RP-Energie-Lexikon
fachlich fundiert, unabhängig von Lobby-Interessen
www.energie-lexikon.info

Glühlampe

Definition: ein einfaches elektrisches Leuchtmittel, basierend auf der Glühemission eines heißen Drahts

Englisch: incandescent lamp

Kategorien: Haustechnik, Licht und Beleuchtung

Autor:

Wie man zitiert; zusätzliche Literatur vorschlagen

Ursprüngliche Erstellung: 24.05.2010; letzte Änderung: 12.09.2019

Glühlampe
Abbildung 1: Haushaltsglühlampen mit E14-Sockel (links und mitte) und E27-Sockel (rechts).

Eine Glühlampe (oder Glühbirne) ist ein einfaches Leuchtmittel, in dem Licht durch Glühemission eines elektrisch aufgeheizten Glühdrahts erzeugt wird. Der Glühdraht (Glühfaden) wird heute praktisch immer aus Wolfram gefertigt und bei einer Temperatur von ca. 2500 bis 3000 °C betrieben. Der Glühdraht befindet sich in einem Glaskolben, der entweder luftleer ist oder ein Schutzgas (z. B. ein Edelgas wie Krypton) mit geringem Druck enthält.

Die Halogenlampe ist ein spezieller Typ von Glühlampe, der mit höherer Temperatur des Glühfadens betrieben werden kann und dadurch deutlich effizienter ist.

In der Regel wird eine Glühlampe in einer Leuchte über einen Schraubsockel befestigt, der auch den elektrischen Kontakt herstellt. In Europa sind die größeren E27-Sockel und die kleineren E14-Sockel für Anwendungen im Haushalt am gebräuchlichsten.

Glühlampen waren einst das absolut dominierende Leuchtmittel, werden aber vor allem wegen ihrer geringen Energieeffizienz zunehmend durch andere Leuchtmittel ersetzt, insbesondere durch Leuchtstofflampen (Fluoreszenzlampen) – oft auch in kompakter, den Glühlampen eher ähnelnden Form mit Schraubsockel als Energiesparlampen. Außerdem kommen immer mehr LED-Lampen (Leuchtdioden) zum Einsatz.

Leistung und Effizienz von Glühlampen

Auf dem Glaskolben einer Glühlampe ist meistens eine Leistung in Watt angegeben. Diese Angabe bezieht sich nicht auf die abgegebene Lichtleistung, sondern auf die aufgenommene elektrische Leistung (Stromaufnahme). Der Wirkungsgrad einer Glühlampe liegt in der Regel bei nur ca. 5 %, was bedeutet, dass z. B. eine 100-Watt-Glühlampe nur ca. 5 W Licht abgibt. (Bei kleinen Glühlämpchen und bei Signallampen kann der Wirkungsgrad sogar noch deutlich tiefer liegen.) Der Großteil der restlichen 95 W entweicht als Wärmestrahlung, d. h. als unsichtbares Infrarotlicht. Das ist die praktisch unvermeidbare Folge des Funktionsprinzips: Ein heißer Körper strahlt eben nicht nur sichtbares Licht, sondern vor allem auch Infrarotlicht ab. Eine höhere Temperatur des Glühfadens ist sehr günstig für die Effizienz, verringert jedoch die Lebensdauer (siehe unten). Es muss also je nach Anwendung ein Kompromiss zwischen langer Lebensdauer und guter Lichtausbeute gefunden werden.

Eine aussagekräftigere Angabe der Lichtausbeute ist in Lumen pro Watt (lm/W). Kleine 230-V-Haushaltsglühlampen (z. B. 25 W) erreichen Werte von ca. 9 lm/W, stärkere Lampen (z. B. 100 W) etwas höhere Werte von rund 13 lm/W. Kleinere Glühlampen sowie langlebigere Signalglühlampen sind noch deutlich weniger effizient. Andererseits können Lampen höherer Leistung bei kleinerer Betriebsspannung (z. B. 110 V oder gar 12 V) deutlich effizienter sein, weil der dann dickere Glühfaden höhere Temperaturen verkraften kann.

Es gibt Ansätze, um die niedrige Energieeffizienz von Glühlampen etwas aufzubessern. Der bekannteste ist der der Halogenlampe, bei der es ein physikalisch-chemischer Trick ermöglicht, die Temperatur des Glühdrahts zu erhöhen, so dass ein größerer Anteil der abgegebenen Strahlung im sichtbaren Bereich liegt. Ein anderer Ansatz ist es, den Glaskolbem mit einer Beschichtung zu versehen, die das sichtbare Licht gut durchlässt, einen guten Teil der Infrarotstrahlung aber reflektiert, so dass die Heizleistung des Glühdrahts etwas reduziert werden kann. Dieses Prinzip kommt aber bisher nur in gewissen Spezialglühlampen (IRC-Halogenlampen) zum Einsatz.

