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Stefan Fürkus fuerkus@gmx.de twitter.com/fuerkus
Energieeffiziente Beleuchtung für Werkstätten und Verkaufsräume
Vortrag an der HWK Potsdam am 08.11.2016
Inhaltsverzeichnis: 1. Ziele guter Beleuchtung 2. Die energieeffiziente Kfz-Werkstatt 3. Grundbegriffe der Beleuchtungstechnik 4. Leuchtmittel 5. Effiziente Lichtplanung
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1. Ziele guter Beleuchtung
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Der Beleuchtungsbedarf ist ein Kostenpunkt und Effizienzfaktor in der technischen Gebäudeversorgung. Die Beleuchtung ist Bestandteil der energetischen Bilanzierung im Rahmen von Nachweisen nach der Energieeinsparverordnung EnEV bei Nichtwohngebäuden.
Hohe Wirkungsgrade der Beleuchtung werden nochmals gesteigert, wenn Betriebsmittel „intelligent“ agieren (Steuerung und Regelung).
Richtiges Licht verbessert aber auch die Arbeitsergebnisse der Mitarbeiter, hilft die Motivation zu steigern, beugt Ermüdung vor, erhält die Gesundheit und schützt vor Arbeitsunfällen.
Über 80 Prozent der Informationen erfasst der Mensch mit seinen Augen. Das bedeutet im Umkehrschluss: Schlechte Sehbedingungen behindern die Arbeit. Sie stören das Wohlbefinden, senken die Produktivität, führen zu Fehlern und Unfällen.
Mehrere Untersuchungen belegen, dass die Zahl der Arbeitsunfälle mit Erhöhung der Beleuchtungsstärke signifikant sinkt.
Die DIN EN 12464-1 „Beleuchtung von Arbeitsstätten in Innenräumen“ nennt deshalb als Beleuchtungsziele Sehkomfort und Sehleistung.
Mit zunehmendem Alter steigt der Lichtbedarf. Ein 60-jähriger Mitarbeiter benötigt die doppelt so hohe Beleuchtungsstärke wie sein 20-jähriger Kollege, um den gleichen Helligkeitseindruck zu haben.
1. Ziele guter Beleuchtung
Die Anforderungen an die Tageslichtversorgung und die Raumbeleuchtung werden von folgenden Zielen bestimmt: • Angemessene Beleuchtung für Sicherheit und Bewegung • Bedingungen für hohen Sehkomfort (Visuelle Behaglichkeit) • Bedingungen die gute Sehleistung und Farbwahrnehmung ermöglichen • Optimierung der Tageslichtversorgung • Minimierung des Energieverbrauchs der künstlichen Beleuchtung • Minimierung des Energieverbrauchs der Heizung • Minimierung des Energieverbrauchs der Kühlung
(sommerlicher Wärmeschutz)
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2. Die energieeffiziente Kfz-Werkstatt
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Konditionierung Einsparpotential Beschreibung
Gebäudehülle 30-50% Die Wärmeverluste des Gebäudes entstehen durch Lüftung, unbemerkte Undichtigkeiten und durch Transmissionswärmeverluste über die Gebäudehülle. Bei den Kfz-Werkstätten finden sich die Undichtigkeiten häufig in schlecht schließenden Toren, Türen und Fenstern.
Heizung 20-30% Ein Großteil der Energie wird für die Raumwärme benötigt.
Beleuchtung mind. 25% (oft 50% und mehr)
Elektrische Beleuchtung der Werkstatt, der Büroräume und Ausstellungsräume macht insgesamt ca. 25% der gesamten Stromkosten aus.
Druckluft ca. 20% Die Druckluft wird überwiegend für den Einsatz von Schlagschraubern und bei Reinigungs- und Lackierarbeiten benötigt.
Lackieranlage ca. 10% Lackierkabinen für kleine Reparaturarneiten
Waschanlage Kfz-Werkstätten bieten als Service auch die Wagenpflege in Form von Autowäsche an.
