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Der aktuelle Film "Bulb Fiction" über Energiesparlampen betreibt Panikmache – ein Artikel über Quecksilber in Lampen und eine Kritik des Films klären die Fakten.
Dieser Artikel lädt ein, Ansichten über die chinesischen CO2-Emissionen sowie über unsere Beiträge zum Klimaschutz zu überdenken.
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Definition: die Versorgung von Räumen oder Gegenständen mit (meist künstlichem) Licht
Es gibt einen großen Bedarf für die Beleuchtung insbesondere von Gebäuden, vor allem von Wohn- und Arbeitsräumen. Meist wird die Beleuchtung nur zu bestimmten Tageszeiten oder dunklen Wetterlagen benötigt, aber in manchen Gebäuden auch zu allen Zeiten der Benutzung der Räume. In Haushalten werden ungefähr 20 % der elektrischen Energie zur Beleuchtung verwendet.
In aller Regel wird Licht mit diversen Leuchtmitteln in den Gebäuden künstlich erzeugt. Da Licht eine Form von Energie ist, bedeutet die Lichterzeugung die Umwandlung anderer Energieformen – in aller Regel von elektrischer Energie in Licht. Es entsteht also ein gewisser Aufwand an Primärenergie, dessen Bereitstellung wiederum mit gewissen Umweltbelastungen verbunden ist. Deswegen und wegen der Betriebskosten ist eine möglichst hohe Energieeffizienz der Beleuchtung wünschenswert. Weitere Gründe sind die unerwünschte Wärmeentwicklung von Leuchtmitteln (besonders an heißen Tagen) sowie das Problem der Lichtverschmutzung im Freien, das Folge eines ineffizienten Lichteinsatzes ist.
Die heute dominierenden Leuchtmittel werden im Folgenden kurz aufgezählt und in spezifischeren Artikeln genauer diskutiert:
Die Energieeffizienz einer Beleuchtung hängt von einer ganzen Reihe von Faktoren ab:
Es kommt also bei weitem nicht nur auf effiziente Leuchtmittel an. Wegen der vielen entscheidenden Faktoren unterscheiden sich verschiedene Beleuchtungsinstallation enorm in ihrer Gesamteffizienz. Ein Wohnzimmer kann z. B. mit einer Leuchtstofflampe indirekt und zusätzlich mit einer Stehlampe mit Energiesparlampe beleuchtet werden, so dass insgesamt nicht mehr als 80 W benötigt werden. Dasselbe Zimmer könnte mit zwei Halogen-Deckenstrahlern oder einer größeren Anzahl von kleineren Halogenlampen beleuchtet werden (evtl. noch mit starken Blendeffekten und Schatten) mit einem Aufwand von vielen hundert Watt. Der entstehende Mehrverbrauch in den Abendstunden kann durchaus mehr als 20 % des gesamten Verbrauchs eines ansonsten sparsamen Haushalts ausmachen.
Meist erfolgt zunächst eine Grundbeleuchtung. Hierfür wird das Licht in möglichst diffuser Form in den Raum eingebracht, wobei die Reflexion und Streuung an Wänden, Decken und anderen Gegenständen für die Lichtverteilung sehr wichtig ist. Der Raum soll einigermaßen gleichmäßig ausgeleuchtet werden, und es sollen möglichst wenig Schatten und Blendungen entstehen.
Zusätzlich (oder in manchen Fällen ausschließlich) kann eine gezielte Beleuchtung bestimmte Stellen aufhellen, z. B. Büroarbeitsplätze, Leseecken oder dekorative Raumelemente.
Die benötigte Lichtmenge für die Grundbeleuchtung ist meist dominierend. Hier kommt es deswegen am meisten auf eine hohe Effizienz an, und Leuchtstofflampen sind dafür auch wegen ihrer diffusen (blendfreien) Abstrahlung sehr geeignet. Für die gezielte Beleuchtung einer Leseecke kann dagegen eine kleine Halogenlampe mit z. B. 20 W elektrischer Leistung durchaus angemessen sein. Zukünftig werden noch sparsamere LED-Leuchten solche Aufgaben übernehmen.
Vor allem die Grundbeleuchtung kann auch als indirekte Beleuchtung realisiert werden. Hier wird z. B. die Raumdecke angestrahlt, und durch die Streuung des Lichts an der Decke in alle Richtungen wird der Raum gleichmäßig beleuchtet. Das Leuchtmittel selbst kann “versteckt” sein, z. B. hinter einer Zierleiste an der Wand oder auf einem Regalbrett. Leuchtstofflampen mit ihrer langen, aber schmalen Form sind hierfür gut geeignet. Ihre Rundum-Abstrahlung macht es freilich nicht ganz leicht, das erzeugte Licht effizient in den Raum zu bringen. Neue LED-Bänder machen dies einfacher.
