17:35, 11. Aug. 2010 - Zentrum fÃƒÂ¼r Didaktik der Technik - Leibniz ...

Energietechnik für Lehrkräfte 

Beleuchtungstechnik 


© August 2010 G. Altenbernd / W. Möller 

- 1 - 

LEIBNIZ UNIVERSITÄT HANNOVER 

Zentrum für 

Didaktik der Technik



Elektromagnetische Strahlung 

Die Energie der Strahlung: das Lambertsche Gesetz 

∆Ω 

R 

Empfänger 

∆A 2 

Ein glühendes Metallblech mit der Fläche ∆A 1 sendet 

auf seiner Vorder- und Rückseite Strahlungsenergie 

Q e aus. 

Sender 

∆A 1 

ε 

∆Ω ∧ =Raumwinkel 

Die Verteilung der abgestrahlten Energie im Raum 

wird mit einem Strahlungsmessgerät gemessen, die 

es auf seiner senkrecht zur empfangenen Strahlung 

ausgerichteten Messfläche ∆A 2 im Abstand R als 

Strahlungsleistung empfängt. 

Die von der Fläche ∆A 1 insgesamt abgegebene Strahlungsmenge je Zeiteinheit, die Strahlungsleistung, 

beschreibt der Strahlungsfluss Φ e . 

Φ 

e 

ΔQ 

⋅ 

Q 

e 

= = e 

Δt Δt →0 

Einheit: [ W ] 

Die Strahlungsmenge Q e bezeichnet die von einer Strahlungsquelle über einen Zeitraum T 

abgegebene Energie; (Strahlungsmenge = Dosis). 

T 

Qe 

= Φe 

⋅ t e 

∧ 

∫ d ; = 

0 


energetisch 

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Einheit: Joule, [ 1J = 1Ws ]. 






Der auf den Raumwinkel ∆Ω 

des Senders in Richtung ε . 

Ι 

Φ e(ε) 

∆Ω 

bezogene Strahlungsfluss Φ e ist definiert als die Strahlungsstärke I e 

ΔA2 

e( ε) 

= 

mit ΔΩ = 

∧ = Raumwinkel der Fläche ΔA 

2 

2 Einheit: [ W / sr ] 

R 

Die Strahlungsdichte L e, , als charakteristische Sendergröße, beschreibt die über die Projektion 

der Senderfläche ∆A 1 in ε wirkende Strahlungsstärke I e . 

Im sichtbaren Bereich ist die Strahlungsdichte ein Maß für den Helligkeitseindruck, den die 

strahlende Fläche ∆A 1 im Auge erzeugt; dieser Eindruck ist von der Entfernung unabhängig. 

L 

e 

(ε) 

= 

I 

ΔA 

(ε) 

⋅cos ε 

e 

1 

= 

Φe(ε) 

ΔΩ 

ΔA1⋅ 

cos ε 

Einheit: [ W / sr m² ] 


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Strahler mit konstanter Strahlungsdichte L e über der Senderfläche ∆A 1 und dem 

durchstrahlten Raumwinkel ∆Ω werden als Lambertstrahler bezeichnet. 

[ Johann Lambert: 1728 - 1777 ] 

Anschaulich: Eine Lambertfläche erscheint einem 

Betrachter gleichhell, unabhängig aus welcher 

Richtung er sie betrachtet. 

Für die richtungsabhängig wahrgenommene 

Strahlungsstärke I e gilt somit beim Lambertstrahler: 

Ι 

e 

( ε) 

L 

⋅ ΔA 

= e 1 

⋅ cos ε 

Lambertstrahler 

Ist eine Empfängerfläche ∆A 2 dem 

Strahlungsfluss Φ e ausgesetzt, dann 

definiert der Quotient beider Größen 

die Bestrahlungsstärke E e dieser 

Fläche. 