Organisation & Controlling
Durch eine Reihe von organisatorischen Maßnahmen und die Einführung eines Energiecontrollings lassen sich langfristig gute Erfolge zur Energieeffizienz im Betrieb erzielen.
2. Die energieeffiziente Kfz-Werkstatt
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Einsparpotential Bewertung Maßnahmen
Einsparpotential Beleuchtung mind. 25 % (oft 50% und mehr)
Elektrische Beleuchtung der Werkstatt, der Büroräume und Ausstellungsräume macht insgesamt ca. 25% der gesamten Stromkosten aus. Durch Umrüstung einer alten Beleuchtung und bedarfsgerechte Steuerung lassen sich Energiekosten einsparen.
• Energieeffiziente Leuchtmittel / Lampen ersetzen alte, ineffiziente Systeme
• Beleuchtung bedarfsorientiert ausrichten und steuern
• Möglichkeit der getrennten Schaltung der Leuchten
• Einsatz Bewegungsmelder oder Zeitschaltuhren
• Potenziale von Tageslichtnutzung ausschöpfen
• Verschmutzungsgrad reduzieren an Lampen und Wänden
• Helle Oberflächen der Umgebungsbauteile
2. Die energieeffiziente Kfz-Werkstatt
Hauptverbraucher und Einsparpotenziale
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Verteilung des Stromverbrauchs in Kfz-Werkstätten
Quelle: Broschüre „Informationen für das Kraftfahrzeug-Gewerbe“, Hrsg. ASEW GbR (Stand 10/2014) Beschreibung: Aufteilung des Stromverbrauchs bei Kfz-Werkstätten mit Waschanlage
Verteilung des Stromverbrauchs
2. Die energieeffiziente Kfz-Werkstatt
Effizienzbewertung Allgemein
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a) Elektrischer Energieeinsatz je Mitarbeiter [kWh/Mitarbeiter]
Elektr. Energieeinsatz je Mitarbeiter =Stromeinsatz in kWh
Anzahl der Beschäftigten
c) Gesamtenergieeinsatz (Strom, Erdgas, usw.) je Werkstattfläche [kWh/m²]
Gesamtenergieeinsatz je m² =Gesamter Energieeinsatz in kWh
m² Werkstattfläche
Quelle: Daten nach Österreichischem Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft und ASEW GbR
Der durchschnittliche Verbrauch einer Kfz-Werkstatt liegt bei 36 bis 63 kWh/m² im Jahr.
b) Elektrischer Energieeinsatz je Werkstattfläche [kWh/m²]
Elektr. Energieeinsatz je m² =Stromeinsatz in kWhm2Werkstattfläche
< 22 kWh/m² Kleines Einsparpotential
50 kWh/m² Durchschnitt
>76 kWh/m² Großes Einsparpotential
Energie wird effizient eingesetzt, kein akuter Handlungsbedarf Optimierung sicher möglich Energieeinsparpotentiale mit großer Wahrscheinlichkeit vorhanden Erhebliche Energieeinsparpotentiale vorhanden, Energieverbraucher lokalisieren und Maßnahmen umsetzen Erhebliche Energieeinsparpotentiale vorhanden, Energieverbraucher lokalisieren und Maßnahmen umsetzen
2. Die energieeffiziente Kfz-Werkstatt
Effizienzbewertung Beleuchtung VDI 3807 Blatt 4
8 Quelle: Daten aus VDI 3807-2008 Blatt 4
Spezifische installierte Leistung pl in W/m²
Bedarfsklasse Sehr hoch Hoch Mittel Gering Sehr Gering
Gruppenbüro 47 41 22 13 8
Verkaufsfläche 25 22 13 9 7
Werkstatt 35 29 16 11 6
Spezifischer elektrischer Energiebedarf ql in kWh/(m²·a)
Bewertung Sehr hoch Hoch Mittel Gering Sehr Gering
Gruppenbüro 100 90 48 23 13
Verkaufsfläche 91 78 48 33 25
Werkstatt 80 66 36 18 10
Die Bedarfsklasse Gering steht für einen Bedarf, der der mit Komponenten und Systemen, die dem Stand der Technik entsprechen, erreichbar und wirtschaftlich vertretbar ist. Diese Werte sind niedrige Werte und sollen bei Neubauten, neuen Anlagen sowie zu sanierenden Anlagen eingehalten werden. Sie Bedarfsklasse Sehr Gering steht für einen optimalen Bedarf und orientieren sich an Bestwerten. Die Machbarkeit und die Wirtschaftlichkeit sind von Fall zu Fall zu prüfen.
