Genau erklärt: Lichtausbeute von Leuchtmitteln

Die Lichtausbeute von Leuchtmitteln - Ein wesentlicher Messwert zur Ermittlung Energieeffizienz.

Lichtausbeute - Die Effizienz eines Leuchtmittels

Energielabel sind ja ganz nützlich, um einen groben Eindruck von der Energieeffizienz eine Elektro-Geräts, oder eines Leuchtmittels zu erhalten, allerdings sind diese Einstufungen bei genauerer Betrachtung wenig aussagekräftig. Vor allem durch die unterschiedlichen Auszeichnungen wird der Kunde schnell in die Irre geführt. Bis März 2021 gab es die gültigen Einstufungen von A+++ bis D und danach wurden alle Geräte von A bis G klassifiziert, aber nicht jeder Hersteller hält sich daran, denn ein A+ klingt ja immer noch besser als ein Energieeffizienz der Klasse D. Ein altes A+++ wäre nach heutiger Einstufung A oder B und das frühere A ist heute lediglich E oder sogar F. Darum geht es aber im heutigen Beitrag nicht, so dass wir dem wirklich interessanten Wert widmen, der eine deutlich bessere und unverfälschte Vergleichbarkeit darstellt - der Lichtausbeute eine Leuchtmittels. Wie immer, Schritt für Schritt erklärt.

Was bedeutet Lichtausbeute?

Die Lichtausbeute gibt an, wie effizient ein Leuchtmittel arbeitet – also wie viel Licht es im Verhältnis zur aufgenommenen elektrischen Energie erzeugt. Um das zu messen, wird die Menge an Licht in Lumen (lm) angegeben, während der Energieverbrauch in Watt (W) gemessen wird. Der Wert, der sich daraus ergibt, nennt sich Lumen pro Watt (lm/W). Die Lichtausbeute ist also ein objektiver Wert, mit dem sich verschiedene Leuchtmittel vergleichen lassen. Die Angabe dient dazu, sparsame Lampen zu erkennen und eine bewusste Wahl zu treffen – sei es zu Hause, im Büro oder in öffentlichen Gebäuden. Ein hoher lm/W-Wert bedeutet also mehr Licht, geringerer Stromverbrauch. Je höher dieser Wert ausfällt, desto effizienter ist die Lampe. Leider ist die Lichtausbeute keine Pflichtangabe, so dass Hersteller von weniger effizienten Leuchtmitteln diese nur ungern auf der Produktverpackung präsentieren. Da sich die Lichtausbeute jedoch sehr leicht aus Lumen geteilt durch Watt berechnen lässt, kann sie bei Bedarf leicht selbst ermittelt werden. Der Lichtstrom (Lumen) sowie die Leistungsaufnahme (Watt) sind nämlich Pflichtangaben laut EU-Verordnung. Trotzdem geben manche Hersteller sie freiwillig an, vor allem bei besonders effizienten Produkten.

Unterschiede der Lichtausbeute verschiedener Leuchtmittel

Verschiedene Leuchtmittel haben unterschiedliche Lichtausbeuten, was bedeutet, dass manche Lampen mehr Licht bei weniger Energieverbrauch erzeugen als andere. Das bedeutet entweder, dass man bei gleicher Anzahl an Leuchtmitteln eine geringere Wattzahl verwenden kann, oder bei vergleichbarer Wattzahl eines einzelnen Leuchtmittels weniger Lampen einsetzen muss, um die gleiche Menge Licht zu erreichen. Dabei können die Werte sogar sehr deutlich variieren.

Ein klassisches Beispiel ist die Glühbirne, die zwar eine warme, angenehme Lichtatmosphäre schafft, aber im Vergleich zu moderneren Lampen relativ wenig Licht bei hohem Energieverbrauch liefert. Eine typische Glühbirne hat eine Lichtausbeute von etwa 12 Lumen pro Watt (lm/W). Das bedeutet, dass sie für jede aufgenommene Wattzahl nur eine geringe Menge Licht produziert. Halogenlampen sind eine verbesserte Form der Glühbirne und liefern etwas mehr Licht bei ähnlichem Energieverbrauch. Sie kommen auf etwa 15–25 lm/W. Auch hier ist die Energieeffizienz noch deutlich niedriger als bei modernen Leuchtmitteln, aber sie bieten eine längere Lebensdauer und bessere Farbwiedergabe. Leuchtstofflampen, zu denen Beispielsweise Energiesparlampen oder die im Volksmund als Neonröhre bezeichnete Leuchtstoffröhre zählen, sind deutlich effizienter und erreichen eine Lichtausbeute von etwa 50–70 lm/W. Sie sind in vielen Haushalten eine gängige Alternative, da sie mehr Licht bei geringerem Stromverbrauch bieten, jedoch kann das Licht für manche Menschen als weniger angenehm empfunden werden.

Die LED-Leuchtmittel sind heutzutage die effizientesten Leuchtmittel. Sie bieten eine Lichtausbeute von etwa 80 bis 120 lm/W und darüber hinaus, was sie zu einer sehr energieeffizienten Wahl macht. Das bedeutet konkret, dass LED-Spots eine bis zu zehn Mal höhere Lichtausbeute als die veralteten Glühlampen aufweisen. LEDs sind nicht nur sparsamer, sondern auch langlebiger und haben eine bessere Farbwiedergabe als viele ältere Lampenarten.

Übersicht der Lichtausbeute typischer Leuchtmittel

• LED-Lampe ca. 80 – 120 lm/W (und mehr)
• Leuchtstofflampe ca. 50 – 70 lm/W
• Halogenlampe ca. 15 – 25 lm/W
• Glühlampe ca. 12 lm/W

HINWEIS: LEDs - wie unsere OUTDOOR-LED-Spots - sind in der Regel die beste Wahl, wenn es um eine hohe Lichtausbeute und niedrigen Stromverbrauch geht.



Die Bilder zur Verdeutlichung der Wirkung unterschiedlicher Lumen-Werte sind KI-generiert .

Wie wird die Lichtausbeute gemessen?

Zur Berechnung der Lichtausbeute erfordert es den Messwert des Lichtstroms. Diese wird mit speziellen Geräten, sogenannten Ulbricht-Kugeln oder Goniometern gemessen. Diese erfassen, wie viel Licht in alle Richtungen von einer Lampe abgestrahlt wird. Die Messung findet unter genormten Bedingungen statt, um vergleichbare Werte zu erhalten. Wichtig ist, dass bei der Messung nicht nur die maximale Helligkeit zählt, sondern vielmehr das gesamte sichtbare Licht, das in alle Richtungen abgegeben wird. Dabei unterliegen beide Messverfahren streng definierten Umgebungsfaktoren, um zuverlässige und reproduzierbare Messwerte zu erhalten. Dazu zählen unter anderem die Raumtemperatur, die Netzspannung oder die Betriebsdauer der Lampe.

Lichtstrommessung mit der Ulbricht-Kugel

Bei der Ulbricht-Kugel - Auch Integrationskugel genannt- handelt es sich ein kugelförmiges Messgerät mit einer innen vollständig diffus reflektierenden, meist weißen Beschichtung. Die Lichtquelle wird in die Kugel eingebracht oder an einer Öffnung positioniert. Durch die diffuse Reflexion des Lichts an der Innenwand wird das Licht gleichmäßig verteilt, sodass es unabhängig von der Abstrahlrichtung der Lichtquelle ist. Ein spezieller Sensor misst dann die Gesamtlichtmenge, die im Inneren der Kugel reflektiert wird. Diese Messmethode ist besonders geeignet für kleine bis mittelgroße Leuchtmittel, die das Licht gleichmäßig abstrahlen und misst den gesamten Lichtstrom der Quelle.