Das fotometrische 

Entfernungsgesetz 


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Mit und sowie folgt das fotometrische Entfernungsgesetz: 

Ε 

Φ e 

Φ 

e 

Δ 

= 2 

I ( ε) 

e e 

= ΔΩ 

= ⋅ cos ε 

1 2 

Δ A Δ Ω 

R 

2 

2 

1 

A 

Ε 

e 

= 

Ι 

e 

( ε) 

R 

2 

⋅ 

cos ε 

2 

Einheit: [ W / m² ] 

Die quadratische Abstandsabhängigkeit der Bestrahlungsstärke E e einer Fläche gilt streng genommen 

nur für punktförmige Strahlungsquellen. Für die praktische Handhabung nicht punktförmiger Quellen 

definiert man die sog. fotometrische Grenzentfernung r f ; sie beschreibt die mindestens einzuhaltende 

Entfernung zwischen Quelle und bestrahltem Objekt bei der ein relativer Fehler δ noch nicht 

überschritten wird: 

Fotometrische 

Grenzentfernung r f als 

Funktion des zulässigen 

prozentualen Fehlers δ 

δ in % 

r f / h 

0, 1 31, 6 

0, 5 14, 1 

1 9, 95 

Fotometrische 

Grenzentfernung 

r f 

= h ⋅ 

1 − δ 

δ 

5 4, 36 

10 3, 0 


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Die physikalischen Strahlungsgrößen im Überblick 

Raumwinkel Ω ( als Äquivalent zum ebenen Winkel α ) 

ist definiert als das Verhältnis eines beliebig umgrenzten 

Flächenstücks auf der Kugeloberfläche zum Quadrat des Kugelradius r; 

Einheit: Steradiant [ sr ]. 

Ω = 

A 

r 

K 

2 

Strahlungsfluss Φ e 

bezeichnet die insgesamt von einer Strahlungsquelle ausgesandte 

Strahlungsleistung; 

Einheit: Watt [ W ]. 

Φe 

Strahlungsstärke I e 

bezeichnet den auf den Raumwinkel Ω bezogenen Strahlungsfluss Φ e ; 

Einheit: Watt/Raumwinkel [ W / sr ]. 

Ι 

e 

= 

dΦ 

dΩ 

e 

Strahlungsmenge Q e (Strahlungsenergie) 

bezeichnet die von einer Strahlungsquelle abgestrahlte Energie; 

Einheit: Joule, [ 1J = 1Ws ]. 

Q 

e 

= ∫Φ 

e 

⋅dt 


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Licht - Teil des elektromagnetischen Strahlungsspektrums 

Licht, als sichtbar wahrgenommene Strahlung, nimmt einen schmalen Bereich im Spektrum 

elektromagnetischer Wellen ein. Dieses Wellenlängenspektrum reicht von 380 nm -780 nm. 

Für die Umwandlung der aufgenommenen 

Strahlung im Auge sind die farbtüchtigen Zapfen 

oder, bei nur geringer Helligkeit, die 

Schwarzweis vermittelnden Stäbchen der 

Netzhaut verantwortlich. 

Alle beleuchtungstechnischen Betrachtungen 

beziehen sich auf fotometrische Größen, die sich 

aus den physikalischen Strahlungsgrößen ableiten. 

Dazu wird die spektrale Strahlungsverteilung des 

Lichts X S (λ) mit der subjektiven Hellempfindung 

V(λ) resp. der Dunkelempfindung V‘(λ) 

“gewichtet“ und so den physiologischen 

Wahrnehmungen des Auges angepasst. 

X = C ⋅∫ XS( 

λ) 

⋅ V(λ) 

⋅dλ 

X 

X 

S 

( 

λ) 

∂ ( 

= 

S ) 

X 

∂λ 

fotometrische Größe 

spektrale Strahlungsgröße 

C = 680 lm / W Konstante 


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Spektrale Hellempfindlichkeit für Tages- und Nachtsehen 

nach CIE (1924/1951) 






Licht ist eine Erscheinung subjektiver Hell-Empfindung eines kleinen Intervalls im Spektrum 

elektromagnetischer Strahlung. 

Die Helligkeitsempfindlichkeit des Auges ist wellenlängenabhängig; sie hat ihr Maximum im Bereich 

gelb-grünen Lichts ( λ = 550 nm ). 

Die Helligkeitsempfindlichkeit beschreibt die Fähigkeit, Leuchtdichten strahlender Objekte 

wahrzunehmen und sie zu unterscheiden. 

Durch Adaption ist das Auge in der Lage, sich strahlenden Objekten in einem Leuchtdichtebereich 

von 1 : 100 . 10 9 anzupassen! 

