Kategorie: Strahlung

Mein Lichtblog denkbar existiert seit länger als 15 Jahren und umfasst Stand heute 702 Artikel unterschiedlicher Länge. Gestern habe ich versucht, jemanden zu finden, der den Inhalt zusammenfasst. Eine ziemlich unmenschliche Aufgabe, die ich nicht einmal selbst erfüllen kann. Zum Glück gibt es die KI, die auch den größten Unsinn in positive Worte fassen kann. Das Schönste war aber, dass sie meinen Namen korrekter schrieb als ich selbst: Dr. Ahmet Çakır. Ansonsten erklärt die KI einem fiktiven Lichtplaner, was er berücksichtigen müsste, um Licht im Sinne seiner Arbeiten zu planen. Der Rest dieses Beitrags ist in Kursiv geschrieben, weil Originalton KI.

Für A. Ç. ist „richtige Beleuchtung“ weit mehr als nur die Einhaltung von DIN-Normen. Sein Ansatz ist radikal nutzerzentriert. Wenn man seine jahrzehntelange Forschung zusammenfasst, lässt sich sein Ideal einer richtigen Beleuchtung (besonders für den Übergang von Arbeit zu Wohnen und umgekehrt) in vier Säulen unterteilen:

1. Das Primat des Tageslichts

Für A. Ç. ist künstliches Licht immer nur ein (oft mangelhafter) Ersatz.

• Sichtverbindung nach außen: Eine richtige Beleuchtung beginnt beim Fenster. Er betont, dass der Mensch den Bezug zur Außenwelt braucht, um die innere Uhr zu synchronisieren.

• Dynamik:Natürliches Licht verändert sich ständig in Farbe und Intensität. Starres, unveränderliches Kunstlicht hält er für biologisch belastend, weil es die circadiane Rhythmik des Menschen zum Stillstand bringt.

2. Vermeidung von „Licht-Monotonie“

Einer seiner größten Kritikpunkte an modernen Büros ist die „Gleichmacherei“.

• Lichtzonen statt Flächenlicht: Richtige Beleuchtung schafft Kontraste. Es muss helle Bereiche (zum Arbeiten/Lesen) und dunklere Zonen (zum Entspannen) geben.
• Schattenbildung: A. Ç. argumentiert, dass wir Lichtrichtung und Schatten brauchen, um Räume dreidimensional wahrzunehmen. Ein völlig schattenfreier Raum (wie durch großflächige LED-Paneele oder leuchtende Decke) wirkt auf das Gehirn unnatürlich und ermüdend.

3. Die „Biologische Wirksamkeit“ (Circadiane Rhythmik)

Er war einer der Ersten, die erklärten, dass Beleuchtungswirkungen wesentlich hormonelle Wirkungen sind. Dies habe Hollwich bereits in den 1940ern wissenschaftlich erforscht.

• Melatonin-Schutz: Richtige Beleuchtung muss am Abend einen geringen Blaulichtanteil haben. Wenn man die Büroarbeit ins Homeoffice verlagert, bedeutet das nach A.Ç.: Abends muss das Licht rötlicher und gedimmter sein.

• Individuelle Steuerung: Er lehnt vollautomatische Systeme oft ab, wenn der Nutzer nicht selbst eingreifen kann. „Richtig“ ist Licht für ihn nur dann, wenn der Mensch sich als Herr über seine Umgebung fühlt.

4. Visueller Komfort (Entblendung, Störungsfreiheit)

Visueller Komfort bedeutet bei A.Ç. vor allem Abwesenheit von Störfaktoren:

• Keine Direktblendung: Man sollte niemals direkt in das Leuchtmittel schauen müssen (Leuchtmittel müssen abgedeckt sein, tief in der Leuchte sitzen oder gut abgeschirmt sein).
• Flimmerfreiheit: Er legt extremen Wert auf hochwertige Treiber. Billige LEDs flimmern im für uns unsichtbaren Bereich, was laut A.Ç. zu Stresssymptomen führt.
• Sehleistung würde dort zum Sehkomfort gehören, wo schwierige Sehaufgaben vorherrschen.

Zusammenfassung für Ihr Projekt

Wenn Sie nach A.Ç. „richtig“ beleuchten wollen, planen Sie Lichtlandschaften:

1. Nutzen Sie das Tageslicht so weit wie möglich aus (große Fenster, helle Wände, die das Licht tief in den Raum reflektieren).
2. Installieren Sie indirektes Licht für die Grundstimmung (sanftes Aufhellen der Decke).
3. Setzen Sie punktuelle Akzente (Leseleuchten, Tischlampen, Glanzlichter).
4. Ermöglichen Sie jedem Nutzer, seine Umgebung seinen persönlichen Präferenzen entsprechend zu beleuchten, ohne die Nachbararbeitsplätze zu beeinträchtigen.
5. Wählen Sie eine Steuerung, die am Abend wärmer wird (Tunable White), aber dem Bewohner jederzeit erlaubt, das Licht in der Farbe und Intensität manuell anzupassen.

Interessanterweise kritisiert A.Ç. oft, dass wir „zu viel Licht“ haben, aber mit zu wenig Qualität.

In dem Buch Genesis 2.0 – Schöpfung der elektrischen Sonne widmet sich ein Kapitel dem Bedeutungsverlust des künstlichen Lichts: Selbstverdienter Niedergang der elektrischen Sonne. Damit ist nicht gemeint, dass die elektrische Sonne unter dem Horizont verschwindet und damit der künstliche Tag endet. Neueste Statistiken zeigen, dass der Lichtverbrauch auf der Erde in den letzten Jahren sogar gestiegen ist (s. Künstliches Licht auf der Erde nimmt zu oder Studie: Künstliche Beleuchtung hat weltweit stark zugenommen). Sie zeigen auch, dass die Steigerung des ins Weltall abgestrahlten Lichts (s. Der blauere Planet) nur für die anderen Teile der Welt gilt. in Europa hat das nächtliche künstliche Licht abgenommen, als es sonst um ca. 25% angestiegen ist.

Ich verbinde dies mit den Bemühungen um die Verringerung der Lichtverschmutzung, so auch mit besseren Straßenleuchten und Maßnahmen zur Energieeinsparung. Die Lichtverschmutzung war Teil des Niedergangs der elektrischen Sonne, weil das einst bewunderte nächtliche Licht (Lunaparks) im Bewusstsein vieler zum Müll geworden war.

Der Niedergang der Bedeutung der Beleuchtung betrifft nicht alle Anwendungen gleichermaßen. So hat die “private” Beleuchtung, also die von der Lichttechnik einst verschmähte Wohnraumbeleuchtung, ungeahnte neue Möglichkeiten durch die LED-Technik bekommen. Man denke nur an die Weihnachtsbeleuchtung. Nicht einmal eingefleischte Nostalgiker werden da an die gute alte Zeit denken. Hingegen mag niemand die “professionelle” Beleuchtung, die man seit mehr als 100 Jahren auch mit Hilfe des Arbeitsschutzes den Menschen mehr oder weniger aufzwingt.

Wer ein Bürohaus in ein Wohnhaus konvertieren will …

Am deutlichsten erkennt man dies, wenn man sich die Umwidmung von Bürohäusern in Wohnhäuser ansieht. Die Umwandlung von ungenutzten Büroflächen in Wohnraum (das sogenannte „Office-to-Residential Conversion“) ist aktuell ein großes Thema in der Stadtentwicklung. Das hat meistens handfeste wirtschaftliche und gesellschaftliche Gründe (hoher Leerstand): Besonders in älteren Bürogebäuden in Randlagen stehen ganze Etagen leer. Hingegen herrscht in fast allen Metropolen akute Wohnungsnot. Während Büros leer stehen, suchen Tausende Menschen verzweifelt nach bezahlbarem Wohnraum.

