Glossar des Lichttechniklabors der MA 39

Grundbegriffe und Einheiten

Die Lösung von Beleuchtungsaufgaben ist nicht allein ein physikalisches oder technisches Problem, sondern hängt in starkem Maße auch von physiologischen Gegebenheiten ab, die mit der Lichtempfindlichkeit des menschlichen Auges und dem Sehprozess zusammenhängen.

Wellenlängen und Bezeichnungen von Licht
Bezeichnung Wellenlängenbereich
Ultraviolettstrahlung (UV) 100 nm bis 400 nm
Vakuum UV 100 nm bis 200 nm
UV-C 100 nm bis 280 nm
UV-B 280 nm bis 315 nm
UV-A 315 nm bis 400 nm
Licht 380 nm bis 780 nm
Infrarotstrahlung (IR) 780 nm bis 1 mm
IR-A 780 nm bis 1,4 µm
IR-B 1,4 µm bis 3 µm
IR-C 3 µm bis 1 mm

Normlichtarten

  • Normlichtart A: Schwarze-Körper-Strahlung von 2856 K, die etwa einer Glühlampenstrahlung entspricht. Sie ist von 300 bis 830 nm definiert.
  • Normlichtart C: Hat eine ähnliche Farbtemperatur von 6774 K, also ein mittleres Tageslicht, das durch Glühlampenlicht und Filterkombinationen hergestellt wird. Sie ist veraltet und wird kaum benutzt.
  • Normlichtart D65: Tageslicht mit ähnlichster Farbtemperatur von 6504 K. Sie liegt tabellarisch fest und wird bei sehr vielen Beurteilungen und Messungen von Lampen herangezogen.
  • ISO-Standardlicht D50: Entspricht etwa dem Tageslicht und wird für die Betrachtung von Farbdias sowie Farbreproduktionen verwendet (ISO-Standard 3664, 1975).

Lichttechnische Grundgrößen

  • Lichtstrom Φ (luminous flux): Eine der wichtigsten Grundgrößen, nach der die Strahlungsleistung für Beleuchtungszwecke beurteilt wird, ist der Lichtstrom Φ, der folgendermaßen definiert ist: "Der Lichtstrom ist die von einer Lichtquelle ausgestrahlte oder auf eine Fläche auffallende Strahlungsleitung bewertet mit der Hellempfindlichkeitskurve V (λ)." Die Einheit ist das Lumen (lm) oder Vielfache davon: Kilolumen (103 lm), Megalumen (106 lm).
  • Lichtstärke I (luminous intensity, früher: candlepower): Lichtquellen strahlen nicht gleichmäßig in alle Richtungen.
  • Leuchtdichte L (luminance): Der Helligkeitseindruck von Lichtquellen wird durch die Leuchtdichte bestimmt und kann durch das Auge im unmittelbaren Vergleich mit anderen Lichtquellen qualitativ recht gut beurteilt werden. Als lichttechnische Grundgröße wird die Leuchtdichte als Lichtstärke I je Flächeneinheit A definiert:

    Lichtquelle Mittlere Leuchtdichte
    [cd/cm2]
    Mittagssonne 160.000
    Kerze 0,75
    Glimmlampen 0,02 bis 0,06
    Leuchtstofflampen 0,5 bis 3,0
    Kompakt-Leuchtstofflampen 2,0 bis 7,0
    Glühlampen 200 bis 2.600
    Halogenmetalldampflampen 1.000 bis 6.000
    Halogenmetalldampf-Kurzbogenlampen 1.000 bis 6.000
    Quecksilberdampf-Kurzbogenlampen 30.000 bis 300.000
    Xenon-Kurzbogenlampen 30.000 bis 500.000
  • Beleuchtungsstärke E (illuminance): Für Beleuchtungsanlagen ist die Beleuchtungsstärke E eine wichtige Größe. Bei gleichmäßiger Lichtstromverteilung gilt: E = Φ/A und 1 Lux = 1 lx = 1 lm/1m2.