Die Wahrnehmung strahlender Objekte wird im Wesentlichen bestimmt durch Größe und 

Unterschied ihrer Leuchtdichten zueinander, dem Kontrast. 


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Blendung und Glanz 

Ist die Wahrnehmung und Unterscheidbarkeit von Sehobjekten in Blickrichtung durch direktes und 

indirektes Fremdlicht gestört, dann spricht man von Blendung und Glanz. 

Blendung tritt auf, wenn der Winkel zwischen Seh-Objekt und Blendlichtquelle zu klein ist, 

störender Glanz, wenn Strahlungsanteile der Blendlichtquelle von der Oberfläche des Seh-Objektes 

reflektiert werden. 

Blendung und Glanz führen zu Wahrnehmungseinbußen im Auge. 


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Fotometrische Größen 

Messung: DIN 5032 – Teil 7 

Lichtstrom Φ: 

Die von einer Lichtquelle insgesamt abgestrahlte Lichtleistung 

Einheit: Lumen [ lm ] 

Lichtstärke I : 

Der in eine bestimmte Richtung abgegebene Lichtstrom 

Einheit: Candela [ cd ] 

Leuchtdichte L: 

Die auf die Einheit der strahlenden Fläche 

bezogene Lichtstärke 

Einheit: [ cd/m² ] 

Beleuchtungsstärke E: 

der senkrecht auf eine Kugelfläche von 1m² im Abstand 

von 1m auftreffende Lichtstrom einer Punktlichtquelle 

Einheit: Lux [ lx ] 


ΦNutz 

Ε = 

A 

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Fotometrische Größen der Einheitskugel 






Elektrische Leuchtmittel nach physikalischem Wirkungsprinzip 

Temperaturstrahler Entladungslampen Stromemission 

Glühlampe 

ohne Füllgas 

Krypton lampe 

ohne Kreisprozess 

Glühlampe 

mit Füllgas 

Halogenlampe 

mit Kreisprozess 

Niederdrucklampe 

Leuchtstofflampe 

Natriumdampflampe 

Hochdrucklampe 

Halogen-Metalldampflampe 

Quecksilberdampflampe 

LED 

Leuchtmittel 

Leuchtdichte 

in cd/cm² 

Mattierte Glühlampe 5 - 50 

Klare Glühlampe 100 - 200 

Lichtstärke- 

Hochdruck- 

Gasentladungslampe 

2 - 50 

Verteilungskurve (LVK) 

einer Glühlampe 

Leuchtstofflampe ab 2 

Φ = 1000 lm 

Kerzenflamme 0,75 

Größenordnung der Leuchtdichten 

ausgewählter Leuchtmittel 


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Licht und Farbe 

Die Farbwahrnehmung des Menschen bei lichtreflektierenden Objekten wird bestimmt von folgenden 

Aspekten: 

- der spektralen Zusammensetzung des auf das Objekt fallenden Lichts 

- der spektralen Zusammensetzung des vom Objekt reflektierten Lichts 

- der individuellen psychovisuellen Wahrnehmung des Betrachters 

Zur Charakterisierung der spezifischen Lichtfarbe eines Leuchtmittels verwendet man die 

Farbtemperatur T F , die sich aus dem Vergleich zur kontinuierlichen Temperaturstrahlung des 

Schwarzen Körpers ableitet; z. B. 

Glühlampe, warmweiß: 

Leuchtstofflampe, neutralweiß 

Leuchtstofflampe, tageslichtweiß 

T F ~ 2800 K 

T F ~ 4000 K 

T F ~ 6000 K 

Ein weiteres Merkmal zur Leuchtmittelspezifizierung ist der Farbwiedergabe-Index R a , der als 

Maßzahl die spektrale Zusammensetzung des Lichts bewertet. 