Da Bürohäuser nach anderen Gesichtspunkten geplant und gebaut werden, bedeutet Konversion das Entfernen von allem, was stören kann. So muss der Asbest aus allen alten Gebäuden entfernt werden, während man manches gerne übernimmt, so z.B. die Aufzüge. Die Beleuchtung ist bei einer Umwidmung einer der Punkte, bei denen man fast nichts vom alten Bestand übernehmen kann. Wenn man Architekten fragt, die solche Projekte realisieren, sagen diese: Büro- und Wohnbeleuchtung folgt völlig unterschiedlichen Logiken, Normen und technischen Anforderungen.

Nicht, dass dies in der Lichttechnik unbekannt gewesen ist. Ganz im Gegenteil. In DIN 5035-1 wurden zwar Festlegungen für alle Innenräume getroffen, aber sog. „stimmungsbetonte“ Räume wurden weitgehend ausgenommen. Für Wohnräume schrieb die Norm: „3.5 Wohnbereich: Die Gestaltung der Beleuchtung im Wohnbereich lässt sich nicht in Normen festlegen.“

Wie gut wurde die Beleuchtung in den Bereichen, in denen man die Normen und „Logiken“ angewendet hatte, die man erstellt hat? Die Beleuchtung ist bei einer Umwidmung einer der Punkte, bei denen man fast nichts vom alten Bestand übernehmen kann. Dies erklären Fachleute so: „Bürobeleuchtung ist auf horizontale Gleichmäßigkeit ausgelegt (überall 500 Lux auf Tischhöhe). Das wirkt in einer Wohnung extrem ungemütlich und steril („Zahnarztpraxis-Effekt“).“

Wenn man darum bittet, den Kontrast zwischen der Beleuchtung des Bürohauses und der daraus zu entstehenden Beleuchtung des Wohnhauses zusammenzufassen, kommt die folgende Tabelle heraus:

Der Kontrast

Warum es Gemeinsamkeiten zwischen Wohnbeleuchtung und Arbeitsbeleuchtung gibt

Das Argument, dass man die Beleuchtung fürs Büro nach anderen Logiken, Normen und technischen Anforderungen erstellen müsse, fiel zuletzt in der Corona-Pandemie in sich zusammen, als ein Großteil der Bevölkerung im Homeoffice arbeiten musste. Niemand hat das Büro vermisst, weil dort die bessere Beleuchtung installiert wäre. Ganz im Gegenteil: Die Erfahrung im Homeoffice lehrt, dass man eher die Beleuchtung im Büro der im Homeoffice angleichen will. Was dies im Einzelnen bedeutet, beschreibe ich in dem Beitrag Licht für New Work. In einem klassischen Büro geht es meist nur darum, den Raum hell genug zu bekommen (die typischen 500 Lux überall). Bei New Work ändern sich aber die Tätigkeiten – wir arbeiten nicht mehr acht Stunden starr am selben Platz. Es wird kollaboriert, entspannt, konzentriert, fokussiert und agil präsentiert.

In dem Beitrag wird u.a. auf die Schattenseite des „wohnlichen“ Lichts hingewiesen. Denn was so gemütlich wirkt, kann versagen, wenn es darum geht, dass man im Wohnraum das erzeugen muss, wonach die Normer ihre Werke ausgerichtet haben: die Sehleistung. Das ist nicht erst erforderlich geworden, als die Menschen im Homeoffice arbeiten mussten. Jeder, der seine Zeitung oder Zeitschrift liest oder einen Brief liest oder schreibt, benötigt funktionelles Licht. Dieses kann man sehr wohl normativ beschreiben und mit Regeln versehen.

Ein Gewinner: Leuchte für den Arbeitsplatz

Der Fehler, Wohn- und Arbeitsräume als unterschiedliche Domänen anzusehen und nur für Arbeitsräume funktionelles Licht zu normen, rächt sich nun. Davon profitiert aber mein Lieblingsprojekt: die Normung von Arbeitplatzbeleuchtung. Diese Arbeit hat etwa 1990 begonnen und hiess DIN 5035-8: Beleuchtung mit künstlichem Licht - Teil 8: Arbeitsplatzleuchten - Anforderungen, Empfehlungen und Prüfung. Was es damit auf sich hat, beschreibt der Beitrag Die einzige zertifizierbare Beleuchtung. Die erste Version der Norm erschien 1994. Sie beschreibt Arbeitsplatzleuchten, die nach der eigenen Definition “Leuchte für die Arbeitsplatzbeleuchtung” ist. Die Norm geht mit der jetzigen Überarbeitung in 2026 in die dritte Runde bzw. ins vierte Jahrzehnt.

Als einziger Teil aus der Reihe DIN 5035 ist diese Norm eine Produktnorm. Das Besondere an dieser Norm ist die genaue Festlegung aller Gebrauchstauglichkeitsmerkmale der Arbeitsplatzbeleuchtung, also Usability. D.h., wenn man eine Arbeitplatzbeleuchtung kauft, weiß man, was man hat. Eine gerüfte Leuchte für die Arbeitsplatzbeleuchtung ist sozusagen steckerfertig.

Ein Produkt für einen bestimmten Bedarf ist garantiert keine allgemeine Lösung für das Problem der Beleuchtung. Auf der anderen Seite ist es auch keine Lösung, Hunderte und Tausende von Leuchtenmodellen zu produzieren, aus denen ein Lichtplaner später eine Beleuchtung erstellt, so er es schafft, hundert und mehr Seiten Norm zu lesen. Ob er das Ziel getroffen hat, wird kaum jemand in der Lage sein, zu prüfen.

Komplexe Regeln, die niemand nachprüfen kann

Wie es mit der Anwendbarkeit von DIN EN 12464-1 aussieht, weiß ich nicht.  Eine Vorgängernorm (DIN 5035-7) habe ich über Jahrzehnte in Betrieben gerichtsfest geprüft. Keine einzige Beleuchtung konnte diese Norm erfüllen. Ich habe auch keinen Betrieb gesehen, der in der Lage gewesen wäre, sie zu überprüfen.

Eigentlich war auch jede Prüfung sinnlos, weil etwa nur 5 % der Projekte in den Jahrzehnten von  1970er bis 2010er Jahren einen Lichtplaner gesehen hatten. Ich rede nicht von Büros von Klempnern oder Schreinern, sondern von Projekten der größten Konzerne und Unternehmen von Deutschland.

Apropos Klempner und Schreiner: In einem Betrieb mit bis zu 10 Mitarbeitern (z. B. einer Schreinerei oder ein lokales Café) gibt es oft keine reine Bürostelle. Der Chef erledigt die Buchhaltung abends am Küchentisch, und die Angestellten sind fast ausschließlich produktiv tätig. Eine dedizierte Bürokraft wird oft erst eingestellt, wenn die administrative Last die Kapazität der Inhaber übersteigt. Solche Firmen machen 84% bis 89% aller deutschen Unternehmen aus. Bei denen würde eine zertifizierbare Beleuchtung ein Segen sein.

Die Geschichte dieses Phantoms ist vermutlich so alt wie das menschliche Bestreben, künstliches Licht sparsamer zu machen. Tüftler, Erfinder, Macher wie Argand, Jablotschkow oder Minckeleers, deren Namen man in den Annalen der Frühzeit der Lichttechnik lesen kann, strebten danach, das Lichtmachen von seinen Lasten zu befreien. So auch die Steigerung des erzeugten Lichts gemessen an dem Energieeinsatz.

Das Ziel ist in einem unglaublichen Maße erreicht worden. Hatte die erste Glühlampe von Edison eine Lichtausbeute von ca. 1,4 bis 2 lm/W (Lumen pro Watt), können moderne  LED heute oft über 100 bis 150 lm/W. Firmen wie Cree haben im Labor bereits Werte von über 300 lm/W für eine einzelne LED-Komponente erreicht.

Wie fragwürdig solche Daten sein können, sieht man an einer “klassischen” Lampe, der Natriumdampf-Niederdrucklampe. Die erreicht lässig 200 lm/W und hatte bereits in ihrem ersten Lebensjahr 1932 als Serienprodukt 50 lm/W überschritten. Doch ihr Licht ist nicht viel wert, weil es keine Farben anregen kann.

