kalt-weiß“. Die Qualität kann dem Farbwiedergabe-Index Ra oder CRI entnommen werden. Er sollte mindestens bei 80 liegen, bei hohen Ansprüchen über 90.

Ein langes Leben

LED-Lampen werben mit ihrer hohen Lebensdauer, der Zeit, in der der Lichtstrom nicht unter 70 Prozent des Anfangswertes abgesunken ist. Doch hohe Temperaturen können diese stark verkürzen. Die über dem Herd angebrachte Birne wird ihr Versprechen also ebenso wenig halten können, wie die in einem geschlossenen Lampenschirm eingesperrte.
Manchmal sind kleine Umbauten erforderlich. Glimmt oder blinkt eine Lampe nach dem Abschalten, kann dies bereits durch Induktion* aus parallel verlaufenden, stromführenden Leitungen herbeigeführt sein oder durch eine Kontrollleuchte am Lichtschalter, wie es bei Badezimmerschaltern üblich ist. Lässt sich der Störstrom nicht abschalten, ist eine Elektro-Fachkraft gefragt, die ihn mit einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung ableitet. Blinkt die Leuchte dagegen im angeschalteten Zustand, dann liegt das möglicherweise an einem inkompatiblen Vorschaltgerät. Eine Fachkraft kann dies entfernen – was übrigens zusätzlich Strom spart.

Lumenrechner: www.lumenrechner.de/
Aktueller Testbericht: www.test.de/Lampen

*Was ist eigentlich …
Induktion? Um eine stromführende Leitung entsteht ein elektromagnetisches Feld. Liegt der Lampendraht in diesem Feld, kann es darüber zur Induktion, also zur berührungslosen Übertragung der Energie kommen.