Der Betrieb einer 100-Watt-Glühbirne führt dem Raum eine Heizleistung von 100 W zu (außer wenn ein Teil der Strahlung z. B. über ein Fenster entweicht). In der Heizperiode ist diese Wärme nutzbar als Unterstützung für die Heizungsanlage. Allerdings handelt es sich erstens um eine naturgemäß teure und wenig energieeffiziente Elektroheizung, und andererseits kann der Wärmeeintrag im Sommer nutzlos oder sogar unerwünscht sein. In Räumen, die mit einer Klimaanlage gekühlt werden, kann sogar ein erheblicher zusätzlicher Energieaufwand für die Kühlung entstehen.

Besonders nachteilig ist die niedrige Effizienz von Glühlampen bei batteriebetriebenen Geräten wie z. B. Taschenlampen. Deswegen werden sie besonders dort bereits weitestgehend durch Leuchtdioden ersetzt werden.

Lebensdauer von Glühlampen

Haushaltsglühlampen haben typischerweise eine Lebensdauer von rund 1000 Stunden. Diese kann weiter verkürzt werden, wenn eine Lampe häufig ein- und ausgeschaltet oder mit erhöhter Spannung betrieben werden.

Es ist ohne Weiteres möglich, Glühlampen mit wesentlich höherer Lebensdauer von mehreren tausend Stunden herzustellen. Dies erfordert jedoch eine reduzierte Temperatur des Glühfadens, und hierdurch wird die Lichtausbeute bzw. Effizienz weiter vermindert. Deswegen wird dieses Prinzip nur für bestimmte Zwecke, etwa für sicherheitsrelevante Signallampen, eingesetzt. Umgekehrt können z. B. Projektorlampen mit heißerem Glühdraht betrieben werden, was die Lichtausbeute und Brillianz auf Kosten der Lebensdauer erhöht.

Es kursieren Gerüchte, die Lampenhersteller hätten sich in einem Kartell verschworen, keine längerlebigen Glühlampen herzustellen, um mehr Lampen verkaufen zu können. Eine entsprechende Absprache gab es in 1924 bis mindestens 1942 tatsächlich, jedoch ist diese auch im Lichte des oben genannten Kompromisses zwischen Lichtausbeute und Lebensdauer zu sehen. Die Verbraucher können diesen Kompromiss selbst in Richtung höherer Lebensdauer bei reduzierter Lichtausbeute verschieben, indem sie Dimmer verwenden (siehe unten). Für bestimmte Anwendungen gibt es auch Signallampen mit Lebensdauer von z. T. über 10 000 Stunden, jedoch mit miserabler Lichtausbeute. Deswegen und nicht wegen eines Kartells sind diese Lampen für allgemeine Beleuchtungszwecke nicht zugelassen.

Die ebenfalls kursierende Behauptung, die vom deutschen Erfinder Dieter Binninger entwickelte “Ewigkeitsglühlampe” habe eine extrem lange Lebensdauer mit guter Lichtausbeute verbinden können, ist unbelegt, und die in Binningers Patent gemachten Behauptungen sind physikalisch nicht nachvollziehbar. Es ist davon auszugehen, dass so eine Lampe genau deswegen von niemandem hergestellt wird, weil es technisch unmöglich ist.

Dimmen von Glühlampen

Eine Glühlampe kann ohne Weiteres auch mit reduzierter Helligkeit betrieben werden, wenn die zugeführte elektrische Leistung mit einem Dimmer reduziert wird, so dass die Temperatur des Glühfadens etwas weniger hoch wird. Als Nebenwirkungen dieser Temperaturabsenkung wird einerseits der Farbton etwas zum rötlichen Bereich verschoben (was als entspannend empfunden wird), und andererseits sinkt die Energieeffizienz noch weiter ab. Das Dimmen ist also ziemlich untauglich als Maßnahme zum Energiesparen; stattdessen sollte lieber die Anzahl von Glühlampen reduziert werden, oder man kann schwächere Glühlampen einsetzen.

Ein Vorteil von Dimmern ist die Möglichkeit, Glühlampen schonender einzuschalten.

Glühlampe
Abbildung 2: Eine kleine 15-Watt-Glühlampe, die bereits durchgebrannt ist. Der Glaskolben ist durch vom Glühfaden verdampftes Metall erkennbar abgedunkelt.

