Glossar zum Thema EnergieSparLampen


Zunächst geht es darum, die in diesem Zusammenhang immer wieder auftauchenden Begriffe wie Watt, E27 ... Lumen, Lux, Kelvin oder auch Candela (cd) richtig einsortieren zu können. Die folgende Liste erhebt im Übrigen nicht den Anspruch auf Vollständigkeit, es gibt tatsächlich noch mehr Parameter, aber wir wollen uns mal auf die gebräuchlichsten beschränken. Dumm ist, dass es für Leuchtmittel leider keine einheitliche Kennzeichnung gibt. All diese Begriffe sind völlig losgelöst vom eigentlichen Leuchtmittel, für jede Art lassen sich die entsprechenden Werte bestimmen.


Leuchtmittel: 
Dies ist die allgemeine Bezeichnung für alles was in der Lage ist Licht abzugeben. Eine grobe Übersicht darüber finden Sie hier.


Watt:
 Hiermit wird der aktuelle Stromverbrauch des Leuchtmittels angegeben. Durch die in der Vergangenheit eingesetzten Glühbirnen hat man mit dieser Angabe auch direkt eine gewisse Helligkeit assoziiert und so weiß man heute recht genau, wie hell eine normale 40Watt Glühbirne bzw. eine 35Watt Halogenleuchte ist. Der Rückschluss Leistung auf Helligkeit ist bei modernen Leuchmitteln nicht mehr direkt möglich. Die 40Watt Glühbirne soll uns übrigens im weiteren Verlauf dieses Artikels als "normal" dienen, um die anderen Leuchtmittel daran zu messen.


E27, E14, E .....: In der Grafik sehen Sie die heute in einem normalen Haushalt typisch vorkommenden Sockel. E27 und E14 kommen aus dem klassischen Glühlampenumfeld, GU10, GU9 und G9 werden für 220V Halogenleuchtmittel genutzt und die 3 ganz rechts sind die typischen Sockel für Niedervolt (12V) Halogenleuchtmittel. Im "Zeitalter" der Energiesparlampe ist es aber in der Zwischenzeit so, dass die Energiesparlampen mit fast jedem Sockel angeboten werden. Man findet somit für jede Leuchte und dem darin befindlichen Sockel  neben dem an sich vorgesehenen Leuchtmittel (Beispiel: E27 -> diese Leuchte wurde vom Konstrukteur für die Nutzung einer Glühbirne konzipiert) auch das passende Leuchtmittel als Energiesparvariante.


Lumen (lm):
 Hiermit wird der Lichtstrom / Helligkeit eines Leuchtmittels angegeben. Da man früher genau wußte, wie hell eine 40Watt Glühbirne ist, hat man diese Angaben dort selten gefunden. Auf Halogenleuchtmittel war sie dann schon häufiger zu finden und bei den aktuellen Energiesparlampen wird sie fast immer angegeben, es sei denn, diese Leuchte ist doch eher von schlechter Qualität.
Diese Angabe ist wichtig und auf aktuellen Energiesparlampen der neuesten Generation finden sie diese immer, gibt's die nicht, heißt das Finger weglassen. Um Ihnen ein konkretes Gefühl für diese Einheit zu geben, hier eine kleine Tabelle welche die "bekannten" Werte in Watt entsprechend zuordnet.

Watt einer Glühbirne     ca. Helligkeit in Lumen
25W                           180 - 200lm
40W                           350 - 400lm
60W                           590 - 700lm
75W                           800 - 900lm
100W                         1140 - 1400lm

Lux (lx): Dieser Wert repräsentiert die Beleuchtungsstärke, welche auf einer bestimmten Fläche "ankommt". Beispielsweise gibt es die Vorschrift, dass an einem Büroarbeitsplatz / Schreibtisch eine Helligkeit von 500Lux vorzusehen ist. Auf ein punktförmiges Leuchtmittel bezogen (Lichtstrom in Lumen) wird die auf die Fläche bezogene Helligkeit (Lux) wie folgt berechnet:    lx = lm / m²,  wobei m den Abstand zwischen dem Leuchtmittel und der auszuleuchtenden Fläche darstellt.  

Candela (cd): 1 Candela entspricht dem Licht einer Kerze und wird als Lichtstärke bezeichnet. Im Gegensatz zu der Angabe in Lumen wird hier die Stärke des Lichts am Lichtaustritt des Leuchtmittels bezeichnet. Eine Glühlampe strahlt in alle Richtungen, bei Leuchtmitteln mit integriertem Reflektor bzw. einer entsprechenden Optik wird das Licht nur in eine Richtung und einem bestimmten Winkel abgestrahlt, da bekommt dieser Wert zusammen mit dem Abstrahlwinkel eine besondere Bedeutung. 

Beispiel: Wir nehmen eine LED als punktförmiges Leuchtmittel mit einem Lichtstrom von 5 lm. Bei einem Abstrahlwinkel von 10Grad (die Abstrahlwinkel werden bei LED's typischerweise durch eine entsprechende Optik erzeugt) erhalten wir eine Lichtstärke von 210cd, bei einem Abstrahlwinkel von 120Grad liegt die Lichtstärke nur noch bei 1,6 cd, ist also wesentlich geringer, da die gleiche Lichtmenge (lm) jetzt auf einer viel größeren Fläche verteilt wird. Um das Ganze jetzt auch noch in Relation zur Beleuchtungsstärke (lx) zu bringen bedeutet das bei unserem Beispiel, und einem Abstand der LED zur beleuchtenden Fläche von 1m: bei einem Abstrahlwinkel von 120 Grad ergibt sich eine Beleuchtungsstärke von 1 lx und bei einem Abstrahlwinkel von 10 Grad eine Beleuchtungsstärke von 208 lx. Ich möchte auf weitere Details an dieser Stelle verzichten, sämtliche Formeln sind natürlich im Netz u.a. auch bei Wikipedia nachzulesen.

Tipp: Häufig findet man bei relativ lichtschwachen, speziell LED Leuchtmitteln älterer Generation, eine Angabe in cd bei einem Abstrahlwinkel von 10Grad. Der Wert liest sich bei diesem Winkel noch ganz ordentlich, man darf aber nicht vergessen, dass hier nur ein sehr kleiner Radius mit der angegebenen Lichtstärke beleuchtet wird.

 Kelvin (K): Mit diesem Wert wird die Lichtfarbe eines Leuchtmittels angegeben. Bei einer Glühbirne ist eine solche Angabe recht selten zu finden weil diese eh immer ein ähnliches, als warm bezeichnetes Licht abgibt. Essenziell ist eine solche Angabe aber beim Erwerb eines Energiesparleuchtmittels. Egal ob Leuchtstoffröhre oder LED, hier sind fast alle Farben möglich, deshalb unbedingt auf diese Angabe achten. Speziell bei LED Leuchtmittel älterer Bauart findet man häufig die Angabe warmweiss oder kaltweiss. Das ist leider nicht sehr genau und es kann gut sein, dass sich ein mit warmweiß gekennzeichnetes LED Leuchtmittel als Tageslichtspender vielleicht sogar mit leicht bläulichem Farbton "enttarnt".

Tipp: nur Leuchtmittel mit einer konkreten Angabe der Farbtemperatur kaufen. Werte um 3000 Kelvin (+-200) kann man getrost als warmweiss bezeichnen. Werte ab 4000 Kelvin sind Leuchtmittel,  die eher Tageslichtcharakter haben, ab 6000 Kelvin wird's dann eher bläulich!! Eine 40W Glühbirne wird man bei 2800 Kelvin einsortieren, eine 15Watt Glühbirne bei ca. 2500 Kelvin, also fast Kerzenlicht in Bezug auf die Farbe. Nochmal zur Abgrenzung, das hat nichts mit der Helligkeit zu tun!! 
 

Farbwiedergabeindex (Ra / CRI): Wie wir alle wissen, kann man durch additive Farbmischung von Rot, Grün und Blau sämtliche Farben erzeugen. Das kennen wir aus Farbfernsehgeräten, ob alte Röhrentechnik oder die neueren TFT / LCD ... Displays, das farbige Bild wird aus diesen 3 Grundfarben zusammengesetzt. Schauen Sie mit einer Lupe auf ein Fernsehbild, so erkennen Sie die einzelnen Bildpunkte.

Die Glühlampe / Halogenlampe hat es da recht einfach, das warme Licht darzustellen, die Anteile R/G/B verteilen sich linear, wobei der blaue Anteil etwas geringer ist. Anders bei Energiesparlampen, ob klassisch oder LED basierend, hier muss das warmweiße Licht durch mischen, man kann sagen "zusammengebastelt" werden. Um bei der klassischen Energiesparlampe auf Leuchtstoffröhrenbasis ein warmweißes Licht zu erzeugen, ist eine komplexe Zusammensetzung der fluoreszierenden Beschichtung des Glaskolbens notwendig, die leider nicht wirklich lineares Licht erzeugt. 

Das hat folgende Auswirkung: Wir kennen den Effekt: wird eine rote Fläche mit grünem Licht beleuchtet, erscheint diese schwarz, umgekehrt ist es auch so usw. Wenn man also ein "warmweißes" Licht erzeugt, welches eigentlich aus vielen farbigen Sprenkeln besteht (siehe Abbildung) wird klar, dass farbige Gegenstände, damit beleuchtet, farblich verfälscht dargestellt werden. Wir erleben das beim Einkaufen von Kleidung, da geht man schon mal ans Tageslicht, weil die Neonbeleuchtung ("Energiesparlampe in groß") nicht den echten Eindruck der Farben vermittelt.

 

Dies Bild zeigt die Verteilung der Wellenlängen einer Energiesparlampe beispielhaft, das ist von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich. Beleuchtet man so einen Gegenstand, dann werden der grüne und der gelbe Anteil kräftiger erscheinen als der Rest, die Farbtreue ist also nicht so besonders. Einige Farbtöne werden verstärkt dargestellt, andere wiederum gar nicht.