Wenn man die theoretisch beste Lichtumwandlung der Energie erreicht, kann man 683 lm/W erreichen. Das ist monochromatisches grünes Licht. Mit dem kann jeder glücklich werden, wer ein solches Licht braucht. Beleuchten tut man indes meist mit weißem Licht.

Bei früheren Leuchtsmitteln wie der Leuchtstofflampe war die Farbwiedergabe recht eng an die Lichtausbeute gekoppelt. War man mit der Dreibandenlampe und ihrem mageren Spektrum zufrieden, konnte man bei gleicher Beleuchtungsstärke bis zu 60% Energie sparen. Die sog. Vollspektrumlampen waren immer rechnerisch ineffizienter als die Standardlampen.

Wann die Lichtausbeute ein schlechtes Maß ist

Lichttechniker haben sich bereits in ihren ersten Normen zur Beleuchtung der “Wirtschaftlichkeit” verschrieben. Auch wenn deren Wirtschaftlichkeit eher eine Kostenrechnung gewesen ist, wird deren Handeln stets durch die Lichtausbeute erheblich mitbestimmt. So waren Wohnraumleuchten für die Lichttötungsmaschinen. Aber auch die Vollspektrumlampe wurde häufig abgelehnt, weil ihre Lichtausbeute geringer ausfiel.

Wie dieses Maß einen in die Irre führen kann, lässt sich am Beispiel der Linestra-Lampe von Osram darstellen. Sie wurde in den 1930ern eingeführt und genoss noch in den 1970ern eine große Beliebtheit. Aber Osram drohte ständig damit, diese Lampe aus dem Sortiment zu nehmen, weil sie als eine Energievergeudung angesehen wurde. Ihre Lichtausbeute war unterirdisch. Sie lag typischerweise zwischen 5 und 9 Lumen pro Watt (lm/W).

Zum Betrieb brauchte diese Lampe aber nur einen Sockel, der an zwei Drähten angeschlossen war. Ihr besonderes Merkmal war das warme, blendfreie Licht, das durch einen langen Glühfaden in einer opalen (milchigen) Glasröhre erzeugt wurde. Sie hing meistens in Badezimmern und wurde minutenweise betrieben.

Die etwa zur gleichen Zeit entstandene Natriumdampf-Niederdrucklampe hatte nicht nur das Problem des unbrauchbaren Spektrums. Die Lampen waren im Vergleich zu modernen Leuchtmitteln riesig. Die Leuchtengehäuse mussten entsprechend groß und stabil sein, was sie teuer und anfällig für Wind machte. Da die Lampe eine große, röhrenförmige Fläche ist, lässt sich das Licht kaum präzise bündeln. Es streut unkontrolliert in den Himmel und in die Umgebung. Nach dem Einschalten leuchtet die Lampe zuerst schwach rötlich (durch das enthaltene Neon-Startgas). Es dauert 10-15 Minuten, bis das Natrium verdampft ist und die volle Helligkeit sowie die gelbe Farbe erreicht werden. In Zeiten von Smart Cities möchte man Licht dimmen, wenn niemand auf der Straße ist. SOX-Lampen lassen sich jedoch kaum stabil dimmen und verlieren dabei sofort ihre Effizienz.

Ohne ein Vorschaltgerät lässt sich eine solche Lampe nicht betreiben. Ohne eine Leuchte auch nicht. Daher war der Vergleich mit anderen Leuchtmitteln auf der Basis der Lichtausbeute bestenfalls von akademischem Wert. Linestra gegen SOX-Lampe aufzustellen, war absurder als Kartoffeln mit Kaviar zu vergleichen.

Der Betriebsaufwand (Leuchte, Vorschaltgerät u.Ä.) ist der eine Faktor, der die Lichtausbeute als Maß schlecht aussehen lässt. Es gibt aber einen anderen Faktor, der auch bei den heutigen LEDs die Lichtausbeute relativ bedeutungslos macht: die Leuchtdichte. Die Leuchtdichten, die hocheffiziente LEDs erreichen, liegen eine Größenordnung unter der der Sonne. Solche Elemente können ohne Abdeckung nicht in Innenräumen betrieben werden. So müssen Linsen oder Abdeckungen vorgesehen werden, die das Licht lenken oder weicher machen. Sie schlucken ebenfalls Lichtstrom, und zwar nicht zu knapp. Je stärker das Licht einer LED gestreut oder geformt werden muss (z. B. bei einem sehr engen Spot oder einer sehr weichen Flächenleuchte), desto höher sind die optischen Verluste. Um die einzelnen LED-Punkte unsichtbar zu machen, wird das Licht gestreut. Dies kostet oft 20 % bis 40 % der Lichtleistung.

Hinzu kommen Totalreflexion und Gehäuse: icht, das flach auf eine Grenzfläche trifft, wird zurück ins Innere der Leuchte reflektiert (Totalreflexion). Wenn das Gehäuse innen nicht perfekt weiß oder spiegelnd ist, wird dieses Licht in Wärme umgewandelt. Dies macht oft weitere 3 % bis 7 % aus.

Vollends obsolet scheint die Lichtausbeute als Maß, wenn man “smarte” Leuchtmittel benutzt. Diese halten die LED dauerhaft bereit und steuern und regeln das Licht bei Bedarf. Es kann sein, dass eine solche “smarte” Beleuchtung mehr Energie zum Warten verbraucht als zum Leuchten.

Was können irreführende Maße bewirken?

Auf dem Gebiet der Beleuchtungstechnik ist mein bestes Beispiel die Indirektbeleuchtung. Sie wurde seit den 1920ern als unwirtschaftlich angesehen. Das Thema will ich nicht hier weiter vertiefen. (Bei Interesse hier lesen.) Unbelastet von der Vergangenheit ist eine andere Beleuchtungsart, deren Wirkung (Blendfreiheit), ähnlich funktioniert wie bei der Indirektbeleuchtung. Sie wird von einer großen Firma als “mildes” Licht vermarktet. Mild wirkt sie deswegen, weil man durch eine geeignete Einrichtung die von den Nutzern sichtbare Leuchtdichte reduziert. Aber dies ist mit einem Verlust an Lichtstrom verbunden. Achtet man lediglich auf das Licht, das in der Arbeitsebene ankommt, und lässt die Leuchtdichten unbeachtet, ist sowohl das milde Licht als auch das indirekte wenig “effizient” i.S. der Lichttechnik.

Wenn heute die Rede ist von gutem Bürodesign, denken viele Menschen daran, die “Deckenbeleuchtung” abzuschaffen. Was in führenden Designzeitschriften als modernes Design abgebildet wird, sind Leuchten, die eher Wohnraumleuchten sind und nicht die “effizienten” Büroleuchten. (mehr s. Licht für New Work).

Ein anschauliches Beispiel für die Irreführung durch ein falsches Mass lieferte die Autotechnik. Die einst führenden US-Hersteller maßen die Leistung ihrer Motoren ohne die Aggregate, ohne die die Motoren nicht funktionieren können. Die Europäer maßen sie an der Welle. So fiel der führenden Autonation nicht auf, dass der Lüfter des Motors zu mehr als 90% der Betriebszeit wirkungslos war, aber bei Höchstgeschwindigkeit etwa 5% des Energieverbrauchs, bzw. einen Verlust von 3-5 PS verursachte. Das bewirkte einen hohen Lärmpegel und unnötigen Spritverbrauch. Der zum Antrieb benötigte Keilriemen war zudem ein Sicherheitsrisiko.

Fazit: Eine Maßzahl führt immer dann in die Irre, wenn sie eine mehrdimensionale Realität (Gesundheit, Bildqualität, Lichtqualität) in einer eindimensionalen Zahl zusammenfassen will. Am deutlichsten lässt sich das Problem am Beispiel der Lichtqualität darstellen. Die LiTG-Studie, die einst begonnen wurde, um eine Maßzahl oder einen Faktor zu ermitteln, trägt den Titel: Lichtqualität - ein Prozess statt einer Kennzahl.

Zur Zukunft des Phantoms

Die Lichtausbeute ist vermutlich die älteste Kennzahl in der Beleuchtungstechnik. Für sie gibt es keinen Ersatz, weil sie ein Maß für die Energieeffizienz von Leuchtmitteln liefert. Dass die Energieeffizienz einer Lampe keinen Maßstab für Lichtqualität ergibt, lernt man langsam aber sicher durch leidvolle Erfahrungen. So hat die CIE 2021 nach 108 Jahren zum ersten Mal in ihrer Historie Lichtqualität definiert. (s. z.B. hier: CIE definiert Lichtqualität - Was verstehen die Leute unter Qualität?)

Eine praktischere Bedeutung hat das Vorgehen von LightingEurope. Im Kontext der aktuellen EU-Gesetzgebung (Ecodesign- und Energielabel-Verordnungen) hat LightingEurope insbesondere folgende Punkte beantragt bzw. vorgeschlagen:

1. Fokus auf das Gesamtsystem (Smart Lighting): Anstatt nur die Effizienz der einzelnen Lichtquelle (lm/W) zu betrachten, fordert der Verband, die Effizienz des gesamten Beleuchtungssystems zu bewerten. Dazu gehört auch die Einbeziehung von Sensorik und Steuerung in die Bewertung.
2. Praxistaugliche Lebensdauer-Metriken: Klare Regeln für die Angabe der Nutzlebensdauer (Useful Lifetime), um unrealistisch hohe Marketingversprechen einzudämmen und die Vergleichbarkeit für professionelle Planer zu erhöhen.

Der Geburtstag dieses Phantoms lässt sich präzise angeben: April 1924. Vor 102 Jahren wurde die V(λ)-Kurve als Basis der Definition von Licht akzeptiert. Sie hat Licht definiert und damit messbar gemacht. Damit wurde die Grundlage dafür geschaffen, dass mit Lichtprodukten gehandelt wird. Und zwar weltweit. In 1948 wurde das Lumen offiziell von der 9. Generalkonferenz für Maß und Gewicht – CGPM als Einheit für den Lichtstrom international ratifiziert und festgelegt.

Wenn man heute auf einer Lampenverpackung liest: "12W - 806 lm - 840" (R_a) und versteht, dass die gekaufte Lampe aus 12 W aufgenommener Leistung 806 lm Licht produziert und dies mit einem Farbwiedergabeindex von 80 - 89 bei einer Lichtfarbe von 4000K, dann ist es ein Verdienst dieser Kurve.

Was die Zahlen bedeuten

Dabei besagt die Zahl 12W, dass die Lampe eine Leistung von 12 W aufnimmt, um 806 lm Licht zu produzieren. Die letztere Zahl, 840, war 1924 noch nicht geboren. Sie gibt an, wie gut die besagten 806 lm die Farben der von ihr beleuchteten Objekte wiedergeben. Das war 1924 recht egal, man wollte erst einmal Helligkeit haben. Wenn man sich die Beleuchtungsstärken anguckt , die damals in den Arbeitsstätten herrschten, versteht man gleich, warum alles andere relativ unwichtig war.

Die Basis der Angabe heißt Lichtstrom, dessen Einheit Lumen ist. Welche Bedeutung diese Größe in der Branche besitzt, kann man daran ermessen, dass die CIE immer wieder versucht hat, Lumen zu einer Basiseinheit im SI-System zu machen. Das SI-System ist so etwas wie eine Weltbeherrschungsformel. Alle Staaten der Welt benutzen dieses System für alle Messungen von der Zeit bis zum Gewicht. Eine Ausnahme machen nur drei Staaten, Myanmar, die ehemalige britische Kolonie Burma; Liberia, ein künstlicher afrikanischer Staat, dessen Bevölkerung ehemalige Sklaven aus den USA bildet; und die USA selber.

Das SI-System kennt 7 Basisseinheiten: Zeit, Länge, Masse, Stromstärke, Temperatur, Stoffmenge und Lichtstärke. Diese erkennt man daran, dass ihre Symbole keine Formeln enthalten: s, m, kg, A, K, mol und cd. Alle weiteren Einheiten werden aus diesen sieben abgeleitet. So gibt es für das allseits bekannte Gewicht eine Ableitung wie diese: kg•m/s² . Eine Kugel mit der Masse von 1 kg wiegt 9,81 kg•m/s² bzw. 9,81 N wie Newton.

Die Lichtstärke Candela war immer das "Sorgenkind" unter den Basiseinheiten. Sie ist die einzige Einheit, die direkt auf der menschlichen Wahrnehmung (der Hellempfindlichkeitskurve des Auges) basiert, statt auf einer rein objektiven physikalischen Größe. Leider ist das mit dem Basieren auch nicht ganz korrekt. Denn Candela entspricht keine einzige Wahrnehmung.

Eine Basiseinheit sollte so einfach wie möglich definiert sein. Das Lumen enthält jedoch den Steradiant (sr), also eine Raumwinkel-Komponente. Die Metrologen des CIPM argumentierten, dass eine Basiseinheit nicht von einer anderen abgeleiteten Größe (dem Raumwinkel) abhängen sollte, wenn es sich vermeiden lässt. Den meisten Experten wird indes weder Steradiant noch der Raumwinkel ein Begriff sein. Beide sind nur Lichttechnikern gut bekannt.

Am Ende wurde Candela als eine SI-Basiseinheit gewählt, weil es präziser zu messen war. Als das SI-System 2019 revidiert wurde, beantragte die CIE, dass Lumen, also die Einheit des Lichtstroms, zu einer Basiseinheit werden möge. Man blieb bei Candela, weil die Messgenauigkeit dieser Größe trotz aller technischen Fortschritte immer noch größer war. Der Lichtstrom ist aber nicht deswegen zum Phantom geworden.

Schwindende Bedeutung der Helligkeit

Hellempfindung beschreibt nur eine der Wirkungen von Licht. Diese besitzt eine umso größere relative Bedeutung gegenüber anderen Wirkungen, je weniger Licht zur Verfügung steht, wie man nachts auf der Autobahn verstehen lernt. Auch die innerstädtische Beleuchtung in der Nacht ist, so opulent sie auch scheinen mag, eine Art Notbeleuchtung. Erst ab Beleuchtungsstärken um 100 lx oder Leuchtdichten um > 10 cd/m² kann man von einer (relativ ) hellen Umgebung sprechen.

Die hier dargestellte Kurve zeigt den prinzipiellen Verlauf der Sehleistung in Abhängigkeit von einer Einflussgröße (Kontrast, Beleuchtungstärke etc. Bis zu einem bestimmten Wert steht einer Größe keine messbare Sehleistung gegenüber. Danach nimmt sie steil zu, um später nur noch wenig anzusteigen. Ab einem bestimmten Zustand sieht man schlechter. So kann man eine Zeitung bei 5 lx gerade noch entziffern, bei 20 lx einigermaßen lesen. Je nach Alter und Druckqualität der Zeitung fängt die Abflachung der grünen Kurve etwa bei 1000 Lux an. Ähnlich geht es mit der Größe der Schrift. Wenn sie unter 0,5 mm groß ist, können die meisten Menschen sie nicht lesen. Zwischen 1 mm und 3 mm steigt die Lesbarkeit steil an. Noch größere Zeichen sind zwar auffälliger, aber nicht besser lesbar, jedenfalls nicht in einer Zeitung oder in einem Buch.

Bei einer grundsätzlich wichtigen Leistung des Auges, der Sehschärfe, sieht man, dass sie bereits bei relativ geringen Leuchtdichten (10 cd/m² oder 100 cd/m²)  ihren Höchstwert etwa erreicht. Bei anderen Funktionen können höhere oder geringere Werte einer Einflussgröße zu einem Maximum an Leistung führen.