Farbwiedergabestufe 

Farbwiedergabeeigenschaft 

Farbwiedergabe- 

Index R a 

Beispiele 

1B /1A sehr gut 80 .... 89 / > 89 Dreibandenleuchtstofflampe / Glühlampe 

2B / 2A gut 60 .... 69 / 70 .... 79 Halogenmetalldampflampen / Leuchtstofflampen 

3 genügend 40 .... 59 Quecksilberdampf-Hochdrucklampen 

4 ungenügend 20 .... 39 Natrium-Hochdrucklampen 

Farbwiedergabe-Indizes nach DIN 5035 


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Lichtspektren verschiedener Leuchtmittel 

Glühlampe 

Dreibandenleuchtstofflampe 


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Lichtspektren verschiedener Leuchtmittel 

Halogen-Metalldampflampe 

LED 


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Lichtstärkesteuerung mittels Lichtlenkung: 

Lichtstärkesteuerung einer idealen 

Punktlichtquelle mit Rotationsparaboloid 

Beispiel: 

I 

Punktförmig strahlendes Leuchtmittel mit richtungsunabhängigem Lichtstrom Φ Lp = 1256 lm. 

Für die konstante Lichtstärke der Punktlichtquelle gilt dann: 

Φ 

= 

Ω 

Φ 

A 

R² 

1256 lm 1256 lm 

= = 

4π sr 12,56 sr 

Lp Lp 

Punkt 

= 

= 

Kugel 

100 cd 

Die Positionierung des Leuchtmittels im Brennpunkt eines Reflektors führt zur Verkleinerung 

des Raumwinkels durch Lenkung des Lichtstroms. 

Annahme: Ω Reflektor = Ω . Kugel 10 -3 

Φ Φ 

3 

10 1256 103 

LP LP ⋅ ⋅ lm 

= = = 

10 cd 

I 

5 

Reflektor = 

ΩReflektor 

Kugel 4π sr 


A 

R² 

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Lichtausbeute η eines Leuchtmittels: 

Bezeichnet das Verhältnis von insgesamt abgestrahltem Lichtstrom zu aufgenommener elektrischer 

Leistung 

η = 

Φ 

P 

Lp 

elt 

Einheit: [η] = 1 lm/W 

Beispiele: 

Leuchtstofflampe: P elt : 58 W + 11 Watt (Vorschaltgerät) Lichtstrom Φ Lp = 4000 lm 

η = 59 lm/W 

Glühlampe: P elt : 60 W Lichtstrom Φ Lp = 750 lm 

η = 12,5 lm/W 

Empfohlene Nennbeleuchtungsstärken nach Raumarten ( DIN 5035 ) 

Arbeitsplatz mit sehr hohen Sehanforderungen 

1000 lx 

Großraumbüros, 

Arbeitsplätze mit hohen Sehanforderungen 

750 lx 

Büroräume, Unterrichtsräume 500 lx Sitzungszimmer 300 lx 

Räume mit Publikumsverkehr, 

Kantinen, Versand 

200 lx 

Lagerräume für großteiliges Lagergut, 

Verkehrswege für Personen 

50 lx 


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Leuchten 

Geräte, die der Verteilung, Filterung und Umformung des Lichts der Leuchtmittel dienen, diese 

bedarfsgerecht schützen und befestigen. 

Für Beleuchtungszwecke wird unterschieden nach: 

Leuchtmittelart: 

Leuchtentypen: 

Glühlampe / Entladungslampe / LED 

Freistrahlende Leuchten für Nebenräume (hohe Direktblendung) 

Industrie-Reflektorleuchten für Lichtbandsysteme: weiße oder verspiegelte Reflektoren 

Wannenleuchten 

Rasterleuten: Möglichkeit der Lichtlenkung / geringe Direktblendung 

Hallen-Reflektorleuchten (für Hochdruckentladungslampen) 

Lichtband – und Lichtrohrsysteme (Pendelsystem): Zonen mit Publikumsverkehr 

Leuchten für Kompaktleuchtstofflampen: Ersatz für Glühlampen 

Punktförmige Strahler: Halogen-Niedervolt- und Halogen-Metalldampflampen 

Leuchten als Arbeitsplatzlampe 

Scheinwerfer für Sportplätze, Straßen und Plätze, Anstrahlung von Gebäuden 


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Leuchten 

Bauart: 

offen / geschlossen 

reflektierende-transmittierende-absorbierende Materialarten – und formen 

Reflexion und Absorption verschiedener Materialien 


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Leuchten 

Befestigungsort (innen): 