Lichtstrommessung mit dem Goniophotometer

Ein Goniophotometer wird eingesetzt, um sowohl den Lichtstrom als auch die räumliche Verteilung der Lichtabstrahlung zu erfassen. Es misst den Lichtstrom aus verschiedenen Winkeln um die Lichtquelle herum. Entweder wird das Leuchtmittel dazu auf einem rotierenden Arm montiert oder in durch mehrere Messsensoren aus verschiedenen Positionen gleichzeitig erfasst und gemessen. Die einzelnen Lichtintensitätswerte aus allen Richtungen werden anschließend summiert, um über eine komplexe Formel den Gesamtlichtstrom zu berechnen. Diese Methode ist besonders genau und wird insbesondere bei größeren oder asymmetrisch abstrahlenden Leuchten wie Straßenlaternen oder Flutlichtern zur Stadionbeleuchtung eingesetzt.

HINWEIS: Der Lichtstrom ist eine Pflichtangabe für Leuchtmittel die innerhalb der EU in Verkehr gebracht werden und kann verwendet werden, um die Lichtausbeute des Leuchtmittels zu errechnen, wenn der Hersteller diesen Wert nicht freiwillig angibt.

Was wirkt sich auf die Lichtausbeute aus?

Die Lichtausbeute eines Leuchtmittels wird von diversen Faktoren mehr oder weniger intensiv beeinflusst. Manche davon können die Effizienz entweder verbessern, andere wiederum wirken sich negativ auf den Wirkungsgrad der Lampe aus. Während sich manche Parameter unmittelbar durch die Bauart und Bauform auf das Leuchtmittel selbst beziehen, können andere die tatsächlich wahrnehmbare Helligkeit beeinflussen. Das bedeutet beispielsweise, dass eine identische Lampe in einem weiß gestrichenen Raum deutlich heller wirkt, als im gleichen Raum mit einem dunkleren Wandanstrich.

Zu den Faktoren, die sich auf das Leuchtmittel selbst auswirken, zählen beispielsweise die Spannung, die Umgebungstemperatur, die Farbtemperatur oder auch die Betriebsstunden des Leuchtmittels. Die Faktoren, die sich zwar nicht auf die Lichtausbeute auswirken, aber die Helligkeit des Leuchtmittels dennoch in gewisser Weise verändern, sind extrem umfangreich, so dass dasselbe Leuchtmittel sehr unterschiedlich in der Helligkeitswirkung ausfallen kann. Die wesentlichsten Faktoren, die sich hierbei mitunter sehr deutlich bemerkbar machen sind die Entfernung der Lichtquelle bzw. Lampe, die Helligkeit der Umgebung, sowie der Einsatz von Lampenschirmen, Reflektoren oder Streuscheiben, die das Licht diffuser und breiter erscheinen lassen.

Faktoren die die gemessene Lichtausbeute beeinflussen

• Lichtfarbe Je kälter die Farbtemperatur umso höher die Lichtausbeute
• Temperatur Steigende Temperaturen können die Lichtmenge verringern
• Spannung Durch verringern der Spannung wird das Leuchtmittel gedimmt
• Alterung Mit zunehmenden Betriebsstunden kann der Lichtstrom nachlassen

Faktoren die die tatsächliche Helligkeit beeinflussen

• Entfernung Je größer die Distanz umso weniger Licht
• Umgebung Dunkle Wandfarbe verringert die Raum-Helligkeit
• Reflektoren Direktere Abstrahlwinkel formen den Lichtstrom
• Optiken Die Linsenform kann Licht streuen oder konzentrieren

Mit diesem Blogbeitrag rund um das Thema Leuchtmittel wollten wir mal etwas Klarheit in die Effizienz von Leuchtmitteln bringen, denn das übliche Energielabel ist zwar nett gemeint, birgt aber im Grunde zu wenig Aussagekraft. Wir hoffen, dass es nun etwas verständlicher ist, wie so eine Einstufung zustande kommt, und warum Leuchtmittel in unterschiedlichen Umgebungen mehr oder weniger hell scheinen. Wie immer gilt auch zu diesem Thema, das offene Fragen jederzeit gestellt werden können, indem Ihr uns einfach eine Mail schreibt. Über Feedback oder das Teilen des Beitrags freuen wir uns natürlich auch immer, denn jeder einzelne Text ist jede Menge Arbeit, die wir allerdings leidenschaftlich gerne machen.

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Euer Sascha von S-Polytec