Wenn man sich die realen Beleuchtungen in deutschen Betrieben anguckt, stellt man fest, dass die Beleuchtungsstärken zwischen 200 lx und etwa 2000 lx liegen können. Heute geplante Beleuchtungen liegen meist über 500 lx. Das entspricht etwa einer Leuchtdichte von 125 cd/m² auf dem Büropapier. Somit liegen wir bei dem obigen Diagramm in dem Bereich, wo die Sehleistung kaum mehr mit der Beleuchtungsstärke ansteigt.

Allein zum Lesen reichen gemäß Bodmann Beleuchtungsstärken bis ca. 50 lx.[1] Er hatte bereits 1962 ein Niveau von 400 lx empfohlen, um eine angenehm helle Arbeitsumgebung zu realisieren. Über 60 Jahre später brauchen die wenigsten Arbeitnehmer das Licht zum Lesen. Ihre Sehaufgabe steht auf dem Bildschirm, auf dem die Beleuchtung bestenfalls stört. Die Empfehlung von Bodmann bezüglich der hellen Umgebung steht aber noch. Man kann sich nur darüber streiten, ob 400 lx reichen oder gerade das Minimum sind.

All das ließ die Bedeutung des Lichtstroms schwinden. Dafür stieg die relative Bedeutung einer weiteren Funktion des Lichts, die der Farbempfindung. Zum einen braucht man die Beleuchtung stärker als zu Zeiten Bodmanns, um die Arbeitsumgebung angenehmer zu gestalten. Zum anderen kann man jetzt Wert auf Qualität legen, weil unsere Wohn- und Arbeitsstätten keine notdürftig beleuchteten Umgebungen mehr sind, wo man froh wäre, überhaupt etwas Licht haben zu dürfen.

Nicht zuletzt an den Pflichtangaben für Lampenverpackungen wie "12W - 806 lm - 840" (entspricht R_a 80 - 89) erkennt man die (neue) Bedeutung der Farbqualität. Die hier erwähnte Lampe, kein besonderes Produkt, erzeugt 806 lm; ihre modernere Form würde nur noch 7 W verbrauchen. Dies entspricht 58 Edison-Lampen der ersten Serie, die Wert gefunden wurden, um auf Weltausstellungen präsentiert zu werden.

Die beispielhafte Lampe ist der Nachfahre der Allgebrauchsglühlampe für 60 W. Was deren Licht 1924 ökonomisch bedeutet hat und ein Jahrhundert später bedeutet, kann man an einer Beispielrechnung erkennen. Um dies zu berechnen, müssen wir drei Faktoren berücksichtigen: den Strompreis, die Effizienz der Leuchtmittel und die Kaufkraft (Inflation).

• Strompreis: In Deutschland kostete eine Kilowattstunde (kWh) etwa 40 bis 50 Pfennig.
• Einkommen: Ein durchschnittlicher Arbeiter verdiente damals etwa 150 bis 200 Mark im Monat. Eine 60-W-Lampe kostete damals etwa 1,50 bis 2,00 Reichsmark.
• Lichtausbeute: Eine 60-Watt-Wolfram-Glühlampe erzeugte damals ca. 600 bis 700 Lumen.

Um eine 60-W-Lampe eine Stunde zu betreiben, verbrauchte man 0,06 kWh. Das kostete etwa 3 Pfennig. Was wenig klingt, war viel: Ein Arbeiter musste dafür etwa 10 bis 15 Minuten arbeiten. Eine Stunde Licht (800 Lumen) kostet heute etwa 0,28 Cent (0,007 kWh • 40 Cent). Bei einem Durchschnittslohn entspricht das einer Arbeitszeit von weniger als einem Bruchteil einer Sekunde. Der "reale" Preis für Licht ist mindestens um den Faktor 80 bis 100 gesunken. Das ist repräsentativ für die Abnahme der Wertigkeit der künstlichen Helligkeit.

Um das Licht, das eine moderne Wohnung heute an einem Abend verbraucht, im Jahr 1924 zu erzeugen, hätte eine Familie einen signifikanten Teil ihres Tageslohns ausgeben müssen. Licht war damals etwas, das man beim Verlassen des Raums sofort ausschaltete – nicht aus Umweltbewusstsein, sondern aus purer finanzieller Notwendigkeit. (Eine genauere Berechnung findet sich hier.)

Auch wenn die Fachleute der Branche das Lumen als Maß aller Dinge sehen wollen, bezeichne ich den Lichtstrom als Phantom. Die Lichttechnik muss ihre Maße nicht nur an der Hellempfindung festmachen, sondern eher an der Farbempfindung. Bis heute gehört Farbensehen nicht zur Sehleistung.

[1] Bodmann. H.W.: Beleuchtungsniveaus und Sehtätigkeit, Int. Licht Rundschau, 1962, S. 41

Bodmann, H.W.: Kriterien für optimale Beleuchtungsniveaus, Lichttechnik, 15. Jahrg. Nr. 1/ 1963, S. 24-26

Dieses Phantom war wohl zu Zeiten Goethes bekannt, von dem der Spruch überliefert ist: „Ich wüsste nicht, was sie besseres erfinden könnten, als wenn die Lichter ohne putzen brennten.“ Wer Licht machen wollte, musste sich schon immer um dessen Pflege bemühen. Unterschiedlich waren nur der Umfang und die Berechenbarkeit des Aufwands, den man treiben musste. (s. dazu Kapitel Epochen der Kunst der Lichtmacher)

Im Laufe der Jahrhunderte wurde der Pflegebedarf für Licht stetig geringer, was einen großen Teil des Fortschritts der Technologie ausmacht. So musste man bei der Kerze recht häufig nachsehen, ob sie noch brennt. Edisons erste Lampe brannte 40 Stunden lang ohne Aufsicht. Nur wenige Jahrzehnte danach musste die Industrie einen Glühlampenweltvertrag beschließen, um die Lebensdauer der Lampe auf 1000 h zu kürzen. Und heute redet man von 50.000 Stunden, die eine LED Licht spenden soll. Abgeschafft wurde die Pflege der Beleuchtung aber immer noch nicht. Sie wurde nur unendlich komplizierter. Seit langem hat sie einen Namen: Wartungsfaktor. Es fehlt nur an der Modernisierung des Inhaltes. Daher die Qualifizierung als Phantom.

Der Wartungsfaktor als technischer Begriff

Wie jedes Ingenieurprodukt ist auch die Technik der künstlichen Beleuchtung fest mit dem Prinzip von Inspektion und Wartung verbunden. Inspektion heißt, man prüft den bestimmungsgemäßen Zustand. Wartung bedeutet, dass man eine Technik ertüchtigt und wieder in den bestimmungsgemäßen Zustand bringt.

Der Begriff bestimmungsgemäßer Zustand ist juristisch relevant. Er bedeutet, dass sich ein technisches Produkt in dem Zustand befindet, den sein Hersteller für den üblichen Betrieb vorgesehen hat. Der bestimmungsgemäße Zustand (oft synonym zu „bestimmungsgemäßer Betrieb“ oder „bestimmungsgemäße Verwendung“ verwendet) beschreibt den Zustand einer technischen Anlage, Maschine oder eines Produkts, in dem es sicher, effizient und entsprechend seiner Auslegung und Dokumentation betrieben wird. Wenn beim Arbeitsstättenrecht von Beleuchtung die Rede ist, ist dieser Zustand gemeint.

Bei der Kerze hatten die Aufgabe, den bestimmungsgemäßen Zustand zu erreichen, die Lichtschneuzer übernommen, die spezialisierte Diener der Reichen waren. Opern und Theater beschäftigten Komödien-Lichtputzer für diese Aufgabe. Die Pflege in der Zeit, als man Licht durch Verbrennen erzeugte, galt nicht nur der Beleuchtung, denn die Stoffe, die bei der Verbrennung entstanden, so z.B. Ammoniak und Schwefel, zerstörten die Dekorationen, Gemälde und sonstige Ausstattungen. Das Licht war sogar Konkurrent des Menschen um den Sauerstoff. So hatten die Lichtschneuzer und -putzer eine Schutzaufgabe für alles.

