Fakten zum Licht. Lichterzeugung, Lampenarten und Planung von Beleuchtung

- 40 Mrd. KWh für Licht verbraucht (ABL)

bis 70% des Stromeinsatzes in Groß~ und Einzelunternehmen für Licht Beleuchtungsanlagen meist veraltet (über 10 Jahre) => entsprechen nicht heutigen Anford. des Energieverbrauchs => heute: bis 60% Energie- und Kosten- Einsparungen durch:

energiesparende Lampen

hochentwickelte Leuchten

Verlustleistungsarme Vorschaltgeräte

- Das Verhalten des Menschen wird in vielfältiger Weise von der Beleuchtung beeinflußt (wirtschaftliche Energieanwendung Seite 255, Bild 4. 116)

Leistungssteigerung von 500 auf 1000 Lux: logisches Denken 10%; gutes Merken 15%; schnelles Rechnen 5% (Beleuchtungsstärke über 1000 è negative Ergebnisse zum Beispiel:1500 Lux Ermüdungserscheinungen, Übelkeit, Kopfschmerzen) Reaktion des Auges auf Beleuchtungsstärken mit zunehmendem Alter unterschiedlich (Tabelle 4. 26)

- Das Auge bewertet und empfindet das sichtbare Licht unter bestimmten Bedingungen unterschiedlich Wechsel von Dunkel -> Hell = schnell, Hell-> Dunkel =langsam => der von der Wellenlänge abhängige Bewertungsfaktor wird als Helligkeitsempfindlichkeitsgrad v bezeichnet (Bild 4.118)

- gutes Licht è fördert die Sehleistung; sorgt für Sicherheit in verschiedenen Arbeitsbereichen; unerläßlich für fast alle Arbeitsprozesse; stärkt die Kommunikation; fördert Teamgeist und Leistungsbereitschaft

Wirtschaftliche Energieanwendung bei der Beleuchtung bedeutet mehr Licht mit gleicher Energie oder dort, wo ausreichend vorhanden, gleiches Licht mit weniger Energie.

Licht:elektromagn. Wellenbewegung in Form des ultraroten, des sichtbaren, des ultravioletten und des Röntgen-Lichts hier: das vom menschlichen Auge wahrnehmbare, das sogenannte sichtbare Licht (Wellenlänge:400-750 nm; enthält das gesamte Farbspektrum; Bild 4. 117)

- Vergleich zwischen Verbrennungslampen und elektrischen Lampen ( Tabelle 4.28)
- Abgase, Abwärme und Luftbedarf verschiedener Lichtquellen (Tabelle 4.29)

Lichterzeugung aus Elektroenergie

ist grundsätzlich durch Glühlampen (Temperaturstrahler) und durch Entladungslampen (Kaltstrahler) möglich. Die bedeutsamsten Vorzüge dieser Lampenarten liegen neben dem hohen Lichtstrom und der z.T. enormen Lichtausbeute in Ihrer Umweltfreundlichkeit. Es wird kein Sauerstoff verbraucht, keine Verbrennungsprodukte entstehen, welche die Umgebungsluft verschlechtern oder Räume verschmutzen. Die Wärmeentwicklung ist praktisch unbedeutdend.

Glühlampen (ungeeignet für Industrieanlagen)

- Metallfaden (Wendel) wird durch Joulesche Wärme erhitzt, bis sichtbares Licht ausgesendet wird
- Lichtausstrahlung abhängig von Temperatur der Wendel, die mit der 4. Potenz ansteigt (2273 - 3200 K)
- Lichtausbeute steigt mit zunehmender Temperatur
- allgemein: große Lampen effektiver als kleine
- Lebensdauer ca. 1000 Betriebsstunden

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

- Glühlampe theoretisch für eine Spannung ausgelegt
- einheitliche Leistungsstaffelung: 15, 25, 40, 60,,75, 100, 150, 200, 500, 750, 1000, 2000, 5000, 10000 W
- Umwandlung von elektrischer in Lichtenergie ist sehr aufwendig (7-8% Lichtumwandlung) (Bild 4.121) => Anwendungsgründe: geringe Abmessungen; niedrige Anschaffungskosten; konzentriertes Leuchtsystem; Schaltungsunempfindlichkeit ...
- bei Beleuchtung < 500h/a oder tägl. mittlere Einschaltdauer < 15min

→ Glühlampen von Gesamtkosten wirtschaftlicher als Entladungslampen

Entladungslampen

- bessere energetische Ausnutzung als Glühlampen
- elektrische Ladungen fester, flüssiger oder gasförmiger Stoffe werden (un)mittelbar zum Leuchten gebracht

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

→ Quecksliberhochdrucklampe [Starklichtlampen]: Spannung -> Zündung -> Quecksilberverdampfung -> Druckaufbau -> volle Lichtleistung (benötigen Anlaufperiode ca. 5min.; wiederanschalten nach ca. 3min [best. Hg-Druck erforderlich] Anwendung: Straßenbeleuchtung

→ Niederdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampen [Leuchtstofflampen]: UV-Licht mittels Leuchtstoffe (Halogenphonphate) in sichtbares Licht ökonomische (ca. 4000-6000h Betriebsdauer) <=> Schalthäufigkeit senkt Lebensdauer opt. Lichtausbeute bei ca 31°C bis 38°C → Temperaturabhängig energetische Effektivität (53% Wärmeverleitung, 26% Wärmestrahlung, 21% Licht bei 40W

[bei Glühlampe 40W = 4,7% Licht)

➔ Lichtquelle der Zukunft (nicht für hohe Hallen >> Hochdrucklampen) !!! da quecksilberhaltig → Sondermüll !!!

Wirtschaftliche Energieanwendung bei der Beleuchtung

Voraussetzung für wirtschaftlichen Betrieb der künstlichen Beleuchtung:

-exakte Planung (exakter Lichtbedarf; örtliche Gegebenheiten) [Bsp: Elektro-Reparatur, Bäcker, Fleischer, Laborant]

- für Planung und Bewertung von Beleuchtungsanlagen maßgeblich: Qualität und Zweckmäßigkeit ➔ Beleuchtungsstärke, Schattigkeit, Gleichmäßigkeit

- kulturell-ästhetische und stimmungsmäßige Forderungen erfüllen

- heute Planung durch Fachpersonal und Computerunterstützung

Faktoren: Beleuchtungsstärke; deren Verteilunmg im Arbeitsbereich Art, Anzahl und Anordnung der Lampen und Leuchten Stromversorgung der Leuchten

Schalt- und Regelbarkeit der Lampen=> Beleuchtungsstärke Raumwirkungsgrad durch Raumgeometrie und Farbgestaltung

+Licht von Licvhtquelle auf Arbeitsplatz

+Reflexion an Raumgrenzen und Einrichtung auf Arbeitsplatz

➔ Wirkungsgrad abhängig vom Reflexionsgrad der Decke, Boden, Wände

➔ je heller ein Raum gestaltet ist, desto heller ist es in ihm

(bei gleicher Beleuchtungsstärke für dunklen Raum 50% mehr Lichtstrom)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

➔ Senkung des E-Verbr. hat Einfl. auf andere E-bereiche (z.B.: Wärmelast eines Klimasystems)

Lichtwirkungsgrad:

- physiologisches und psychologisches Verhalten des Auges beachten! Blendung: beeinträchtigt Sehleistung => Unsicherheit bei der Arbeit; Unbehagen; Unfallgefahren u.a. blendfrei bzw. blendarm: Arbeitsplatzbeleuchtung (Ausstrahlungsbereich 75 und 180°) ca 0,25sb;

Allgemeinbeleuchtung (Austrahlungsbereich 30 und 90°) ca 0,3sb;

Außenbeleuchtung (Austrahlungsbereich 60 und 90°) ca. 2,0sb

- Beleuchtungsanlage in Schaltkreise aufteilen => nur dort Beleuchten, wo Licht benötigt wird => bedarfsgerecht

➔ Energieeinsparung (weil stufenweise/ bereichsweise ein~ bzw. zugeschalten wird)

- nat. Beleuchtung mit einbeziehen bei Wahl des Arbeitsplatzes (76% aller Hellstunden: 3000lx)

künstl. Licht nur notwendige Ergänzung -> psycholog. Aspekt des Eingesperrtseins & soz. Sparsamkeit Sommerzeit bessere Ausnutzung des nat. Lichtes => Energieeinsparung

- Räume mit starkem und schwachen Tageslichteinfall TRENNEN

Lichtsensoren und elektronische Regelungà Beleuchtungsstärke auf konstantem Niveau (zentrale Schaltung über Schaltuhren mit Wochenendprogramm)

- baul. Gestaltung: große Raumfenster; 3x verglaste Fenster (Wärmed.) mit außenliegender bew. Sonnenschutz Neubau: Fenster schmal und hoch à Tageslicheinfall ideal, heller Innenanstrich

Raumteiler in großen Räumen: nicht hoch à Deckenlampen gemeinsam nutzen

hohe Räume à Decke abhängen à Beleuchtung sparen, Belüftung & Beheizung vorteilhafter

- Wartung: Abdeckungen, Reflektoren, Lampen Reinigen‘ einzelne Wartung zeitaufwendig à wirtschaftlicher: ganze Anlage neu Bestücken

- Arbeitsplatzbeleuchtung seitlich einstrahlen lassen, nicht von vorne Flächenhelligkeit nicht differieren lassen -> Blendgefahr allgemeinbeleuchtung absenken, gleichzeitig Arbeitsplatz ausleuchten à Energieeinsparung um bis 35%

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten