Herausforderungen beim technischen Licht

Planung von Beleuchtungsanlagen – Ein Überblick für Einsteiger

8. November 2017

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Technische Leuchten sind vor allem in ­Bereichen gefragt, die präzise Lichtverhältnisse erfordern. Dabei kann es sich sowohl um öffentliche Gebäude als auch Räume oder Produktionshallen handeln. Sie alle haben sehr exakte Anforderungen an die Beleuchtung und stellen Planer vor besondere Herausforderungen.

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Quelle: Weber Fotodesign

Quelle: Weber Fotodesign

Beim technischen Licht gelten je nach Einsatzbereich oder Beleuchtungstechnik unterschiedliche Normen und Richt­linien. Mit Standardlösungen kommt man heute nicht mehr weit. Das Leistungsspektrum moderner Lichttechnik hat sich durch den technischen Fortschritt und die LED-Technologie in den letzten Jahren enorm erweitert. Mit den steigenden Beleuchtungsanforderungen, den zunehmenden Entwicklungsmöglichkeiten spezifischer Lichtlösungen und der steigenden Nachfrage nach maßgeschneiderten Lichtkonzepten wachsen auch die Herausforderungen (Bild 1).

Dabei ist es wichtig, dass sich Hersteller von Beleuchtungslösungen und Lichtplaner bereits in der frühen Konzeptionsphase mit den installierenden Partnerbetrieben abstimmen. Vor allem vor dem Hintergrund immer kürzerer Innovationszyklen und dem permanenten Fortschritt ist der Informationsfluss in Richtung des Elektrotechnikers von Bedeutung. Genormte E27-Fassungen und vielfach auch die Leuchtstofflampen T5 mit genormten Schnittstellen sind in der professionellen Beleuchtung quasi vom Markt verschwunden, und es ist eine Vielzahl herstellerspezifischer Standards entstanden. Ein einfacher 1:1-Austausch eines defekten Leuchtmittels ist heute nahezu unmöglich.

Denn durch die LED-Technologie sind Schnittstellen für professionelle Anwendungen verschwunden, und jeder Hersteller hat andere Schnittstellen und Verständnisweisen. Die Austauschkonzepte unterscheiden sich und können meist nur beim Hersteller angefordert werden. Der Austausch einer defekten LED-Einheit muss jedoch schnell und einfach vollzogen werden können. Zusätzlich erfordern die unterschiedlichen Beleuchtungssysteme spezielle Kenntnisse hinsichtlich einer fachgerechten Installation (Bild 2).

Viele Kenngrößen sind zu beachten

Bild 1:  Modernes und effizientes LED-Lichtbandsystem für Fertigungshallen, Verkaufsräume und Lagerbereiche; Quelle: Lunux

Bild 1: Modernes und effizientes LED-Lichtbandsystem für Fertigungshallen, Verkaufsräume und Lagerbereiche; Quelle: Lunux

Technisches Licht ist komplex. Zu den elektrotechnischen Kenngrößen sind u.a. Farbtemperaturen oder Farbwiedergaben hinzugekommen. LED-Beleuchtung und die damit verbundene Komponentenauswahl, wie beispielsweise Vorschaltgeräte, erfordern viel Know-how und kompetente Fachkenntnis. Die einzelnen Komponenten müssen exakt aufeinander abgestimmt sein. Ist dies nicht der Fall, kann es beispielsweise vorkommen, dass die Arbeitstemperatur der LEDs nicht optimal ausgelegt ist, was eine verkürzte Lebensdauer nach sich ziehen kann. Damit werden wesentliche Vorteile der LED-Technologie, die neben einem geringeren Energieverbrauch insbesondere auch eine längere Lebensdauer gegenüber konventionellen Leuchten ausmachen, relativiert und zum Nachteil des Kunden ausgelegt.

Neben der Komponentenauswahl müssen beim technischen Licht auch die lichtlenkenden Komponenten unter photobiologischen oder blendungsrelevanten Gesichtspunkten normgerecht ausgelegt sein. Die marktrelevanten LED-Hersteller liefern für die Berechnung der optischen Systeme so genannte Ray-Files. Diese beinhalten neben der Lichtaustrittsrichtung auch die entsprechende Farbinformation über den Raumwinkel des emittierten Lichts. Mit Hilfe von hochwertigen Simulationsprogrammen entsteht unter Berücksichtigung der Zielvorgabe der Lichtverteilung ein optisches System, welches eine hohe Effizienz ermöglicht. Beleuchtungseffi­zienz steht bei der Lichtplanung und beim Kunden mit an oberster Stelle.