Vor- und Nachteile von Glühlampen

Glühlampen haben eine Reihe von Vorteilen gegenüber anderen Leuchtmitteln:

  • Sie sind die wohl billigsten Leuchtmittel.
  • Sie enthalten keine problematischen (z. B. giftigen oder sehr raren) Stoffe und sind deswegen unproblematisch mit dem Hausmüll zu entsorgen.
  • Sie sind recht kompakt. (Allerdings kann die Wärmeabgabe u. U. ein größeres Leuchtengehäuse erzwingen.)
  • Sie erzeugen ein Lichtspektrum, welches dem Sonnenlicht (allerdings nicht am Mittag, sondern am Abend) relativ gut entspricht und daher eine natürliche Farbwahrnehmung ermöglicht. Wegen der geringeren Farbtemperatur im Vergleich zur Mittagssonne gelten sie jedoch nicht als Tageslichtlampen.
  • Sie lassen sich leicht dimmen (siehe oben).
  • Selbst bei Betrieb mit niederfrequentem Wechselstrom pulsiert das abgegebene Licht in der Leistung kaum (wegen der thermischen Trägheit des Glühdrahts).

Dem stehen aber auch Nachteile gegenüber:

  • Wie bereits erwähnt ist die Energieeffizienz (der Wirkungsgrad) sehr niedrig.
  • Als Folge davon benötigen Glühlampen relativ viel elektrische Energie und geben entsprechend viel Wärme ab, was zumindest im Sommer unerwünscht sein kann und eine ausreichende Wärmeabfuhr in der Lampe voraussetzt. In manchen Situationen kann eine Brandgefahr entstehen, z. B. wenn eine Glühlampe einen nahen Gegenstand aus Holz stark aufheizt.
  • Die Erzeugung von farbigem Licht mit einer Glühlampe und nachgeschaltetem Farbfilter ist nochmals wesentlich ineffizienter.
  • Die Lebensdauer ist mit ca. 1000 Stunden relativ gering. Bei Installationen mit vielen Glühlampen müssen daher ständig defekte Lampen ausgewechselt werden. Häufiges Ein- und Ausschalten kann die Lebensdauer weiter reduzieren, obwohl weniger stark als bei manchen anderen Leuchtmitteln.
  • Der dünne Glühfaden kann bei starken Erschütterungen brechen.

Glühlampenverbot

In der EU wurden die Anforderungen an die Energieeffizienz von Leuchtmitteln für die wichtigsten Anwendungsfelder zunehmend verschärft, und zwar insbesondere in den höheren Leistungsklassen. Glühlampen können diese Anforderungen zumindest in den höheren Leistungsklassen nicht mehr erfüllen und sind dann effektiv verboten – obwohl das Verbot nicht explizit der Technologie gilt, sondern sich rein auf die Energieeffizienz bezieht. Da Glühlampen so also zunehmend aus dem Markt gedrängt werden, spricht man etwas ungenau vom Glühlampenverbot.

Zum Ersatz der Glühlampen steht eine Reihe anderer Leuchtmittel zur Verfügung:

  • Energiesparlampen, in der Regel in der Form von Kompaktleuchtstofflampen mit integriertem Vorschaltgerät, können die meisten Glühlampen direkt ersetzen, da sie in dieselben Sockel (E27 oder E14) passen.
  • Neuere Arten von Energiesparlampen basieren auf Leuchtdioden. Ähnlich wie die Kompaktleuchtstofflampen bieten sie eine rund 4 bis 5 mal höhere Energieeffizienz.
  • Andere Leuchtstofflampen sind ähnlich effizient, passen aber nicht in Glühlampensockel, benötigen also andere Leuchten.
  • Auch Halogenlampen können die strengeren Effizienzvorschriften bislang erfüllen, obwohl ihre Energieeffizienz bei Weitem nicht so hoch ist wie die von Energiesparlampen.

Wie stark muss ein Ersatzleuchtmittel sein?

Wenn eine Glühlampe z. B. durch eine LED-Leuchte ersetzt werden soll, stellt sich oft die Frage, welche Leistung diese haben muss, um etwa die gleiche Helligkeit zu erzielen. Hierzu kann man die folgenden Überlegungen anstellen:

  • Wenn es nur um die gesamte erzeugte Lichtmenge geht, berechnet man zunächst die Lichtausbeute der Glühlampe in Lumen. Beispielsweise dürfte eine 60-W-Glühlampe mit einer Effizienz von gut 10 lm/W rund 700 lm (Lumen) erreichen. Eine LED-Leuchte mit z. B. 50 lm/W müsste dafür also eine elektrische Leistung von 700 lm / (50 lm/W) = 14 W haben. (Es gibt auch effizientere LED-Leuchtmittel, die dafür entsprechend weniger Leistung benötigen.)
  • Zusätzlich sollte berücksichtigt werden, in welche Richtungen das Licht abgestrahlt wird. Wenn es um einen Strahler handelt, wo vorzugsweise das nach vorne austretende Licht genutzt werden kann, geht bei der Glühlampe mehr Licht verloren als bei der LED-Lampe; entsprechend genügt dann eine LED-Lampe noch kleinerer Leistung für dieselbe Helligkeit. In anderen Fällen kann die oft mehr gerichtete Abstrahlung einer LED-Lampe ungünstig sein, so dass die Einsparung geringer ist.