Als Einsparpotenzial gilt in erster Näherung die Differenz zwischen den IST-Werten und der Bewertungsklasse Gering. Eine fachliche Plausibilitätsprüfung, ob ein Grenzwert in einem Objekt erreicht werden kann, ist unerlässlich.
Guter Sehkomfort, Gute Sehleistung,
Hohe Effizienz, Gute Wirtschaftlichkeit,
Gute Beleuchtung, Tageslicht-versorgung
Sichtverbindung nach außen
Lichtstrom [lm] „Lichtmenge“
Beleuchtungsstärke [lx = lm/m²]
„Maß für Helligkeit“
Lichtstärkeverteilung [cd = lm/sr]
„Lichtausstrahlung in den Raum“
Leuchtdichtenverteilung [cd/m²]
„Flächenhelligkeitsempfinden des Auges“
Lichtfarbe [K]
Farbwidergabe / Farbindex
Blendung Kontrast Flimmern
Regelung
Effizienz (Lichtausbeute)
[lm/W]
Leuchtenwirkungsgrad
Raumwirkungsgrad
Investkosten
Lebensddauer
Wartungs-aufwand
3. Grundbegriffe der Beleuchtungstechnik Randbedingungen
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3. Grundbegriffe der Beleuchtungstechnik Grundbegriffe
Quelle: www.baunetzwissen.de
Leuchtdichte L [cd/m²] (Helligkeitsempfinden)
Beleuchtungsstärke E [lx = lm/m²] (spez. Lichtleistung auf der Nutzebene als Maß für die Helligkeit)
Lichtstrom Φ [lm] (Lichtleistung)
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3. Grundbegriffe der Beleuchtungstechnik Der Lichtstrom Φ (Lichtleistung) [Lumen lm] als Sendergröße ist die visuelle Entsprechung der Strahlungsleistung E [W], in die auch die subjektiven Eigenschaften der wellenlängenabhängige Empfindlichkeit des menschlichen Auges einfließen. Der Lichtstrom beschreibt die von einer Lichtquelle abgegebene Lichtmenge im sichtbaren Bereich. Der Lichtstrom wird in der empirischen, physiologischen Einheit Lumen [lm] angegeben. In der Fotometrie wird Licht also nicht nach seiner physikalischen Leistung oder Energie bewertet, sondern es wird die physiologische Empfindung des menschlichen Auges zugrunde gelegt.
Spektrale Hellempfindlichkeit des menschlichen Auges 11
3. Grundbegriffe der Beleuchtungstechnik Die Beleuchtungsstärke E (spez. Lichtleistung auf der Nutzebene als Maß für die Helligkeit) (Lux = lx = lm/m²) hat besonders großen Einfluss darauf, wie schnell, wie sicher und wie leicht die Sehaufgabe erfasst und ausgeführt wird. Die Beleuchtungsstärke in der Maßeinheit Lux (lx ) lm/m²) gibt den Lichtstrom an, der auf eine bestimmte Fläche trifft.
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Die Beleuchtungsstärke ist eine reine Empfängergröße und wird für die Nutzebene gemessen oder angegeben. Die Maßeinheit der Beleuchtungsstärke ist das Lux (lx). Die Beleuchtungsstärke ist das übliche Maß für Helligkeit. Im Freien bei hellem Sonnenschein können bis 100.000 lx erreicht werden. Eine Mondscheinnacht ist ca. 0,2 lx „hell“. Nach der Technischen Regeln für Arbeitsstätten (ASR A3.4) müssen in Kfz-Werkstätten und Kfz-Prüfstellen mindestens 300 lx gewährleistet werden.
