Effiziente Leuchten

Mit dem optischen System der Leuchten wird der Lichtstrom der Leuchtmittel so verteilt, dass die gestellte Beleuchtungsaufgabe bestmöglichst erfüllt wird. Für Energiebetrachtungen sind der Leuchtenbetriebswirkungsgrad und die Lichtstromverteilung bzw. die Lichtstärkeverteilung wichtige Kenngrößen von Leuchten.

Der Leuchten-Betriebswirkungsgrad ηLB gibt an, welcher Anteil des Lampenlichtstroms die Leuchte verlässt. Die Art der Lenkung des Lampenlichtstromes und die thermischen Bedingungen innerhalb der Leuchte bestimmen den Leuchten-Betriebswirkungsgrad. Die Angabe eines Leuchtenbetriebswirkungsgrades erfolgt nur für Leuchten, in denen auswechselbare Leuchtmittel (Lampen) betrieben werden, für die ihrerseits eine Angabe des Lampenlichtstroms angegeben wird. Für Leuchten mit fest integrierten LED erfolgt die Angabe des Bemessungslichtstroms der Leuchte. Formal wird für LED-Leuchten der Lampenlichtstrom mit dem Bemessungslichtstrom der Leuchte gleichgesetzt. Der Leuchtenbetriebswirkungsgrad wird damit per Definition auf den Wert 1 festgelegt (siehe auch Kapitel 2.1.3.4).

Die Lichtausbeute der Leuchte wird im Allgemeinen als Produkt der Lampenlichtausbeute mit dem Leuchtenbetriebswirkungsgrad verstanden. Dabei wird davon ausgegangen, dass die Lampen unter den Betriebsbedingungen in der Leuchte die gleiche elektrische Leistungsaufnahme aufweisen, wie außerhalb der Leuchte unter Normbedingungen (siehe Kapitel 2.1.3.4 „Leuchtenbetriebswirkungsgrad”). Die Lichtausbeute von LED-Leuchten wird Bemessungslichtausbeute genannt (siehe auch Kapitel 2.5.2.1 „Lichtausbeute von LED-Leuchten”).

Die Lichtstromverteilung einer Leuchte bestimmt deren beleuchtungstechnische Wirkung im Raum. Der gesamte Leuchtenlichtstrom besteht aus den Teillichtströmen in den oberen und den unteren Halbraum. Der Teillichtstrom in den oberen Halbraum wird an der Decke bzw. an Teilen der Wände reflektiert und trägt zur Indirektbeleuchtung bei. Der Teillichtstrom in den unteren Halbraum erzeugt die direkte Beleuchtungsstärke auf der Nutzebene und erhöht zusätzlich mittels Reflexion an Boden und Wänden den Indirektanteil der Beleuchtungsstärke. Direkt strahlende Leuchten konzentrieren den Leuchtenlichtstrom bevorzugt auf die zu beleuchtende Fläche und führen dort zu hohen Beleuchtungsstärken.

Abbildung 1.57: Lichtstromverteilung einer direkt-indirekt strahlenden Leuchte

Der Beleuchtungswirkungsgrad ηB ist definiert als das Verhältnis des auf die Nutzfläche gelangenden Lichtstroms zur Summe der Lichtströme aller installierten Leuchtmittel. Er ist umso höher, je höher der Leuchtenbetriebswirkungsgrad ist. Darüber hinaus ist der Beleuchtungswirkungsgrad auch - wie oben beschrieben - von der räumlichen Verteilung des Lichtstroms der Leuchten abhängig. Diese beeinflusst ebenfalls die Höhe des Energiebedarfs zur Erreichung der in der Nutzebene erforderlichen Beleuchtungsstärke.

Die Energieeffizienz der Beleuchtung ist damit von der Lichtausbeute der Leuchte und ihrem Beleuchtungswirkungsgrad in der gegeben Anwendung abhängig (siehe auch Absatz „Energiekennzeichnung” in Kapitel 1.3.5.2 „Effiziente Leuchtmittel”).