Die Anforderungen an gutes Licht sind komplex, und viele Pauschalurteile basieren auf ungenügendem Verständnis dieser Anforderungen und der Eigenschaften von Leuchtmitteln:
Offenkundig ist eine angemessene Helligkeit wichtig. Die benötigte Helligkeit, gemessen in Lux, hängt stark von der Anwendung ab; so braucht man z. B. zum Fernsehen im Wohnzimmer viel weniger Licht (z. B. 100 oder 200 Lux) als zum Lesen (z. B. 500 Lux). Selbst zum Lesen genügt eine weitaus geringere Beleuchtungsstärke, als sie im prallen Sonnenlicht (rund 100 000 Lux) auftritt, da sich das Auge durch Anpassung der Größe der Pupillenöffnung in einem weiten Bereich auf die Umgebungshelligkeit einstellt. Das schärfste und bequemste Sehen ist möglich bei einer mittleren Beleuchtungsstärke, für die sich die Pupillen der Augen noch nicht allzu weit schließen müssen.
Sehr unangenehm können Blendwirkungen sein, wie sie besonders von in den Raum gerichteten Strahlern (besonders Halogenstrahlern) ausgehen. Wenn sich am Arbeitsplatz solche Lampen in Bildschirmen spiegeln, kann dies leicht zu Kopfschmerzen führen und somit die Gesundheit wie auch die Arbeitsproduktivität beeinträchtigen. So wird klar, dass grundsätzlich Strahler (gleich mit welchem Leuchtmittel) wenig geeignet sind für die Grundbeleuchtung von Räumen (höchstens indirekt durch Anstrahlen einer Wand oder Decke). Dagegen sind sie gut geeignet für die gezielte Beleuchtung z. B. eines Sitzplatzes zum Lesen.
Weißes Licht ist ein Gemisch von Licht unterschiedlicher Farben, von rot über orange, gelb und grün bis zu blau und violett. Ein Spektrum ist die Darstellung der Verteilung der gesamten Lichtleistung auf verschiedene Wellenlängen, die den genannten Farben entsprechen. Je nach Mischung der Farbanteile ergeben sich unterschiedliche Weißtöne:
Lichtquellen mit stark strukturiertem (statt gleichmäßig kontinuierlichem) Spektrum können die Beurteilung der Farbtöne von Gegenständen verfälschen. Deswegen sind z. B. gewöhnliche Leuchtstofflampen für ein Modegeschäft oder gar ein Künstleratelier wenig geeignet. In einem Büro dagegen dürften solche Details kaum bedeutsam sein. Generell ist zu beachten, dass das Gehirn dazu tendiert, den Farbeindruck z. B. von großen Wänden quasi auf “weiß” zu kalibrieren, selbst wenn das Lichtspektrum erheblich von dem des Tageslichts abweicht; das Auge gewöhnt sich sozusagen schnell an eine gewisse Lichtumgebung, so dass ein nicht ganz natürliches Spektrum der Beleuchtung kaum wahrgenommen werden kann.
Das Lichtspektrum hat auch gesundheitliche Wirkungen. Insbesondere erhöht ein hoher Blauanteil (wie bei der Mittagssonne) die Wachheit. Dies ist z. B. beim Arbeiten und Lesen erwünscht und sinnvoll, nicht jedoch in den Stunden vor dem Schlafengehen: Der Blauanteil des Lichts unterdrückt die Melatoninproduktion im Körper und kann deswegen den Schlaf beeinträchtigen. Umgekehrt führt ein zu geringer Blauanteil in einem Büro zu vorzeitiger Ermüdung und Mattheit. Welches Lichtspektrum gesünder ist, hängt also von der Anwendung und der Tageszeit ab; pauschale Urteile über angeblich gesundheitsschädliches Licht von bestimmten Leuchtmitteln sind nicht gerechtfertigt. Ideal wären Leuchten, deren Spektrum sich einstellen lässt. Technisch möglich ist dies insbesondere bei Leuchtdioden, und es wird teils auch bereits praktiziert. Es wäre sogar möglich, das Lichtspektrum (und nicht nur die Helligkeit) z. B. in einem Wohnraum automatisch gesteuert der Tageszeit anzupassen.
Siehe auch: Glühlampe, Halogenlampe, Leuchtstofflampe, Tageslichtlampe, Energiesparlampe, Leuchtdiode, Sonnenschutz