3. Grundbegriffe der Beleuchtungstechnik Lichtfarbe/Farbtemperatur Die Lichtfarbe einer Lampe beschreibt
die Eigenfarbe des abgestrahlten Lichts.
Die Farbtemperatur einer Lichtquelle ist die Temperatur, die ein Material, z.B. der Glühdraht einer Lampe oder die Glut beim Kaminfeuer haben müsste, damit dessen Licht denselben Farbeindruck erweckt wie die tatsächliche Lichtquelle.
Die Lichtfarbe wird in Kelvin (K) angegeben. Je niedriger der Kelvin-Wert, desto „wärmer“ das Licht. Von gelb über orange zu rot.
Je höher der Kelvin-Wert, desto „kälter“ (bläulich wirkend) ist das Licht.
Das Licht von Lampen gleicher Lichtfarbe kann unterschiedliche Farbwiedergabeeigenschaften haben.
1°C = 273 K 2.700°C = 2.973 K
Lichtfarben nach DIN 5035 Farbtemperatur in Kelvin
Warmweiß (Gemütlichkeit) unter 3.300 K
Neutralweiß (Sachlichkeit, Bürolicht) 3.300 - 5.300 K
Tageslichtweiß (auch Kaltweiß) (Starke Kontraste, Anregend) über 5.300 K
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3. Grundbegriffe der Beleuchtungstechnik Farbwiedergabe / Farbwiedergabeindex Die Farbwiedergabeeigenschaft einer Lampe kennzeichnet die farbliche Wirkung, die ihr Licht auf farbigen Gegenständen hervorruft. Ein Farbwiedergabeindex gibt die Qualität (Natürlichkeit) der Farbwiedergabe bei Beleuchtung mit einer Lichtquelle an. Er ist ein quantitatives Maß für die Fähigkeit einer Lichtquelle, die Farben verschiedener Objekte ähnlich einer natürlichen Lichtquelle zu reproduzieren. Farben werden von verschiedenen Lampen (auch mit gleicher Farbtemperatur) unterschiedlich dargestellt, weil das Spektrum der Lampen voneinander abweicht. Der Allgemeine Farbwidergabeindex Ra steht für einen Index, der Werte von acht ungesättigten Testfarben einbezieht. Beim Color Rendering Index CRI werden 14 Testfarben verwendet (6 zusätzliche gesättigte Farben). Da bei der Festlegung des Farbwiedergabeindex in den 1930er Jahren die Referenzlichtquellen mit 100, die damals gängigen Leuchtstofflampen mit 50 festgesetzt wurden und der Farbwiedergabeindex keinesfalls ein prozentualer Wert ist, sind auch negative Farbwiedergabeindizes möglich. Ein Index von 100 bedeutet, dass die Lichtquelle die gleichen Eigenschaften besitzt wie eine Glühlampe (< 5.000 K) oder Tageslicht (> 5.000 K). Um eine gute Farbwiedergabe zu erreichen, sollen in Räumen mit Bildschirm und Büroarbeitsplätzen die eingesetzten Lampen mindestens Ra = 80 aufweisen. 14
3. Grundbegriffe der Beleuchtungstechnik Farbwiedergabeindex Ra
Stufe Ra Lampen 1A Sehr gut ≥ 90 Glühlampe, Leuchtstofflampe (weiß de
Luxe), LED (weiß), OLED (weiß), Metallhalogendampf-Hochdrucklampe
Überall wo exakte Farbwiedergabe nötig ist z.B. Farbdruckprüfung
1B Sehr gut 80 … 89 Leuchtstofflampe (weiß de Luxe), LED (weiß), OLED (weiß), Natriumdampf-Hochdrucklampen (warmweiß), Metallhalogendampf-Hochdrucklampe