Siehe auch: Beleuchtung, Halogenlampe, Leuchtstofflampe, Energiesparlampe, Leuchtdiode, Glühlampenverbot, Energieeffizienz
sowie andere Artikel in den Kategorien Haustechnik, Licht und Beleuchtung

Alles verstanden?


Frage: Welche der folgenden Behauptungen sind korrekt?

(a) Je höher die Temperatur des Glühfadens einer Glühlampe ist, desto geringer sind die prozentualen Energieverluste durch Wärmestrahlung.

(b) Halogenlampen leben weniger lang, weil sie mit einer höheren Temperatur des Glühfadens arbeiten.

(c) Es gibt Signallampen mit einer sehr hohen Lebensdauer; man könnte Haushaltsglühlampen problemlos auch für eine hohe Lebensdauer auslegen.


Frage: Welchen Lichtstrom erzeugt eine typische 100-W-Glühlampe?

(a) 100 lm

(b) 500 lm

(c) 1000 lm


Siehe auch unser Energie-Quiz!

preview

Wenn Ihnen dieser Artikel gefällt, teilen Sie das doch auch Ihren Freunden und Kollegen mit – z. B. über Social Media:

Kommentare von Lesern

Hier können Sie einen Kommentar zur Veröffentlichung vorschlagen. Über die Annahme wird der Autor des RP-Energie-Lexikons nach gewissen Kriterien entscheiden. Im Kern geht es darum, dass der Kommentar für andere Leser potenziell nützlich ist.

Datenschutz: Bitte geben Sie hier keine personenbezogenen Daten ein. Wir würden solche allerdings ohnehin nicht veröffentlichen und bei uns bald löschen. Siehe auch unsere Datenschutzerklärung.

Wenn Sie nur dem Autor eine Rückmeldung zukommen lassen möchten, verwenden Sie bitte den Kasten "Wie gefällt Ihnen dieser Artikel" weiter unten. Wenn Sie eine Rückmeldung vom Autor wünschen, schreiben Sie ihm bitte per E-Mail.

Ihr Kommentar:

Ihr Hintergrund:

Spam-Prüfung:

  (Bitte die Summe von fünf und zwölf hier als Ziffern eintragen!)

Bem.: Mit dem Abschicken geben Sie Ihre Einwilligung, Ihren Kommentar hier zu veröffentlichen. (Sie können diese später auch widerrufen.) Da Kommentare zunächst vom Autor durchgesehen werden, erscheinen sie verzögert, evtl. erst nach mehreren Tagen.

Wie gefällt Ihnen dieser Artikel?

Ihr Gesamteindruck:

weiß nicht
unbefriedigend
in Ordnung
gut
ausgezeichnet

Fachliche Qualität:

weiß nicht
unbefriedigend
in Ordnung
gut
ausgezeichnet

Lesbarkeit:

weiß nicht
unbefriedigend
in Ordnung
gut
ausgezeichnet

Verdient dieser Artikel (oder das Energie-Lexikon insgesamt) Ihrer Ansicht nach Links von anderen Webseiten?

nein
eventuell
ja

Kommentar:

Vielleicht haben Sie auch konkrete Vorschläge für inhaltliche Ergänzungen, nützliche Literaturangaben etc. Falls Sie eine bessere Website für dieses Thema kennen, sind wir dankbar für einen Hinweis darauf.

Datenschutz: Bitte geben Sie hier keine personenbezogenen Daten ein. Wir würden solche zwar ohnehin nicht veröffentlichen, aber die eingegebenen Daten bleiben bei uns langfristig gespeichert. Siehe auch unsere Datenschutzerklärung.

Wenn Sie einen Kommentar zur Veröffentlichung auf unserer Seite vorschlagen möchten, verwenden Sie dazu bitte das Formular im Kasten "Kommentare von Lesern" weiter oben. Wenn Sie eine Antwort möchten, senden Sie bitte eine E-Mail.

Spam-Prüfung:

(bitte den Wert von 5 + 8 hier eintragen!)

Wenn Ihnen das RP-Energie-Lexikon gefällt, möchten Sie vielleicht auch den RP-Energie-Blog als E-Mail-Newsletter abonnieren.

Teilen Sie den Link auf diesen Artikel mit anderen: