Aus dem Facharchiv: Elektropraxis
Lichtplanung für Human Centric Lighting (2) - Anwendung der Normen DIN/TS 5031-100 [1] und DIN/TS 67600 [2]
Dank der Normen, die im November 2021 und im August 2022 veröffentlicht wurden, gibt es sowohl klare Regeln für die Messung und Bewertung von Licht im Hinblick auf seine nichtvisuellen Wirkungen als auch Hinweise, die der Lichtplaner als Planungsempfehlungen für Projekte nutzen kann.
Im ersten Teil (ep 03-23) ging es um die richtige Anwendung der Normen DIN/TS 5031-100 und DIN/TS 67600. In diesem zweiten Teil, der als Fortsetzung gedacht ist, wird im Wesentlichen die Umsetzung in die Praxis besprochen. Energieeffizienz und die richtige Dynamik über den Tagesverlauf sind dabei die wesentlichen Themen.
Energieeffizienz
Im Planungsbeispiel im ersten Teil (Heft 03/23) hatte sich ein Zielwert für MEDI von 373 lx bei 50-jährigen Personen ergeben (250 lx/0,67).
Im Beispiel wurde eine Leuchte aus der Biolux Serie mit hoher Farbqualität Ra = 94 und einer Systemeffizienz von 105 lm/W bei 6 500 K verwendet. MDER beträgt 0,945 für diese Leuchte, sodass sich ein Zielwert für die Beleuchtungsstärke Ev am Auge von 395 lx ergibt, um den oben genannten Wert von MEDI zu erreichen.
Unter der Annahme, dass typischerweise ein Verhältnis von 2:1 von horizontaler zu vertikaler Beleuchtungsstärke vorliegt, werden auf der Arbeitsfläche somit etwa 800 lx notwendig sein, um den Zielwert von MEDI zu erreichen.
Dies ist ein hoher Wert und die Frage nach dem Gesamtenergieverbrauch eines Systems und nach der Energieeffizienz stellt sich unmittelbar.
In einem typischen Besprechungsraum von 4 x 5 m braucht man theoretisch 16 000 lm, um diesen Raum mit 800 lx direkt zu beleuchten. Tatsächlich sind es je nach Raum etwa 30 – 50 % mehr, aber Verluste und Reflexionen werden zur Vereinfachung in den Beispielen ignoriert, da sie die Verhältnisse zwischen den verschiedenen Beispielen nicht verändern.
Bei etwa 4 200 lm Lichtstrom eines Biolux-Panels kommt man mit 4 Leuchten gerade so hin. Die verbrauchen zusammen 160 W, wenn sie auf 100 % eingestellt sind.
Nun liegt der Gedanke nahe, eine effizientere Leuchte mit 140 lm/W bei 6 500 K einzusetzen. Es wären dann nur 30 W je Leuchte notwendig, um den gleichen Lichtstrom auf der Arbeitsfläche zu erreichen. Die notwendige Leistung wäre dann nur 120 W, also 25 % weniger. Allerdings haben Leuchten mit einer so hohen Energieeffizienz i. A. eine schlechtere Farbwiedergabe mit einem Ra um 80 und einen Wert von nur 0,8 für MDER.
Man hätte dann zwar auch mit der geringeren Leistung die gleiche Beleuchtungs-stärke von knapp 800 lx auf der Arbeitsfläche, aber MEDI am Auge der Nutzer wäre wegen des geringeren MDER nur noch 316 lx. Das ist nicht ausreichend, um den Zielwert von 373 lx zu erreichen. Man müsste somit die Beleuchtungsstärke um 18 % erhöhen. Das benötigt dann knapp über 140 W und der vermeintliche Vorteil in der Energieeinsparung schmilzt auf weniger als 20 W zusammen. Dafür hat man eine unnötig hohe Beleuchtungsstärke von 930 lx auf der Arbeitsfläche bei einer deutlich geringeren Farbwiedergabe von etwa Ra = 80. Die Einsparung liegt nur noch bei 11 % gegenüber der Variante 1.
Autor: Dipl.-Phys. Dieter Lang
Literatur
[1] DIN/TS 5031-100:2021-11 Strahlungsphysik im optischen Bereich und Lichttechnik – Teil 100: Über das Auge vermittelte, melanopische Wirkung des Lichts auf den Menschen – Größen, Symbole und Wirkungsspektren. Zuvor: DIN SPEC 5031-100: 2015-08 Strah-lungsphysik im optischen Bereich und Lichttechnik – Teil 100: Über das Auge vermittelte, melanopische Wirkung des Lichts auf den Menschen – Größen, Formelzeichen und Wirkungsspektren.
[2] DIN/TS 67600:2022-08 Ergänzende Kriterien für die Lichtplanung und Lichtanwendung im Hinblick auf nichtvisuelle Wirkungen von Licht.
Der vollständige Artikel ist in unserem Facharchiv nachzulesen.