Überall wo gute Farbwiedergabe nötig ist z.B. Gebäude und Warenpräsentation
2A Gut 70 … 79 Leuchtstofflampe, LED Überall wo annähernde Farbwiedergabe genügt
2B Gut 60 … 69 Leuchtstofflampe, LED, Halogenmetalldampflampe, Natriumdampf-Hochdrucklampen (farbverbessert)
Überall wo annähernde Farbwiedergabe genügt
3 Genügend 40 … 59 Leuchtstofflampe, Quecksilberdampflampen
Überall wo Farbwiedergabe keine wichtige Bedeutung hat, aber Farbverzerrung nicht gewünscht ist
4 Ungenügend 20 … 39 Natriumdampf-Hochdrucklampen (Standard)
Überall wo Farbwiedergabe keine Bedeutung hat und Farbverzerrung akzeptabel ist
- 44 Natriumdampf-Niederdrucklampe
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3. Grundbegriffe der Beleuchtungstechnik Technische Regeln für Arbeitsstätten Beleuchtungsanforderungen für Arbeitsräume, Arbeitsplätze und Tätigkeiten (Auszug) ASR A3.4 Ausgabe 2014 und DIN EN 12464-1
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Arbeitsräume, Arbeitsplätze und Tätigkeiten Mindestwert der Beleuchtungsstärke E [lx]
Mindestwert Farb-wiedergabeindex Ra [-]
Kfz-Werkstätten und Kfz-Prüfstellen 300 80
Karosseriebau und Montage 500 80
Lackieren, Spritzkabinen, Schleifkabinen 750 80
Lackieren: Ausbessern, Inspektion 1000 90
Polsterei 1000 80
Verkaufsbereich 300 80
Büro - Schreiben, Lesen, Datenverarbeitung 500 80
Pausenräume, Warteräume, Aufenthaltsräume 200 80
Verkehrsflächen und Flure ohne Fahrzeugverkehr 50 40
Verkehrsflächen und Flure ohne Fahrzeugverkehr im Bereich von Absätzen und Stufen
100 40
Verkehrsflächen und Flure mit Fahrzeugverkehr 150 40
Betriebliche Parkplätze im Freien 10 25
4. Leuchtmittel Lampentypen
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Lampensysteme Festkörper-lampen
Temperaturstrahler Entladungslampen
LED 50-150 lm/W 15.000-50.000 h Ra bis 92
OLED Glühlampe 6-16 lm/W 1.000-2.000 h Ra 98-100
Halogen-glühlampe 10-30 lm/W 2.000-5.000 h Ra 100
Hochdruckentladungs-lampen (HID)
Niederdruckentladungs-lampen
Natrium-dampf-Hochdruck-lampe 50-150 lm/W 10.000-30.000 h Ra 20-85
Quecksilber-dampf-Hochdruck-lampe
Natrium-dampf-Niederdruck-lampe 100-200 lm/W bis 20.000 h Ra -44
Leuchtstoff-lampe 55-120 lm/W 8.000 -20.000 h Ra 65-97
Halogen-Metalldampf-lampe 77-117 lm/W 6000-20000 h Ra 60-96
Kompakt-leuchtstoff-lampe 32-80 lm/W 6.000-20.000 h Ra 82-95
4. Leuchtmittel
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Leuchtmittel Beschreibung Kenndaten
Glühlampe Glühlampen geben Strahlung hauptsächlich in Form von Wärme (Infrarotstrahlung) und nur teilweise als sichtbares Licht ab. Sie haben nur eine geringe Lichtausbeute, sind deshalb nicht energieeffizient und werden deshalb schrittweise aus dem Handel genommen.
