Belichtung von Räumen mit Tages- und Kunstlicht
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Eine optimale künstliche Beleuchtung wird nicht bewusst wahrgenommen, sondern unterstützt die räumlichen Nutzungsanforderungen. Bei der Planung einer guten Raumbeleuchtung mit Kunstlicht sind Aspekte wie Beleuchtungsstärken, Lichtführung und -verteilung wichtig.
Kunstlicht
Für die Beleuchtung mit Kunstlicht kann es ganz unterschiedliche Aufgabenstellungen geben:
Eine gute Raumausleuchtung (Wohn- oder Arbeitsbereich),
- das Sichtbarmachen eines Vorganges für einen Betrachter (Sportarena, Operationstisch etc.),
- die Aufmerksamkeitslenkung des Betrachters (Museum, Laden etc.) oder
- die Stimmungserzeugung beim Betrachter.
Beleuchtungskriterien
Die Kunstlichtplanung ist meist dann am besten, wenn die künstliche Beleuchtung nicht bewusst wahrgenommen wird und es in keinem Punkte mangelt. Das gilt selbst für Läden und Museen, bei denen Auslagen oder Exponate besonders hervorgehoben sind. Wenn Strahler blenden, das Beleuchtungsniveau zu hoch oder zu niedrig ist oder es schlecht beleuchtete Zonen gibt, wurden die wesentlichen Kriterien der Kunstlichtplanung nicht ausreichend beachtet.
Die physiologischen Beleuchtungskriterien für gute Raumbeleuchtung mit Kunstlicht sind:
Blendfreiheit der Beleuchtung,
- ausreichende Beleuchtungsstärken auf Referenzflächen und im Raum,
- gleichmäßige Beleuchtung bei Erhalt ausreichender Kontraste, abhängig von Raumoberflächen, Beleuchtungsintention etc.,
- die geeignete Lichtfarbe und
- eine hinreichend hohe Farbwiedergabe.
Daneben gibt es technische Kriterien, die von der konkreten Anwendung abhängen:
- die Lichtausbeute,
- die Lebensdauer (z. B. bei schwerer Erreichbarkeit),
- die Stabilität der Lichtabgabe bei schwankenden Umgebungstemperaturen (insbesondere niedrigen),
- das Startverhalten, auch in Wiederholung direkt nach dem Abschalten und
- die Geräuschemission.
Übersicht typischer Kunstlichtquellen aus aus "Handbuch der Bauphysik" von Christian Kölzow und Jürgen Kühn (7. Auflage erscheint im Dezember 2012)
Lampentyp/ Herstellerkürzel
| Leistung [W]
| Lichtstrom [lm]
| Lichtausbeute [lm/W]
| Farbtemperatur [K]
| Farbwiedergabe [Ra]
| Energie-effizienzklasse
|
Glühlampe | 15–200
| 100–2500 | 6–12 | ~ 2700 | 100 | E–G |
Halogenlampe | 5–2000
| 60–44000 | 12–27 | 2700–3300 | 100 | B–D |
Leuchtstofflampen | 5–80
| 200–8000 | 60–105 | 2700–6500 | 60–95 | A–B |
Kompakt-Leuchtstoff | 5–165
| 200–12000 | 2700–6500 | 30–85 | 80 (– 90) | A–B |
Niederdruck-Natriumdampf/ SOX*
| 18–180 | 1800–32500 | 100–200 | 1700 | n.a. | A
|
Hochdruck-Quecksilberdampf/ HQL, HPL
| 50–1000
| 1700–59000 | 35–60 | 3200–4200 | 40–55 | A–B |
Hochdruck-Natriumdampf/ NAV,SON
| 50–1000
| 3500–130000 | 70–130 | 2000–2500 | 25–80 | A–B |
Hochdruck-Halogenmetalldampf/ HQI, MHN
| 70–2000
| 5200–240000 | 75–120 | 3000, 4200 | 60–95 | A–B |
Keramik-Hochdruck- Halogenmetalldampf/ HCI, CDM
| 20–400
| 1700–40000 | 90–100 | 3000, 4200 | 80–95 | A |
Festkörper LED | 1–10
| 10–850 | 30–85 | 2500–8000 | 65–90 | A–B |
* Herstellerkürzel Osram normal, Philips kursiv [59] [60].
Lichtlenkung
Die in der Tabelle beschriebenen Lampen strahlen das von ihnen erzeugte Licht mehr oder weniger ungerichtet ab. Für eine gute Beleuchtung ist es jedoch meistens notwendig, dem Licht eine Richtung zu geben und es in seiner Abstrahlung einzugrenzen, um z. B. Blendung zu vermeiden. Aus diesem Grund werden Leuchtmittel meist nicht frei strahlend eingesetzt, sondern in Leuchten eingebaut, die durch geeignete Reflektoren, Linsen und Abschirmungen die Lichtlenkung bewerkstelligen.
Lichtregelung
Die Begriffe Steuerung und Regelung werden oft miteinander verwechselt. Werden beispielsweise nach einem fest in ein Steuerungselement eingegebenen Zeitplan Einstellungen des Kunstlichts oder von Licht- und Sonnenschutzanlagen vorgegeben, handelt es sich um eine Steuerung. Werden diese Gewerke hingegen mittels Messdaten eines Lichtsensor und einer Vergleichselektronik so eingestellt, dass ein Sollwert an Beleuchtungsstärke auf Referenzebene im Raum (z. B. Arbeitsebene oder Wandebene bei Museen) mehr oder weniger exakt eingehalten wird, so handelt es sich um eine Regelung.
Effizienter Umgang
Prinzipiell stellen ein raumseitig liegender Lichtschutz für den Winter und ein außen liegender Sonnenschutz für den Sommer – korrekt bedient – einen bereits energieeffizienten Umgang mit der Sonnenwärmeeinstrahlung dar. Allerdings stellt sich, auch bei außen liegendem Sonnenschutz, oft die Frage, ob man nicht die Kühllast im Sommer weiter senken könne, indem man den Raum ganz verdunkelt und das Kunstlicht anschaltet. Das Tageslicht besitzt im Mittel einen Wirkungsgrad von > 100 lm/W bei höchster Farbwiedergabe. Betragen beispielsweise bei einer wärmeschutzbeschichteten Isolierverglasung der Lichttransmissionsgrad 75 %, der g-Wert 0,6, so beträgt dessen Verhältnis 1,25, bei manchen Beschichtungen deutlich höher. Damit steigt die Effizienz des Tageslichts nochmals um mindestens 25 %. Tageslicht ist somit effizienter als alle Lichtquellen mit passabler Farbwiedergabe für die Raumbeleuchtung.