Konzeption technischer Lichtlösungen

Bild 2: Für Produktionsstätten und Lager­bereiche: High-Bay-Leuchte mit Entblendung und bis zu 30.000 lm; Quelle: Lunux

Bild 2: Für Produktionsstätten und Lager­bereiche: High-Bay-Leuchte mit Entblendung und bis zu 30.000 lm; Quelle: Lunux

Bei der Lichtplanung eines zu beleuchtenden Objekts geht es vor allem darum, das Lichtoptimum für den geplanten Einsatzbereich zu eruieren. Dabei sollte man u.a. definieren, welche Optiken eine passende Lichtverteilung und nutzungsgerechte Ausleuchtung garantieren, welche Beleuchtungsstärke optimal bzw. vorgeschrieben ist, wie viele Leuchten erforderlich sind und wie diese bestmöglich verteilt sein sollen. Die Lichtplanungskriterien sind damit sehr komplex.

Zudem müssen technische Spezifikationen wie beispielsweise das Erfordernis einer Notbeleuchtung geprüft werden. In diesem Zusammenhang unterscheidet man grundsätzlich zwischen Sicherheits- und Ersatzbeleuchtung. Während Erstere der Eindämmung einer konkreten Unfallgefahr dient, soll Letztere vor allem einen reibungslosen Betriebsablauf bzw. die Aufrechterhaltung des Betriebs bei Stromausfall garantieren. Beinahe jedes gewerblich oder öffentlich genutzte Gebäude muss heute über eine Notbeleuchtung verfügen, die genau an geltenden Normen und Richtlinien auszurichten ist. Die Notwendigkeit einer Sicherheitsbeleuchtung ergibt sich beispielsweise aus bau- oder arbeitsschutzrechtlichen Vorschriften, während die Einsatzbereiche der Sicherheitsbeleuchtung in den (Landes-)Verordnungen geregelt sind. Die genaue Ausgestaltung der Sicherheitsbeleuchtung erfolgt dann anhand konkreter Normen und technischer Regeln, die sowohl Elektro- als auch Produkttechnik betreffen.

Auf Grundlage der DIN EN 1838 muss Sicherheitsbeleuchtung beispielsweise gleichmäßig verteilt sein. Das Verhältnis der größten zur kleinsten Beleuchtungsstärke darf höchstens 40:1 betragen. Vorgeschrieben ist auch, dass 50 % der erforderlichen Beleuchtungsstärke bereits nach 5 s vorhanden sein müssen. Innerhalb von 60 s muss die Sicherheitsbeleuchtung auf 100 % hochfahren. Die Notbeleuchtung ist stark normiert. So regelt die DIN EN 60598-2-22 beispielsweise Leuchten und Einzelbatteriesysteme, während für elektronische Vorschaltgeräte und Notlichtversorgungsmodule die DIN EN 61347-2-7 relevant ist, um nur einige zu nennen.

Möglich ist sowohl eine integrierte als auch kombinierte Sicherheitsbeleuchtung. Welche zum Einsatz kommt, entscheidet man je nach Anforderungen und Projektgegebenheiten. Auch im Bereich Sicherheitsstromquellen gibt es unterschiedliche Alternativen. Von Einzelbatterien über Low- oder Central-Power-Systemen bis hin zu Aggregaten. Neben der Notbeleuchtung muss in dieser frühen Lichtkonzep­tionsphase auch geklärt werden, welche Sensorik oder Steuerungssysteme in Frage kommen.

Lichtplanung beim technischen Licht

Sind die spezifischen Anforderungen bekannt und definiert, wird eine konkrete Lichtplanung angestoßen, welche unter anderem eine normgerechte Planung nach DIN EN 12464 (Beleuchtung von Arbeitsstätten) beinhaltet, wenn Arbeitsschutzrichtlinien für das Projekt relevant sind, was beim technischen Licht häufig der Fall ist. Je nach Einsatzorten der Leuchten sind bei der Lichtplanung zudem bestimmte Schutzarten und -klassen zu berücksichtigen. Kriterien wie Schmutz oder Temperatur fließen an dieser Stelle ebenfalls mit ein. Technisches Licht soll robust und wartungsarm sein. Hinsichtlich der Sensorik plant man je nach den speziellen Anforderungen Präsenz-, Bewegungs- oder Tageslichtsensoren ein.

Bei der Realisierung von technischen Beleuchtungskonzepten stimmen sich Leuchtenhersteller und Lichtplaner sowie Elektro­installateur eng ab. Nur so kann eine auf die jeweiligen Bedürfnisse optimierte Beleuchtungslösung für den Kunden realisiert werden. Die Bündelung elektrotechnischer und lichttechnischer Kompetenzen ist somit unverzichtbar.

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