Beleuchtungsniveau und Wartungswert der Beleuchtungsstärke

Gutes Sehen setzt eine ausreichende Helligkeit voraus. Das Beleuchtungsniveau hat einen großen Einfluss darauf, wie schnell, sicher und wie leicht eine Sehaufgabe – zum Beispiel bei der Arbeit am Computer oder beim Autofahren – von den Augen bewältigt werden kann. Normen beschreiben Mindestanforderungen für die Beleuchtung in Innen- und Außenbereichen und nennen Wartungswerte.

Das Beleuchtungsniveau wird maßgeblich durch die Beleuchtungsstärke bestimmt. Entscheidend ist die richtige Beleuchtungsstärke im Bereich der Sehaufgabe, die bei der Lichtplanung vorauszusetzen ist.

Horizontale, vertikale und zylindrische Beleuchtungsstärke

Die Beleuchtungsstärke ist der wichtigste beleuchtungstechnische Planungswert. In der Maßeinheit Lux (lx) gibt sie den Lichtstrom an, der von einer Lichtquelle auf eine definierte Fläche trifft. Sie beträgt 1 Lux, wenn eine Fläche von 1 Quadratmeter gleichmäßig mit 1 Lumen Lichtstrom beleuchtet wird. Beispiel: Eine normale Kerzenflamme erzeugt im Abstand von 1 Meter zirka 1 Lux.

Die Beleuchtungsstärke lässt sich in jeder virtuellen Ebene im Raum berechnen oder mit einem Luxmeter messen. In einem Büroraum oder der Küche zuhause liegt die Nutzebene, z. B. der Schreibtisch oder der Küchentresen, horizontal – Lichttechniker sprechen deshalb von horizontalen Beleuchtungsflächen.

Für das gute Erkennen vertikaler Fläche, wie z. B. Regalflächen und insbesondere Personen und Gesichter, ist die vertikale Beleuchtungsstärke entscheidend. Bei Objekten im Raum oder beim Erkennen von Gesichtern ist die zylindrische Beleuchtungsstärke ein wichtiges Maß. Sie ist der Mittelwert der vertikalen Beleuchtungsstärke auf der Oberfläche eines Zylinders. Auch die halbzylindrische Beleuchtungsstärke kommt zum Einsatz, besonders in der Straßenbeleuchtung.

Die Beleuchtungsstärke beschreibt, wie viel Licht auf eine Fläche fällt. Einheit für die Beleuchtungsstärke ist Lumen pro Quadratmeter; in der Maßeinheit Lux (lx) angegeben.
Die Beleuchtungsstärke wird horizontal und vertikal in der Maßeinheit Lux (lx) gemessen. Die Beleuchtungsstärke gibt den Lichtstrom an, der von der Lichtquelle auf eine bestimmte Fläche trifft.
Die halbzylindrische Beleuchtungsstärke ist der entscheidende Faktor zum Erkennen von Gesichtern, selbst aus etwas größerer Entfernung. Durch einen hohen Anteil des von vorne einfallenden Lichtes werden Gesichter gut erhellt und sind zudem plastisch wahrnehmbar.
Empfohlene Reflexionsgrade von Wänden, Boden, Decke und Arbeitsfläche nach DIN EN 12464-1.

Reflexionsgrade berücksichtigen

Bei der Planung ist zu berücksichtigen, dass dunkle Flächen mehr Licht „schlucken“ als helle Oberflächen. Deshalb gilt: Je geringer die Reflexionsgrade sind und je schwieriger die Sehaufgabe, desto höher muss die Beleuchtungsstärke sein. Einige Beispiele für Reflexionsgrade:

  • weiße Wände bis 85 Prozent
  • helle Holzverkleidung bis 50 Prozent
  • rote Ziegelsteine bis 25 Prozent.

Beleuchtungsstärke und Leuchtdichte

Bei der Straßenbeleuchtung sind Leuchtdichten entscheidend: Der Verkehrsteilnehmer nimmt das von der Straßenoberfläche in sein Auge reflektierte Licht als Leuchtdichte wahr.

Anzahl und Lichtverteilung der eingesetzten Leuchten beeinflussen die Beleuchtungsstärke – und damit auch den Energieaufwand der Beleuchtung. Sie ist die relevante Planungsgröße sowohl für Innen- als auch für Außenräume.

Eine Ausnahme: Bei der Bewertung von Straßen, die mit Geschwindigkeiten über 30 km/h befahren werden – zum Beispiel Hauptverkehrsstraßen oder Tunnel –, wird die Leuchtdichte L herangezogen.