Lichtausbeute: 6-16 lm/W Lebensdauer: 1.000-2.000 h Farbtemperatur: 2.200-3.000 K Farbwiedergabeindex Ra: 98-100
Vorteile
• Angenehm warmes Licht mit sehr guter Farbwiedergabe • Startet sofort und hat sofort maximale Helligkeit • Keine Verminderung der Lebensdauer durch An- und
Abschaltzyklen • Mit Gleich oder Wechselspannung betreibbar • Bei verschiedenen Spannungswerten betreibbar, einfach
dimmbar • Keine Vorschaltgeräte nötig • Billige Herstellung • Keine Gefahrenstoffe
Nachteile • Sehr schlechte Energieeffizienz • Farbtemperatur nicht veränderbar • Kurze Lebensdauer
4. Leuchtmittel
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Leuchtmittel Beschreibung Kenndaten
Halogenlampen Halogenlampen sind eine spezielle Form der Glühlampe. Durch eine gesteigerte Betriebstemperatur des Glühdrahtes erreichen sie eine höhere Lichtausbeute und Energieeffizienz. Der Anwendungsbereich ist überwiegend für dekorative Akzentbeleuchtung.
Lichtausbeute: 12-30 lm/W (12 V) Lichtausbeute: 10-19 lm/W (230 V) Lebensdauer: 2.000-5.000 h Farbtemperatur: warmweiß Farbwiedergabeindex Ra: 100 Leistung: 5-2.000 W
Vorteile zur Glühbirne
• Effizienz ein wenig besser • Etwas höhere Farbtemperatur möglich • Längere Lebensdauer
Nachteile zur Glühbirne
• Betrieb bei unterschiedlichen Spannungswerten nicht unproblematisch
• Dürfen nicht verschmutzt sein
4. Leuchtmittel
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Leuchtmittel Beschreibung Kenndaten
Stabförmige Leuchtstofflampen (Fluoreszenzlampen)
Leuchtstofflampen sind Niederdruck-Gasentladungslampen. Sie haben eine hohe Lichtausbeute und sind breit und vielseitig einsetzbar, vor allem im Innenbereich vom Nichtwohnbau. Leuchtstofflampen sind in den Durchmessern T12, T10, T8 und T5 erhältlich. Zum Betrieb wird ein Vorschaltgerät (induktiv oder elektronisch) benötigt. Es gibt auch dimmbare Modelle.
Lichtausbeute: 55-120 lm/W Lichtausbeute T8: 80-100 lm/W Lichtausbeute T5: 90-110 lm/W Lebensdauer: 6.000-40.000 h Standard 8.000 bis 20.000 h Farbtemperatur: diverse Farbwiedergabeindex Ra: 65-97 Leistung: 5-2.000 W
Vorteile • Sehr energieeffizient (mit EVG) • Farbtemperatur wählbar (durch Wahl der Phosphoren) • Lange Lebensdauer • Großflächig verteilte Lichtabgabe für eine gleichmäßige Beleuchtung
Nachteile • Relativ große Abmessungen • Licht mit sehr gutem Farbwidergabeindex Ra geht auf Kosten der
Effizienz (Einsatz von Phosphoren = Energieverlust bei Fluoreszenz) • Häufig Aufwärmzeit bis zum Erreichen der maximalen Helligkeit • Von der Spannungsquelle abhängiges Vorschaltgerät nötig • Dimmbarkeit nur mit entsprechenden Vorschaltgeräten • Lebensdauer hängt von An- und Abschaltzyklen ab • Enthält Quecksilber
4. Leuchtmittel
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Leuchtmittel Beschreibung Kenndaten
Kompakte Leuchtstofflampen (Fluoreszenzlampen) („Energiesparlampen“)
Die Kompakt-Leuchtstofflampe, umgangssprachlich auch Energiesparlampe genannt wird überwiegend im privaten und gewerblichen Innenbereich eingesetzt. Es gibt 2 Bauarten mit integriertem (elektronisch) oder externen Vorschaltgerät (elektronisch oder induktiv).