- Einzelplatzbeleuchtung: ermüdungsfreies Arbeiten bei anspruchsvollen Sehaufgaben 

- arbeitsplatzorientierte Beleuchtung: bevorzugte Ausleuchtung bestimmter Arbeitsbereiche 

- Allgemeinbeleuchtung: gleichmäßige Raumausleuchtung 

Sicherheitstechnische Anforderungen für Mensch, Tier und Sachen: 

- Vermeidung gefährlicher Körperströme (VDE 0100): Schutzklassen 0, I, II und III 

- Schutzarten gegen äußere mechanische Beeinflussung (IEC DIN 40050): IP – Schutzsystem 

- Montage- Materialeinschränkungen: Brandschutzzeichen und Symbole auf der Leuchte 


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Leuchten 

Klassifizierung der Lichtstromverteilung: nach Kennbuchstaben (DIN 5040) 


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Leuchten 

Klassifizierung der Lichtstromverteilung: nach Kennziffern 

Beispiel: Herstellerangabe der Leuchtenkennung: A 51 

Kennbuchstabe A: Direkt strahlende Leuchte 

1. Kennziffer 5: Nutzlichtstromanteil Φ Nu = 61 % - 70 % 

2. Kennziffer 2: Nutzlichtstromanteil Φ No = 0 % - 50 % 


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Leuchten 

Lichtstärkeverteilungskurven (LVK) verschiedener Leuchtentypen 

normiert auf einen Lichtstrom von Φn = 1000 lm 

Typ A: 

Reflektorleuchte mit 

weißen, blanken oder 

mattierten 

Reflektorflächen 

Typ B: 

Wannenleuchte 

Typ C: 

Nach oben und 

unten offene 

Rasterleuchte mit 

Pendelaufhängung 

Typ E: 

Pendelleuchte 

oder Standleuchte 


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Beleuchtungsplanung 

Der erste Planungsschritt für die Dimensionierung einer Beleuchtungsanlage nach Leuchtenart und 

Anzahl der notwendigen Leuchtmittel ist die Festlegung ausreichender Beleuchtungsstärken auf den 

Nutzebenen. 

In Normen und Richtlinien sind diese näher beschrieben. 

So gilt für 

Innenräume: DIN 5035 und Arbeitsstättenrichtlinie ASR 7/3 

Straßen: DIN 5044 

Sportstätten: DIN EN 12193 

Maßgebend für die sich auf der Nutzebene einstellende Beleuchtungsstärke ist der von den 

Leuchtmitteln ausgesendete Lichtstrom Φ Lp , der unter dem Einfluss der Reflexionsverluste in den 

Leuchten und den physikalischen Bedingungen der Umgebung als Nutzlichtstrom Φ N wirkt. 

Vom Leuchtmittel-Lichtstrom zum Nutzlichtstrom 


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Beleuchtungsplanung 

Die gesamten Lichtverluste einer Beleuchtungsanlage werden mit dem Beleuchtungswirkungsgrad η B 

ausgedrückt; er beschreibt den lichttechnischen Gesamtwirkungsgrad der Anlage. 

Der Beleuchtungswirkungsgrad η B ist das Produkt aus Leuchtenbetriebswirkungsgrad η LB 

Wirkungsgrads η R . 

und Raum- 

Es gilt: 

Φ Φ 

η LΒ Ν 

Β 

= η ⋅ η = ⋅ = 

LΒ R Φ 

Lp 

Φ 

LB 

Φ Ν 

Φ 

Lp 

Der für die Beleuchtung einer Innenraum-Nutzebene notwendige Lichtstrom Φ N berechnet sich 

unter Berücksichtigung des Beleuchtungswirkungsgrades η B und eines Planungsfaktors p für Alterung 

und Verschmutzung der Anlage zu: 

Φ 

N 

= 

E⋅A⋅p 

η 

B 

Φ N 

E 

A 

η B 

p 

Nutzlichtstrom [in lm]; 

Beleuchtungsstärke auf der Nutzebene [in lx] 

Fläche der Nutzebene [in m²] 

Beleuchtungswirkungsgrad nach Herstellerkatalog 

Planungsfaktor nach EN 12464 (Alterung,Verschmutzung) 

Zur adäquaten Beleuchtungsausstattung in Innenräumen stellen die Leuchtenhersteller 

standardisierte Tabellen zur Verfügung oder bieten, bei komplexeren Aufgabenstellungen, 

Softwarelösungen zur praktikablen Bestimmung des Raumwirkungsgrades η R oder des 

Betriebswirkungsgrades η B . 