Die optimale Farbwiedergabe läßt sich heute immer noch mit Halogenglühbirnen erreichen, diese kommen an den Maximalwert von 100 Ra heran. Normale Leuchtstoffröhren liegen zwischen 60 - 80 Ra, ähnliches gilt für LED's. Es gibt zwar diverse Spezialentwicklungen, 3 bis 5 Band Leuchtstoffröhren seien hier beispielhaft erwähnt, dabei werden mehrere Schichten des fluoreszierenden Materials übereinander gelegt. Diese Leuchten kommen dann auch schon in den Bereich von 90 - 100 Ra. Zur Übersicht sollte das an dieser Stelle ausreichen. Details zu diesem Thema sind recht gut aufbereitet im Netz u.a. bei Wikipedia zu finden.

Energieeffizienz: Und hier sind wir beim eigentlichen Thema. Die Energieeffizienz eines Leuchmittels kann nur, dadurch angegeben werden, wieviel Helligkeit bei einer bestimmten Leistung abgegeben wird, also Lumen / Watt. Im Klartext, wieviel Licht (Lumen) bekomme ich für mein Geld (Watt). Die folgende Tabelle soll Ihnen einen groben Überblick geben.

Grundtyp Detailtyp  Watt Lumen / Watt
(typisch)
---------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------- ----------------- -----------------
Leuchtdiode blau 0,05 bis 1 8,5
  rot 0,05 bis 1 47,5
  weiß bis 5 65
Leuchtdiode + Leuchtstoff LED-Chip weiß (blau + Leuchtstoff) 0,05 bis 70 50,5
  LED-Chip warmweiß (blau + Leuchtstoff) 0,05 bis 50 50,5
  LED-Lampe 230V warmweiß (2700 K; blau + Leuchtstoff) 1 bis 20 55
  LED-Lampe 230V warmweiß (2700 K; weiß + rot) 6 bis 12 68
Glühlampe Glühlampe 230V 5 5
  Glühlampe 230V 40 10
  Glühlampe 230V 100 14,5
Halogenglühlampe Halogen 230V 100 16,7
  Halogen 230V 500 19,8
  Halogen 230V 1000 24,2
  Halogen 12 V (KFZ, real 13,8V) 55 27,5
Gasentladung + Leuchtstoff Kompaktleuchtstofflampe 11 49,1
  Kompaktleuchtstofflampe 23 60
  Kompaktleuchtstofflampe 70 75
  Leuchtröhre, auch als Kaltkathode oder CCFL bezeichnet 11 55
  Leuchtstofflampe mit Vorschaltgerät (KVG, 50-Hz-Drossel) 36 75
  Leuchtstofflampe mit elektronischem Vorschaltgerät (EVG) 36 95
Gasentladung Xenon-Höchstdruck-Gasentladungslampen in Videoprojektoren 100 bis 300 22,5
  Halogenmetalldampflampe[12] 35 bis 1000 94
  Quecksilber-Xenon-Bogenlampe (KFZ-Frontscheinwerfer) 35 52-93
  Quecksilberdampf-Hochdrucklampe, teilweise mit Leuchtstoff 400 60
  Halogenmetalldampflampe (HCI, HQI) 250 100
  Natriumdampf-Hochdrucklampe ab 50 150
  Natriumdampf-Niederdrucklampe ca. 80 175
Gasentladungsröhre Natriumdampf-Hochdrucklampe 35 bis 1000 140


Bei genauerem Hinsehen kann man dieser Tabelle folgendes entnehmen -> Die LED sowie die Leuchststofflampe (Energiesparlampe) können bereits bei geringer Leistungsaufnahme anständige Wirkungsgrade erreichen: 

- LED  z.B. bei 6-12Watt -> 68 Lumen/Watt 
- Leuchtstofflampe z.B. bei 23 Watt -> 60 Lumen/Watt

Es gibt zwar durchaus effektivere Leuchtmittel, speziell bei den Gasentladungslampen, die benötigen aber eine wesentlich höhere Grundleistungsaufnahme und eine teure, komplexe Elektronik (Hochspannung) zur Ansteuerung. Im Alltag findet man solche Leuchtmittel z.B. in der Strassenbeleuchtung oder auch in Beleuchtungsanlagen für Stadien etc. Hinzu kommt, dass die Gasentladungslampen ihre hohe Leuchtkraft nur bei speziellen Farben enwickeln, bei Xenon Bogenlampen ist das bläulich/weiß, bei Natriumdampflampen orange etc..

Fazit: Beim Thema Energiesparen durch den Einsatz effektiver Leuchtmittel in Haus / Wohnung kommen nur 2 Alternativen in Betracht, die Leuchtstoff- / Energiesparlampe (allerdings immer weniger) sowie die LED (Leuchtmittel der Zukunft).