Lichtausbeute: 32-80 lm/W Lebensdauer: 6.000-20.000 h Farbtemperatur: diverse Farbwiedergabeindex Ra: 82-95 Leistung: 5-125 W
Vorteile • Sehr energieeffizient (mit EVG) • Farbtemperatur wählbar (durch Wahl der Phosphoren) • Lange Lebensdauer
Nachteile • Relativ große Abmessungen • Licht mit sehr gutem Farbwidergabeindex Ra geht auf Kosten der
Effizienz (Einsatz von Phosphoren = Energieverlust bei Fluoreszenz) • Häufig Aufwärmzeit bis zum Erreichen der maximalen Helligkeit • Von der Spannungsquelle abhängiges Vorschaltgerät nötig • Dimmbarkeit nur mit entsprechenden Vorschaltgeräten • Lebensdauer hängt von An- und Abschaltzyklen ab • Enthält Quecksilber
4. Leuchtmittel
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Leuchtmittel Beschreibung Kenndaten
Halogen-Metalldampflampe
Die Lampe ist eine Form der Gasentladungs-lampe, und zwar eine Weiterentwicklung der Quecksilberdampflampe. Durch Zusätze von Halogenverbindungen und seltenen Erden können die Farbwiedergabe und die Lichtausbeute gesteigert werden.
Einsatzgebiete sind Verkehrs-, Hallen-, Theater-, Stadien-, Auslagen- und Architekturbeleuchtung. Die Farbwidergabe ist schlecht bis gut. Die volle Helligkeit wird nach ca. 1-5 min. erreicht.
Lichtausbeute: 77-117 lm/W Lebensdauer: 6.000-20.000 h Farbtemperatur: 2.700-6.000 K Farbwiedergabeindex Ra: 60-96 Leistung: 20-24 kW
Vorteile • Hohe bis höchste Lichtausbeute • Guter bis sehr guter Farbwiedergabeindex Ra • Lange Lebensdauer
Nachteile • Komplexe Bauweise • Von Spannungsquelle abhängiges Vorschaltgerät nötig • Enthalten Quecksilber • Lange Aufwärmzeiten
4. Leuchtmittel
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Leuchtmittel Beschreibung Kenndaten
LED
Eine Leuchtdiode ist ein lichtemittierendes Halbleiter-Bauelement, dessen elektrische Eigenschaften einer Diode entsprechen. Fließt durch die Diode elektrischer Strom, so strahlt sie Licht, Infrarotstrahlung oder auch UV-Strahlung mit einer vom Halbleitermaterial und der Dotierung abhängigen Wellenlänge ab. Die Lichteffizienz sollte mind. 60 lm/W betragen.
Zunehmender Einsatz in der gesamten Beleuchtungstechnik.
Lichtausbeute: 50-150 lm/W Lebensdauer: 15.000-50.000 h Farbtemperatur: diverse Farbwiedergabeindex Ra: bis 92
Vorteile • Hohe bis höchste Lichtausbeute (weiße LED > 100 lm/W; LED Rekord 2014 303 lm/W)
• Alle Farben möglich • Guter bis sehr guter Farbwiedergabeindex Ra • Lange Lebensdauer bei Unabhängig von An- und Abschaltzyklen • Kleine Bauweise • Springt sofort an • Dimmbar (bei entsprechendem Netzteil)
Nachteile • Viele Einheiten für hohe Lichtströme • Einzelne LED strahlt nur in eine Richtung • Komplexe Steuerungselektronik nötig • Optimale Abwärmeabführung für lange Lebensdauer nötig
Osram LED VALUE CL A 60 9.5 W/827 E27 (A+) • 806 lm bei 9,5 W 84 lm/W • Ra ≥ 80 • 2.700 K Warm White • Lebensdauer: 15.000 h
5. Effiziente Lichtplanung Kfz-Werkstätten
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Die Arbeit rund um das Auto erfordert an die einzelnen Tätigkeiten angepasste Beleuchtungslösungen. Tageslicht fällt meist nur von einer Fensterseite in die Werkstatt. Für Arbeiten an der Fahrzeugunterseite ist eine spezielle Arbeitsbeleuchtung notwendig.