Zwei Verfahren finden in der Praxis häufige Anwendung: 

- die Punktbeleuchtungsmethode 

- die Wirkungsgradmethode 


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Beleuchtungsplanung für Innenräume 

Gütemerkmale 

Basis: DIN-Norm 5035: 

Beleuchtung mit künstlichem 

Licht 

Schattigkeit 

Lichtrichtung 

Harmonische 

Helligkeitsverteilung 

Gütemerkmale 

einer 

Beleuchtungsprojektion 

Lichtfarbe 

Beleuchtungsniveau 

Blendungsbegrenzung 

Farbwiedergabe 


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Punktbeleuchtungsmethode 

Mit der Punktbeleuchtungsmethode wird nur der Direktanteil der Beleuchtungsstärke E für einen 

Raumpunkt P berechnet; zusätzliche Beiträge durch Reflektion in Innenräumen werden nicht erfasst. 

Für dunkle Räume bei direkt strahlenden Leuchten liefert diese Methode gute Ergebnisse. 

Zur Bestimmung der Beleuchtungsstärke in einem Punkt P gilt bei bekannter Lichtstärke I α einer 

Lichtquelle unter Beachtung der fotometrischen Grenzentfernung: 

E 

= 

Iα 

r ² 

I α Lichtstärke in Ausstrahlungsrichtung [in cd] 

E Beleuchtungsstärke [in lx] 

r Abstand zum Punkt P [in m] 

h Aufhängehöhe über der Ebene [in m] 

Dann gilt mit 

E h 

= 

E 

⋅ cos α 

für die horizontale Beleuchtungsstärke in P: 

Punktbeleuchtung 

E 

h 

= 

I 

α 

⋅ 

cos³α 

h² 


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Punktbeleuchtungsmethode: Beispiel 

Anforderung: Ausleuchtung eines Verkehrsweges für Personen 

Minimale Beleuchtungsstärke nach DIN 5035 E hmin = 50 lx 

Aufhängehöhe der Leuchten über Fußboden 

Breite des Verkehrsweges 

Ausrichtung des Lichtbandes in Längsrichtung 

Gewählt: Reflektor- Lichtbandleuchte A61 

Lichtstrom der Leuchtstofflampe Φ LB 

h = 5,0 m 

x = 3,0 m 

mittig 

= 5200 lm 

Mit: 

und 

folgt aus der LVK: 

I cos³(γ 

E E 

α ⋅ ) 

hmin ≤ h = 

h² 

x 

γ = arctan( ) = arctan(0,30) = 16,7° 

2h 

I α 

' = 300cd 

I 

I' α ⋅5200lm 

1000lm 

α = 

= 

1560 cd 

γ =16,7° 

LVK einer 

Reflektor-Lichtbandleuchte Typ A61 

Die horizontale 

Beleuchtungsstärke E h 

berechnet sich zu: 


1560 cd ⋅ cos³ (16,7°) 

Eh min ≤ Eh 

= 

= 55 lx 

25 m² 

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Wirkungsgradmethode 

In Innenräumen tragen die an den Raumbegrenzungsflächen reflektierten Lichtströme neben der 

Direktstrahlung der Leuchten ebenfalls zur Beleuchtungsstärke bei; dieses berücksichtigt der 

Raumwirkungsgrad η R. Durch Überlagerung von direkter und reflektierender Strahlung auf der 

Nutzebene kann der Raumwirkungsgrad auch Werte über Eins annehmen. 

Der Raumwirkungsgrad η R wird bestimmt von: 

- Leuchtenart (Klassifikation nach Lichtstromverteilung und Leuchtenbetriebswirkungsgrad η LB ) 

- Raumindex k 

- örtlichen Reflexionsverhältnissen ρ der Raumflächen. 