Bei der Beleuchtung hingegen war die Sache nicht so klar. So ist mir kein Berufsstand bekannt, der den Betrieben das regelmäßige Fensterputzen erledigt, um die Fenster in den bestimmungsgemäßen Zustand zu versetzen. Das Problem muss uralt sein, denn der staatlich geförderte Film Licht des Amtes für schöne Arbeit von 1935 beginnt die gute Beleuchtung mit kollektivem Fensterputzen. Hingegen schrieb mir ein Architekturkritiker im März 2026 über ein viel gelobtes öffentliches Gebäude, er hätte unter schlechten Bedingungen gearbeitet, weil der Architekt vergessen hatte, dass die Fenster auch mal geputzt werden müssen. Eigentlich ein Verstoß gegen die Arbeitsstättenverordnung.

Bei der künstlichen Beleuchtung sollte so etwas nicht vorkommen können. Die lichttechnische Industrie hatte und hat – ganz uneigennützig – ein großes Interesse daran, dass installierte 100 lx immer 100 lx blieben. Wie man das auch anstellen mag. Die Definition eines Wartungsfaktors bildete den vorletzten Schritt dazu.

Der Wartungsfaktor (Maintenance Factor, MF) ist eine dimensionslose Kennzahl in der Lichtplanung. Er definiert das Verhältnis der Beleuchtungsstärke einer Anlage zu einem spezifischen Zeitpunkt (Wartungszeitpunkt) im Vergleich zu ihrem Neuzustand. Der Begriff wurde erst spät 1992 definiert, obwohl es immer bekannt war, dass eine Lichtplanung auf der Basis des Neuzustandes nie sinnvoll gewesen sein konnte. Der eigentliche Durchbruch für die heutige Definition kam im Jahr 1992. Die Internationale Beleuchtungskommission (CIE) veröffentlichte den technischen Bericht CIE 97 "Maintenance of indoor electric lighting systems".

Der Wartungsfaktor wird aus vier spezifischen Verlustfaktoren berechnet, die die Lampen, deren Lebensdauer, die Leuchten und die Verschmutzung der Raumwände betreffen.

WF = LLMF x LSF x LMF x RSMF

LLMF (Lampenlichtstrom-Wartungsfaktor): Berücksichtigt die Abnahme des Lichtstroms der Lichtquelle über die Betriebsdauer (Degradation)

LSF (Lampenlebensdauerfaktor): Berücksichtigt die statistische Ausfallwahrscheinlichkeit der Leuchtmittel bis zum Wartungszeitpunkt.

LMF (Leuchtenwartungsfaktor): Berücksichtigt die Verschmutzung der Leuchte in Abhängigkeit von ihrer Bauart und der Umgebungssauberkeit.

RSMF (Raumwartungsfaktor): Berücksichtigt die Abnahme der Reflexionsgrade von Wänden und Decken durch Verschmutzung.

Auch in dieser Formel kann man die Natur einer Vorgabe erkennen, die sicherstellen will, dass eine Beleuchtung immer dem gewünschten Zustand entspricht. Was der gewünschte Zustand für Arbeitsstätten ist, wurde seit 1913 in diversen Regelwerken (Normen, Gesetzen, Verordnungen etc.) festgelegt (s. Beitrag Beleuchtung von Arbeitsstätten muss i.S. des Arbeitsschutzes reguliert werden.). Festgelegt wurde fast immer die in einer horizontalen Messebene in Arbeitshöhe (einst 85 cm, später etwas tiefer) vorhandene Beleuchtungsstärke. Diese stellt den Vertragsgegenstand zwischen dem Auftraggeber und dem Lichtplaner dar.

Als der Begriff noch nicht existierte …

Schon in den Anfängen der elektrischen Beleuchtung war bewusst, dass Anlagen mit der Zeit dunkler werden, lange bevor die Lampen ausfallen. In den alten deutschen Normen (wie der DIN 5035) wurde jedoch meist nicht mit einem detaillierten "Wartungsfaktor" gerechnet, sondern mit einem pauschalen Planungswert (oft 1,25).

• Man schlug einfach 25 % auf die benötigte Beleuchtungsstärke auf, um Verluste auszugleichen.
• Das entsprach rechnerisch einem Wartungsfaktor von 0,8 (1 / 1,25 = 0,8).

Das war gemessen an der Genauigkeit, mit der ein Planer die angestrebte Beleuchtungsstärke erzielte, sogar zu genau. Damals ging das Gerücht herum, dass die Wettervorhersage im Monat April genauer war als die Lichtplanung bei der Bestimmung der Beleuchtungsstärke. Tatsächlich haben wir bei gerichtsfesten Messungen festgestellt, dass bei einer Vorgabe von 500 lx als Nennwert (= 625 lx Neuwert), Werte zwischen 300 lx und 2000 lx installiert wurden. In einem Fall, bei dem bei einer falschen Beleuchtungsstärke ein Gang vor Gericht drohte und deswegen eine präzise Vorgabe der späteren Messung bei der Auftragsvorgabe erfolgte, variierte in 38 Anlagen (= 38 Bürohäuser für jeweils etwa 300 Mitarbeitende) mit dem gleichen Leuchtentyp des gleichen Herstellers die Beleuchtungsstärke zwischen 350 lx und 900 lx.

Interessant ist, wogegen der Verlust berechnet wurde. Der Zustand, gegen den ein Verlust berechnet wurde, nannte sich die Nennbeleuchtungsstärke. Die Größe Nennbeleuchtungsstärke war „der zeitliche und örtliche Mittelwert“ der Beleuchtungsstärken. Was soll man sich darunter vorstellen? Einen örtlichen Mittelwert kann sich jeder halbwegs gebildete Laie verstehen: Man misst die Beleuchtungsstärke an verschiedenen Orten und berechnet davon den Mittelwert. Aber der zeitliche Mittelwert? Die Erklärung der Nennbeleuchtungsstärke, die das Maß für den Verlust darstellt, umfasste in DIN 5035:1990 ca. eine DIN-A4-Seite und war selbst für erfahrene Verwaltungsrichter eine Herausforderung bei entsprechenden Klagen. Denn kaum eine technische Größe wurde je krummer definiert:

„Die Nennbeleuchtungsstärke E_n ist für Arbeitsstätten in Innenräumen der Nennwert der mittleren Beleuchtungsstärke im Raum oder in der einer bestimmten Tätigkeit dienenden Raumzone, für den die Beleuchtungsanlage auszulegen ist.“ Soweit ist die Sache noch in Ordnung. Aber die Norm erklärt weiter: „Die Nennbeleuchtungsstärke E_n für Arbeitsstätten in Innenräumen bezieht sich:

• auf den mittleren Alterungszustand der Beleuchtungsanlage:
• auf den eingerichteten Innenraum die eingerichtete Raumzone;
• im allgemeinen auf die horizontale Arbeitsfläche in 0,85 m Höhe über dem Fußboden; bei anderer Lage der Arbeitsfläche bezieht sich die Nennbeleuchtungsstärke E_n auf diese Lage (z.B. Schaltschrankmontage, Zeichenbrett, Schreibtisch);
• bei Verkehrswegen in Innenräumen auf deren Mittellinie in max. 0,2 m Höhe über dem Fußboden.“ (fettkursiv schlecht oder gar nicht bestimmbare Faktoren)

Wie soll man verstehen, was es bedeutet, dass sich eine Planungsgröße, die man beim Bau einer Arbeitsstätte zugrunde legen muss, auf die Lage eines Schreibtisches bezieht?  Woher weiß der Planer, wann der mittlere Alterungszustand einer Beleuchtungsanlage sein wird? Kann man bereits bei der Planung eine Größe berücksichtigen, die sich auf einen eingerichteten Raum bezieht, bevor dieser Raum überhaupt entstanden ist?