Geeignet ist eine arbeitsbereichsbezogene Beleuchtung mit einer mittleren Beleuchtungsstärke von 300 lx. Es ist empfehlenswert, diesen normierten Mindestwert zu erhöhen. Denn ein höheres Beleuchtungsniveau erleichtert das Arbeiten enorm.
Die Leuchten werden in Bezug auf die einzelnen Arbeitsplätze unter Berücksichtigung der verschiedenen Tätigkeiten angeordnet. In Montagegruben werden die Leuchten seitlich installiert. In Wasch- und Schmierkojen ist eine Rundum-Beleuchtung mit hohen vertikalen Beleuchtungsstärken und einer Aufhellung von unten richtig.
In trockenen Bereichen eignen sich Reflektor- oder Rasterleuchten, am besten als Lichtbandsysteme. In feuchten Räumen zum Beispiel in der Waschhalle – bieten nur Feuchtraumleuchten ausreichende Sicherheit. Für schwer zugängliche Bauteile sind kleine mobile Handleuchten empfehlenswert.
Arbeitsräume, Arbeitsplätze und Tätigkeiten Mindestwert der Beleuchtungsstärke E [lx]
Mindestwert Farb-wiedergabeindex Ra [-]
Kfz-Werkstätten und Kfz-Prüfstellen 300 80 Karosseriebau und Montage 500 80 Lackieren, Spritzkabinen, Schleifkabinen 750 80 Lackieren: Ausbessern, Inspektion 1000 90
5. Effiziente Lichtplanung Bis zu 80 Prozent des Stromverbrauches für Beleuchtung können eingespart werden.
Was kann verbessert werden?
• Leuchten für Leuchtstofflampen mit herkömmlichem Vorschaltgerät durch solche mit elektronischem Vorschaltgerät ersetzen: rund 20 Prozent geringerer Stromverbrauch
• Leuchte mit effizienter Lichtlenkung und guter Entblendung: Einsparung von 30 bis 50 %.
• LEDs statt Glühlampen einsetzen: rund 80 Prozent geringerer Stromverbrauch
• T12-Leuchtstoffröhren durch T8- oder T5-Röhren ersetzen (höhere Lichtausbeute pro Watt)
• Tageslicht nutzen (Dachkuppeln, Oberlichter in Türen, Solartubes)
• Tageslichtabhängige Steuerung verwenden: 10 bis 50 Prozent geringerer Stromverbrauch.
• Anwesenheitsabhängige und nutzungsabhängige Regelung: 10 bis 50 % geringerer Stromverbrauch.
• Helle Raumfarben für gute Reflexionsgrade
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5. Effiziente Lichtplanung Beispielrechnung 1 Allgemein
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Leuchte Verbrauch Anzahl Lebens-dauer
Laufzeit täglich
Betriebstage im Jahr
Lebens-dauer
Verbrauch im Jahr
Kosten im Jahr bei 18 ct/kWh
Leuchtstoff-lampe
64 W (mit KVG)
100 Stück 10.000 h 10 h/d 300 d/a 3,3 a 19.200 kWh/a 3.456 €/a
LED-Röhre 25 W 100 Stück 50.000 h 10 h/d 300 d/a 16,7 a 7.500 kWh/a 1.350 €/a
Betriebskosteneinsparung
Die Betriebskosteneinsparung beträgt 2.106 €/a (60 %.). Bei Investitionskosten von ca. 6.300 € beträgt die Amortisation 3 Jahre.
5. Effiziente Lichtplanung Beispielrechnung 2 Autohaus
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V0: Beleuchtung Bedarfsklasse installierte Leistung Mittel nach VDI 3807-5
V1: Beleuchtung Bedarfsklasse installierte Leistung Gering nach VDI 3807-5
V2: Beleuchtung Bedarfsklasse installierte Leistung Sehr Gering nach VDI 3807-5
Großes Autohaus mit Verkauf und Werkstatt
€/a
Energiekosten Gesamt für Beleuchtung, Heizung, Warmwasser und Lüftung
Beleuchtung