Der Raumindex k erfasst die geometrischen Verhältnisse der Ausleuchtung: 

k 

= 

a ⋅ b 

h ⋅(a 

+ b) 

a 

b 

h 

Raumlänge 

Raumbreite 

Aufhängehöhe der Leuchte(n) über der Nutzebene 

Bei unterschiedlichen Reflektionsverhältnissen der umgebenden Wände wird der mittlere 

Reflektionsgrad ρ W durch Gewichtung der Teilflächen ermittelt: 


ρ = 

W 

∑ 

∑ 

- 28 - 

(ρiW 

⋅ AiW ) 

(AiW 

) 







Wirkungsgradmethode: 1. Beispiel: Bestimmung des Raumwirkungsgrades η R 

Gegeben: Lampentyp A 42 - breitstrahlende, deckenbündige Leuchte 

Raumdatendaten: 

Grundriss Länge a = 10 m; Breite b = 5 m Deckenhöhe h = 4 m 

Höhe der Nutzfläche 

h = 0,80 m 

Reflektionsgrad Decke: ρ D = 0,8 Wände ρ W = 0,5 Boden: ρ B = 0,3 

Lösung: 

a ⋅ b 10 m ⋅5 m 50 

k = = 

= = 1,04 

h ⋅(a 

+ b) 3,2 m ⋅(10 m + 5 m) 48 

Raumwirkungsgrad η R = 0,47 

Leuchtentyp 

A42 

Decke 0,8 0,5 0,8 0,5 0,3 

Wände 0,8 0,5 0,3 0,5 0,3 0,8 0,5 0,3 0,5 0,3 0,3 

Boden 0,3 0,1 

Raumindex k 

Raumwirkungsgrad η R 

0,6 0,53 0,27 0,22 0,27 0,21 0,51 0,27 0,22 0,26 0,21 0,20 

1,0 0,75 0,47 0,39 0,43 0,36 0,69 0,46 0,38 0,42 0,36 0,34 

1,5 0,88 0,61 0,52 0,55 0,49 0,80 0,59 0,51 0,54 0,47 0,45 

2,0 0,96 0,72 0,63 0,64 0,58 0,86 0,67 0,60 0,61 0,56 0,52 

3,0 1,05 0,85 0,76 0,74 0,68 0,92 0,77 0,71 0,69 0,65 0,60 

5,0 1,12 0,97 0,89 0,83 0,78 0,96 0,86 0,61 0,76 0,73 0,68 


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Wirkungsgradmethode: 2. Beispiel: Büroraumausstattung (1) 

Für ein Großraumbüro ist eine Beleuchtungsplanung durchzuführen. Es sind Spiegelrasterleuchten für 

den Deckenunterbau vorzusehen, die je zwei Leuchtstoffröhren des Typs 58 W/840 aufnehmen. 

Raumtopologie: 

Höhe der Arbeitsebene h N = 0,8 m 

Raumlänge a = 26 m Raumbreite b = 17 m Raumhöhe h R = 3,4 m 

Reflektionsgrade der Wände 

Decke ρ D = 0,7 

lange Innenwand ρ W = 0,7 

lange Fensterwand ρ W = 0,2 

kurze Wand ρ W = 0,5 

kurze Wand ρ W = 0,5 

Boden ρ B = 0,2 

Gewählt wird der Leuchtentyp A 50 

Leuchtmittellichtstrom einer einzelnen Leuchtstoffröhre ( T8: φ 26mm ) 