    Beispiel Beleuchtungsstärken [lx]
    Operations-Feldbeleuchtung 20.000 bis 120.000
    Sonniger Sommertag 60.000 bis 100.000
    Trüber Sommertag 20.000
    Trüber Wintertag 3.000
    Gut beleuchteter Arbeitsplatz 500 bis 750
    Fußgängerzone 5 bis 100
    Vollmondnacht 0,25
    Neumondnacht 0,01
  • Horizontalbeleuchtungsstärke Eh: Sie ist die Beleuchtungsstärke auf einer horizontalen Ebene.
  • Vertikalbeleuchtungsstärke Ev: Sie ist die Beleuchtungsstärke auf vertikaler Ebene, unter Angabe der Bezugsrichtung.
  • Mittlere Beleuchtungsstärke E: Arithmetischer Mittelwert der Beleuchtungsstärken an verschiedenen Punkten einer Raumzone.
  • Nennbeleuchtungsstärke En: Nennwert der mittleren Beleuchtungsstärke, für den die Anlage hinsichtlich der Sehaufgaben auszulegen ist.
  • Lichtstrom Lumen [lm]: Lichtstrom ist die Lichtleistung einer Lampe. Eine Glühlampe (100 W) hat etwa 1380 lm, eine Kompaktleuchtstofflampe (20 W) mit eingebautem elektronischem Vorschaltgerät (EVG) etwa 1200 lm.
  • Lichtstärke Candela [cd]: Lichtstärke ist der Teil des Lichtstroms, der in eine bestimmte Richtung strahlt. Die Lichtstärkeverteilung von Reflektorlampen und Leuchten wird grafisch in Form von Kurven dargestellt. Man nennt sie Lichtstärkeverteilungskurven (LVK). Um die LVK verschiedener Leuchten vergleichen zu können, sind sie üblicherweise einheitlich auf 1000 lm = 1 klm bezogen. Dies wird in der LVK mit der Angabe cd/klm gekennzeichnet. Die Darstellung erfolgt in Polarkoordinaten, für Scheinwerfer häufig in xy-Koordinaten.
  • Beleuchtungsstärke Lux [lx]: Die Beleuchtungsstärke wird horizontal und vertikal gemessen. Sie gibt den Lichtstrom an, der von der Lichtquelle auf eine bestimmte Fläche trifft. Bei Straßen erfolgt die Messung der horizontalen Beleuchtungsstärke in maximal 20 Zentimeter Entfernung vom Boden. Bei der Beurteilung von Arbeitsflächen wird in 85 Zentimeter Höhe vom Boden gemessen. Bei der Beurteilung von Lichtemissionen wird die vertikale Beleuchtungsstärke in der Fensterebene gemessen.
  • Leuchtdichte [cd/m2]: Die Leuchtdichte ist der Helligkeitseindruck, den eine beleuchtete oder leuchtende Fläche dem Auge vermittelt. Bei Lampen verwendet man die handlichere Einheit cd/cm2. Die Leuchtdichte beschreibt die physiologische Wirkung des Lichtes auf das Auge und wird in der Außenbeleuchtung als Planungsgröße verwendet. Für vollkommen diffus reflektierende Oberflächen (wie sie oft in Innenräumen vorkommen) kann sie aus der Beleuchtungsstärke und dem Reflexionsgrad berechnet werden.
  • Lichtausbeute (Energiebilanz) [lm/W]: Die Lichtausbeute ist der Lichtstrom einer Lampe bezogen auf ihre elektrische Leistungsaufnahme.
    Beispiel: Eine Glühlampe hat etwa 14 lm/W, eine Kompaktleuchtstofflampe (20 W) mit eingebautem EVG etwa 60 lm/W.
  • Reflexionsgrad [%]: Der Reflexionsgrad besagt, wie viel Prozent des auf eine Fläche auffallenden Lichtstroms reflektiert wird. Er ist eine wichtige Größe für die Berechnung der Beleuchtung. Dunkle Flächen benötigen eine hohe, hellere eine geringere Beleuchtungsstärke, um den gleichen Helligkeitseindruck zu erzeugen. In der Straßenbeleuchtung ist weiters die räumliche Verteilung des reflektierten Lichtes auf Grund des richtungsabhängigen Reflexionsgrades (z.B. einer abgefahrenen Straßenoberfläche) eine wichtige Planungsgröße.
  • Gleichmäßigkeit: Die Gleichmäßigkeit der Beleuchtungsstärke beziehungsweise der Leuchtdichte ist ein weiteres Qualitätsmerkmal. Sie wird als Verhältnis der minimalen zur mittleren Beleuchtungsstärke (gl = Emin / Emitt) beziehungsweise als Verhältnis der minimalen zur mittleren Leuchtdichte (U = Lmin / Lmitt) in der Straßenbeleuchtung angegeben (Gesamt-Gleichmäßigkeit). In bestimmten Anwendungsfällen ist auch die Längs-Gleichmäßigkeit g2 = Emin / Emax von Bedeutung.
  • Planungsfaktor (Verminderungsfaktor): Bei der Installation sollte die Beleuchtungsstärke um 25 Prozent über dem Nennwert liegen (Planungsfaktor: 1,25; Verminderungsfaktor: 0,80), da sie durch Alterung und Verschmutzung absinkt.
  • Lichtfarbe (Farbtemperatur):
    • unter 3300 K: warmweiß (gelblich)
    • von 3300 K bis 5000 K: neutralweiß
    • über 5000 K: tageslichtweiß (bläulich)
  • Raumwinkel: Sterradiant: [sr]: Ω = A / r2
  • Betrachtungswinkel: Grad

Quelle: Lange: "Handbuch der Beleuchtung", 1. Erg.-Lfg. 8/98

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