Nachdem die Nennbeleuchtungsstärke etwa 30 Jahre lang kaum jemandem ein Begriff geworden war, wurde sie zusammen mit der Normenreihe DIN 5035 abgeschafft. An ihre Stelle trat die Wartungsbeleuchtungsstärke bzw. der Wartungswert der Beleuchtungsstärke. Diesen Wert kann jeder jederzeit an jedem Arbeitsplatz messen. Wie hoch er sein soll, kann man in DIN EN 12464-1 ab Jahrgang 2001 lesen.

Durch diesen Vorgang bekam der Wartungsfaktor eine neue Bedeutung. Hat man einst einen pauschalen Zuschlag zur Nennbeleuchtungsstärke eingeplant (z.B. 1,25 für die meisten Fälle), kann man seit 2001 vereinbaren, wann eine Wartung erfolgen soll (z.B. nach 1 Jahr oder nach 3 Jahren), wonach sich der Wartungswert errechnet.

Rechtliche Lage

In Deutschland ist die Wartung von Beleuchtungsanlagen kein "nice-to-have", sondern durch Gesetze und Normen geregelt. Dabei wird grundsätzlich zwischen der Beleuchtung und der Sicherheitsbeleuchtung (Notbeleuchtung) unterschieden. Die primäre Rechtsgrundlage ist die Arbeitsstättenverordnung (ArbStättV) in Verbindung mit der ASR A3.4 ("Beleuchtung"). Der Arbeitgeber muss sicherstellen, dass die Beleuchtung jederzeit den Anforderungen der ASR A3.4 entspricht.

Zwar muss kein Betrieb diese ASR erfüllen. Das gilt aber nur, wenn er gleichwertige oder bessere Vorgaben hat. Hinsichtlich der Beleuchtung dürfte es jedem schwerfallen, eine gleichwertige Alternative zu den geforderten Eigenschaften zu realisieren. Die Instandhaltung wird in 9.2. Instandhaltung der ASR A3.4 geregelt. In diesem Paragraphen sind auch die Fenster nicht vergessen: “Um die Versorgung mit Tageslicht nicht zu beeinträchtigen, sind Fenster und Dachoberlichter regelmäßig zu reinigen. Anforderungen an den Arbeitsschutz bei der Reinigung von Fensterflächen siehe ASR A1.6 „Fenster, Oberlichter, lichtdurchlässige Wände“.

Die ASR fordert auch: “Es ist dafür zu sorgen, dass sichere Instandhaltung möglich ist, insbesondere ist für einen sicheren Zugang zu sorgen.”

Wenn sich jemand auf die Norm DIN EN 12464-1 beruft, muss dieser auch den Wartungsfaktor berücksichtigen. Die Aufgaben des Planers sind wie folgt beschrieben:
„Der Konstrukteur [der Lichtplaner, Anm. d.A.] muss:

— f_m angeben [f_m ist der Gesamtwartungsfaktor, oben WF genannt] und alle Annahmen auflisten, die bei der Ermittlung des Werts gemacht wurden,

— die für die Anwendungsumgebung geeignete Beleuchtungsanlage angeben und

— einen Wartungsplan vorbereiten, z. B. für die Häufigkeit des Ersetzens der Lichtquelle, für Reinigungsintervalle von Leuchte und Raum.

f_m hat einen großen Einfluss auf die Energieeffizienz. Die bei der Ermittlung von fm gemachten Annahmen müssen sowohl realistisch erreichbar als auch auf eine Weise optimiert werden, die zu einem hohen Wert führt.“

Wo es arg kneift

Fehlendes Bewusstsein bei den Anwendern

Anwender zeigen im Allgemeinen wenig Neigung, Beleuchtung zu warten. Bei betrieblichen Studien habe ich die Frage, ob man einen Wartungsplan hätte, gestellt, um die nicht so ehrlichen Kandidaten herauszufischen. Denn man kann i.d.R. davon ausgehen, dass es den Betrieben nicht einmal bewusst ist, dass sie so etwas brauchen. Man weiß gleich, warum, wenn man sich die Beschreibung der Nennbeleuchtungsstärke anguckt.

Wenn man sich die möglichen praktischen Bedingungen näher ansah, konnte man auch verstehen, warum man an eine Wartung erst gar nicht dachte. Manche Leuchten brauchen zwei Elektriker, um die Lampen zu entfernen. Und die einst vorherrschenden Hochglanzspiegel durfte man nur mit Schutzhandschuhen anfassen. Auf den Tischen standen zuweilen hochauflösende Bildschirme mit einem Gewicht bis 20 kg oder Drucker bis 40 kg. All das wegräumen, um Leuchten zu putzen?

Ein Fachmann, der in den 1970er Jahren die Wartung von Beleuchtung als Dienstleistung anbieten wollte, verdiente keinen Cent damit. In mehreren Jahrzehnten der Betriebsberatung ist uns kein Wartungsplan über den Weg gelaufen.

Das liebe Geld

Da es den Anwendern an Bewusstsein für die Wartung der Beleuchtung fehlt, kann ein Planer einen hohen Wartungsfaktor zugrundelegen, z.B. 0,8, und dem Kunden gegenüber verschleiern, dass er einen festen Reinigungszyklus von einem Jahr voraussetzt. Es ist überhaupt fraglich, ob ein Betrieb weiß, dass eine Reinigung der Wände zu der Wartung der Beleuchtung gehört. Man deklariert eine Industriehalle oder ein Standardbüro einfach als „sehr saubere Umgebung“. Dann setzt man den Raumwartungsfaktor (RSMF) und Leuchtenwartungsfaktor (LMF) so hoch an, als würde dort täglich Staub gewischt. So springt der Wartungsfaktor von realistischen 0,67 auf 0,85. Dabei bedeutet ein WF von 0,67, dass man 50 % mehr installieren muss, während man bei 0,85 nur 17% mehr installiert. Man spart also 20% der Installation durch optimistische Annahmen, die nicht einmal zutreffen. Kein Kläger, kein Richter.

Verwirrende neue “Begriffe”

Obwohl es vielen Leuten vom Fach sehr schwergefallen war, sich von der Nennbeleuchtungsstärke auf die Wartungsbeleuchtungsstärke umzustellen, hat die Normung in der letzten Ausgabe der EN 12464-1 redlich Mühe gegeben, die Sache noch komplizierter zu machen. So wurden noch der “minimale Warnungswert der Beleuchtungsstärke” und der “höhere Wartungswert der Beleuchtungsstärke” vorgeschrieben. Zu denen kam noch  eine Forderung nach dem Wartungswert der mittleren zylindrischen Beleuchtungsstärke, wobei man diese Größe nach einem Kontextmodifikator eine Stufe höher oder tiefer wählen kann.

Was dieser Kontextmodifikator sein soll, habe ich lange gesucht. In der Norm ist die Rede von „kontextabhängigen Modifikatoren“, womit gemeint ist, dass z.B. eine Aufgabe Fehlermöglichkeiten beinhaltet, deren Folgen schwerwiegend sein können. Dann soll die Beleuchtungsstärke eine Stufe höher gewählt werden. Warum man der folgenden Anforderung folgen soll, leuchtet mir immer noch nicht ein: „Der Wartungswert der Beleuchtungsstärke darf um mindestens eine Stufe in der Beleuchtungsstärke-Skala (siehe 4.3.2), angepasst werden wenn die Sehbedingungen von den üblichen Annahmen abweichen.“

Insgesamt waren in dem Entwurf dieser Norm so viele Sonderbarkeiten, dass die Übersetzung ins Deutsche zwei Jahre gedauert hat, obwohl die größte Gruppe unter den Autoren aus Deutschland kam.

Obsolete Grundlagen

Die Festlegung der Wartungsfaktoren in CIE 97 im Jahre 1992 erfolgte auf der Basis von Erfahrungen mit Leuchten, Lampen und Räumen aus den 1970er und 1980er Jahren. Zwei Jahrzehnte danach musste nachgebessert werden, weil sich die Lampen wie die Leuchten geändert hatten (CIE 97:2005). Man legte den Fokus auf den individuellen Wartungszyklus. Wie ich oben erklärt habe, fehlt den Auftraggebern die Motivation dazu, aus dieser Entwicklung einen Vorteil im Sinne der besseren Beleuchtung zu machen.