Φ LB = 5200 lm 

Leuchtenbetriebswirkungsgrad nach Herstellerangaben η LB = 0,65 

Beleuchtungsstärke für hohe Sehanforderungen 

E h = 750 lx 

Planungsfaktor für Alterung und Verschmutzung p = 1,25 


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Leuchtentyp 

nach 

DIN 5040 

Decke ρ D 0,8 0,8 0,7 0,7 0,5 0,5 0,3 0,3 0,1 0 

Wände ρ W 0,5 0,5 0,5 0,3 0,5 0,3 0,3 0,1 0,5 0 

Boden ρ B 0,3 0,1 0,2 0,1 0,3 0,1 0,1 0,1 0,2 0 

Raumindex k 


0,6 0,55 0,52 0,53 0,45 0,52 0,44 0,44 0,40 0,49 0,38 

0,8 0,68 0,64 0,65 0,57 0,65 0,57 0,56 0,52 0,61 0,50 

1,0 0,77 0,71 0,73 0,65 0,73 0,64 0,63 0,60 0,68 0,58 

A 50 

1,25 0,87 0,80 0,82 0,74 0,82 0,73 0,72 0,68 0,75 0,67 

1,5 0,94 0,85 0,88 0,79 0,88 0,78 0,77 0,74 0,81 0,72 

2,0 1,01 0,90 0,94 0,85 0,94 0,84 0,83 0,80 0,85 0,78 

2,5 1,07 0,94 0,99 0,90 0,99 0,89 0,87 0,85 0,89 0,83 

3,0 1,11 0,98 1,02 0,94 1,03 0,92 0,91 0,89 0,92 0,87 

4,0 1,15 1,00 1,05 0,96 1,06 0,95 0,93 0,92 0,94 0,89 

5,0 1,19 1,02 1,07 0,99 1,08 0,97 0,95 0,94 0,96 0,92 

Raumwirkungsgradtabelle des Herstellers 


- 31 - 








Tabellarische Beleuchtungsplanung (1) 

Objekt 

Großraumbüro 

Leuchte 

Typ: 

Spiegelraster- Deckenleuchte 

Lichtstärke-Verteilung Typ: A 50 

Betriebswirkungsgrad η LB = 0,65 

Leuchtmittel 

Lichtstrom (lm) 

Elektr. Leistung (W) 

5200 lm 

58W 

Anzahl der 

Leuchtmittel 

z = 2 

Nennbeleuchtungsstärke 

(lx) 

E h = 750 lx 

Nutzhöhe (m) 

h N = 0,8 m 

Länge a = 26 m Raumfläche (m²) A = 442 m² 

Raumabmessungen 

Breite b = 17 m Aufhängehöhe h (m) h= h R -h N = 3,4 m – 0,8 m = 2,6 m 

Höhe 

h R = 3,4 m 

a⋅b 

26 m⋅17 m 442,0 

k = k = 

= = 3,95 

Raumindex k h ⋅(a+ 

b) 

2,6 m ⋅(26 m+ 

17 m) 111,8 

gewählt k = 4,0 


- 32 - 








Tabellarische Beleuchtungsplanung (2) 

Objekt 

Großraumbüro 


der Wände ρ W Kurze Wand 0,5 3,4 17 57,8 28,90 

Wand-Teilfläche Reflexionsgrad ρ iW Höhe h iR (m) Länge l i (m) Fläche A iW (m²) ρ iw x A iW (m²) 

Lange Wand 0,7 3,4 26 88,4 61, 88 

Fensterwand 0,2 3,4 26 88,4 17,68 

mittlerer Reflexionsgrad 

Kurze Wand 0,5 3,4 17 57,8 28,90 

ρ 

W 

∑ 

∑ 

Reflexionsgrad 

der Decke ρ D 

ρ D = 0,7 

Raumwirkungsgrad η R nach Herstellertabelle: η R = 1,05 

Planungsfaktor p = 1,25 

(ρiW 

⋅ AiW ) 

137,36 

= ρ 0,47 

(AiW 

) 

W 

= = 

292,4 

Σ (A iW ) = 292,4 Σ (ρ iw x A iW ) = 137,36 

gewählt ρ w = 0,5 

Reflexionsgrad 

des Bodens ρ B 

ρ B = 0,2 

Beleuchtungswirkungsgrad 

η B 

η B = η R X η LB = 1,05 x 0,65 = 0,68 

Erforderlicher 

Gesamtlichtstrom 

E h ⋅A⋅p 

Φ ges = 

η 

B 

750 lx ⋅442 m² ⋅1,25 

Φ ges = 

= 609375 lm 

0,68 

Notwendige 

Leuchtmittelzahl 

Notwendige 

Leuchtenzahl 

Φges 

609375 lm 

nLA = = 

= 117,19gewählt n = 118 

Φ0 

5200 lm 

n 

n = LA 

z 

118 = = 

2 

59 

gewählt n = 60 


- 33 -

17:35, 11. Aug. 2010 - Zentrum fÃƒÂ¼r Didaktik der Technik - Leibniz ...

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