Grund sind die genormten Reflexionseigenschaften der Fahrbahnbeläge sowie die Festlegung des Beobachterstandortes: Der Kraftfahrer sieht das von der „gesehenen Fahrbahnfläche“ in seine Richtung reflektierte Licht – die material- und richtungsabhängige Leuchtdichte, gemessen in Candela pro Quadratmeter (cd/m2).

Wartungswert der Beleuchtungsstärke

Die Beleuchtungsstärke lässt mit den Jahren nach, da Leuchten, Lichtquellen und Räume altern und verschmutzen. Für Beleuchtungsanlagen werden deshalb Wartungswerte definiert bzw. Beleuchtungsstärken in den relevanten Normen je nach Raum, Aufgabe oder Tätigkeit empfohlen. Dieser Wartungswert (Ēm) kennzeichnet den Wert, den die mittlere Beleuchtungsstärke zu keinem Zeitpunkt unterschreiten darf, unabhängig von Alter und Zustand der Beleuchtungsanlage. So ist sichergestellt, dass auch nach jahrelangem Betrieb die Mindestwerte der Beleuchtungsstärke für alle anfallenden Sehaufgaben eingehalten werden. Der Wartungsplan, den der Lichtplaner erstellen muss, definiert den Zeitpunkt der Wartung.

Um die Abnahme der Beleuchtungsstärke zu kompensieren, werden Neuanlagen mit höheren Beleuchtungsstärken (= Neuwert) projektiert. In der Planung wird die Abnahme mit dem Wartungsfaktor erfasst: Wartungswert = Wartungsfaktor x Neuwert.

Wartungsfaktor

Der Wartungsfaktor kann individuell ermittelt werden. Er hängt von der Art der Lichtquellen und der Leuchten, der Staub- und Verschmutzungsgefahr des Raums bzw. der Umgebung sowie von der Wartungsmethode und dem Wartungsintervall ab. Häufig sind zum Zeitpunkt der Beleuchtungsplanung die betriebsbedingten Einflüsse auf die Abnahme der Beleuchtungsstärke nicht ausreichend bekannt, so dass bei einem Wartungsintervall von drei Jahren ein Wartungsfaktor von 0,67 (in sauberen Räumen) bzw. von bis zu 0,5 (in schmutzigen Räumen) anzusetzen ist. Bei LED-Leuchten in wenig verschmutzten Räumen und bei regelmäßiger jährlicher Reinigung kann ein Wartungsfaktor von 0,8 gewählt werden.

Das Wartungsprogramm – die Intervalle zum Reinigen und Wechseln der Lichtquellen und Wartung der Anlage – muss dokumentiert sein.

Berechnungsebene

In der Regel wird die Fläche, auf der die Beleuchtungsstärke realisiert werden soll, als Berechnungsebene herangezogen. Empfehlung für Büroarbeitsplätze: 0,75 m, für Verkehrsflächen maximal 0,1 m über dem Boden.

Die Beleuchtungsstärke ist einfach messbar, ihre Berechnung relativ unkompliziert. Einen höheren Planungs- und Messaufwand erfordert die Bestimmung der Leuchtdichte für die Straßenbeleuchtung. Sie ist abhängig vom Lichtstrom der eingesetzten Lichtquellen, von der Lichtstärkeverteilung der Leuchten, der Geometrie der Beleuchtungsanlage sowie den Reflexionseigenschaften des Straßenbelages.

Beispiele für Wartungswerte an Arbeitsplätzen

Kriterien der Beleuchtung sowie die erforderlichen Wartungswerte der Beleuchtungsstärke für verschiedene Sehaufgaben oder Tätigkeiten sind in den relevanten Normen aufgeführt. Von hoher Bedeutung ist zum Beispiel DIN EN 12464-1 für Arbeitsstätten in Innenräumen sowie DIN EN 12464-2 für Arbeitsstätten im Freien.

Beispiele für Wartungswerte bei Sehaufgaben in Innenräumen:

Büro, Lesen 500 lx
Industrie, Qualitätskontrolle 1.000 lx
Verkehrsflächen 100 lx

Empfehlungen für die Straßenbeleuchtung sind in DIN EN 13201-2 aufgeführt:

Anliegerstraße 7,5 lx
Hauptverkehrsstraße 1,5 cd/m2
Parkplatz 15 lx

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