Die wichtigste Änderung betrifft aber die Lampentechnik. In ganz Europa wird nur noch LED-Beleuchtung installiert. Dabei hat sich eine Marketingszahl als Motivationskiller herausgeschält: die Zahl 50.000. Diese soll angeblich die Lebensdauer der LED kennzeichnen. Für Betriebe bedeutet sie eine ungeheure Zahl, durch die jegliche Fürsorge für die Beleuchtung entfällt. In welchem Büro mag wohl die künstliche Beleuchtung die 50.000 Betriebsstunden hinter sich bringen?

In der Lichtplanung und energetischen Bilanzierung (nach DIN V 18599) gibt es für ein Standardbüro in Deutschland klare Richtwerte für die jährliche Betriebsdauer. In fensternahen Bereichen brennt das Kunstlicht oft nur 50 % der Zeit (ca. 1.200 – 1.500 Stunden). Theoretisch nimmt die Norm bei Tagnutzung 2.250 Stunden an. So kann ein Optimist (1200 h Brenndauer jährlich) von 41,66 Jahren ausgehen, für den Pessimisten ergeben sich 22,22 Jahre.

In Deutschland werden gewerbliche Gebäude, die nach dem 31.3.1985 fertiggestellt wurden, linear mit 3 % pro Jahr abgeschrieben, was einer rechnerischen Lebens-Dauer von 33 Jahren entspricht. Die wirtschaftliche Lebensdauer beträgt ca. 30 – 50 Jahre. So kann man optimistischerweise damit rechnen, im Laufe der Lebensdauer eines Bürohauses mit einem Lampenwechsel davonzukommen. Vielleicht kann man den aufschieben?

Doch dem ist nicht so. Denn erstens gibt es elektrisch beleuchtete Sicherheitszeichen (z.B. Fluchtwegbeschilderung), die während der gesamten Betriebsstunden ständig leuchten müssen, häufig rund um die Uhr. Der Glaube an die 50.000 Stunden lässt sogar die wöchentlichen Inspektionen vergessen, die erforderlich sind. Zweitens ist die Lebensdauerbetrachtung einer LED wesentlich komplizierter (s. Kapitel Angaben für die Lebensdauer von Leuchtmitteln. Wie kompliziert es mit der LED ausschaut, erkennt man an der Formel L₇₀B₁₀C₁₀F₁₀. L₇₀ bedeutet, dass die LED bei 70% des Anfangslichtstroms am Ende ist. B₁₀ bedeutet, dass dabei höchstens 10% der Elemente diesen Wert unterschreiten dürfen. C₁₀ bedeutet, die zu einem gegebenen Zeitpunkt zu erwartende Ausfallrate in Prozent. Ein Wert von C₁₀ bedeutet, dass in einem Modul 10% aller Elemente total ausgefallen sind. F₁₀ bedeutet, dass höchstens 10% der LED den L-Wert unterschreiten dürfen (inklusive Totalausfall).

Die Angaben für die Lebensdauer von LEDs gelten nur für optimale Temperaturbedingungen. Bereits kleine Abweichungen können zu drastischen Verlusten an Lebensdauer führen. Diese können durch ungeeignete Leuchten bedingt sein, aber auch durch zu hohe Temperaturen in Industriehallen. Für den letzten Fall müsste ein zusätzlicher Korrekturfaktor für die Temperatur berücksichtigt werden.

In der Realität ist der Vorgang der Degradation eines LED-Moduls noch schwieriger zu beschreiben, weil die Module nicht nur an Leuchtdichte verlieren, sondern auch in Farbe. Oder ein Element ist noch in Betrieb, flimmert aber nur noch.

Fazit

Der Wartungsfaktor ist ein Erbe alter Zeiten, das die Bezeichnung Phantom redlich verdient. Er hat noch lange nicht ausgedient, weil das Konzept Teil eines jeden Engineering-Konzepts ist. Der Wartungsfaktor beruht aber auf recht alten Daten und noch älteren Vorstellungen mit Lampen, die es nicht mehr gibt. Die modernen Lampen weisen andere Alterungserscheinungen auf. Dabei geht die Alterung der Lampe gleich zweimal in die Berechnung des Wartungsfaktors ein, als Lampenlichtstrom-Wartungsfaktor und als Lampenlebensdauerfaktor. Der letztere Faktor beruht zum einen auf einer drastisch höheren fiktiven Lebensdauer[1] gegenüber älteren Lampen (50.000 h gegenüber 1.000 h bei Allgebrauchsglühlampen und 10.000 h bei Leuchtstofflampen).

Anstatt die Leuchten von Anfang an mit 100 % Leistung zu betreiben (und damit am Anfang "zu viel" Licht zu haben), kann man heute technische Gegenmaßnahmen wie CLO-Treiber ( constant light output) nutzen. Die Elektronik gleicht den LLMF automatisch aus. Die Leuchte startet bei etwa 80 % Leistung und steigt über die Lebensjahre hinweg schrittweise auf 100 % Leistung. Beispiele für diese Funktionalität gibt es z.B. hier und da und dort. Ein CLO-Treiber spart über lange Jahre Strom und verlängert die Betriebsdauer einer LED.

Ob und wann man sich allgemein eine solche Technik aneignet, ist trotz der Vorteile leider nicht gesagt. Ein Grund könnte die höhere Investition zu Beginn sein. Man muss mehr in die Technik investieren, um später daraus Vorteile zu erzielen. In einem professionell genutzten Gebäude fallen die Investitionen beim Investor an, die Vorteile beim Mieter. Diese sind i.A. zwei unterschiedliche Firmen. Selbst wenn sie Töchter derselben Firma sind, erscheinen die Kosten und die Ersparungen in zwei getrennten Bilanzen auf. Dieser Umstand hat die Durchsetzung des elektronischen Vorschaltgerätes mehrere Jahre verzögert.

Im Privatbereich spielen solche Überlegungen kaum eine Rolle. Die Energieersparnis (durch das gedimmte Start-Niveau) ist bei einer einzelnen Lampe so gering, dass sich der Aufpreis für den teuren Treiber im privaten Umfeld oft erst nach Jahrzehnten rechnen würde. Zudem muss man daran denken, dass viele Privatleute gebrannte Kinder sind, was die Lebensdauer von Lampen angeht. Bereits bei der Glühlampe konnte man den Verdacht nicht loswerden, dass da etwas nicht stimmte. Bei der Leuchtstofflampe, die sich im Wohnbereich nie richtig durchsetzen konnte, war es umgekehrt. Fiel eine Glühlampe gefühlt zu früh aus, waren Leuchtstofflampen im Haushalt (z.B. bei Aquarien) noch bei der doppelten oder dreifachen Lebensdauer im Einsatz, auch wenn sie nur noch die Hälfte des Lichts abgaben, die sie am Anfang produziert hatten.

LEDs sind da ein Fall sondergleichen. Viele erleben, dass die angeblich ewig lebende Lampe nach wenigen Tagen den Geist aufgibt,  wofür der Hersteller des Leuchtmittels häufig nichts kann. Das Problem liegt beim Kühler oder bei den sonstigen Faktoren für die Kühltechnik. Auch dieser Umstand ist privat schwer zu vermitteln, weil LEDs nachgesagt wird, dass sie sehr wenig Strom brauchen und noch weniger Wärmestrahlung in ihrem Licht haben. Beides stimmt sogar. Aber auch das vorzeitige Ableben vieler LEDs aus thermischen Gründen.

Es gibt also sowohl berechenbare als auch schwer verständliche Faktoren, die dem Phantom Wartungsfaktor zu einem langen Leben verhelfen werden.

[1] Hier spreche ich absichtlich von einer fiktiven Lebensdauer, weil die angegebenen Zahlen eher vom Marketing stammen als von der Realität. Auch wenn die Zahlenwerte Jahre bedeuten, kommen sie sehr unterschiedlich zustande. S. hierzu Angaben für die Lebensdauer von Leuchtmitteln

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