Abschied von der T8-Lampe

Teil 2: Lichtstärkeverteilung und Lichtstrom bei LED-Röhren

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Die EU-Kommission arbeitet seit geraumer Zeit daran, die Verordnungen zur umweltgerechten Produktgestaltung von Lichtquellen zu einer einzigen Verordnung zusammenzufassen und dabei das Anforderungsniveau neu festzulegen. Nachdem die Mitgliedstaaten und das EU-Parlament zugestimmt haben, dürfte die Verordnung den Leuchtmittelmarkt in zwei Stufen 2021 und 2023 neu regeln. Für die T8-Lampe bedeutet sie das weitgehende Aus ab dem 1.9.2023.

Der erste Teil dieser Beitragsreihe in der vorherigen Ausgabe des ep [10] gab einen Überblick zur kommenden Beleuchtungsregelung der EU mit ihren Zielen und den Folgen insbesondere für die T8-Lampe. Der vorliegende zweite Teil vertieft die Betrachtung hinsichtlich des Einsatzes von LED-Röhren in Leuchtstofflampen-Leuchten.

Ziel: Reduzierung des
Stromverbrauchs

Die neue EU-Verordnung zu Beleuchtungsprodukten [11] faßt die bestehenden Verordnungen zusammen und legt das Anforderungsniveau neu fest. Sie soll vor allem den Stromverbrauch für Beleuchtung nennenswert verringern und Vereinfachungen für die Hersteller wie auch die Marktüberwachungsbehörden schaffen. Die Verordnung gilt im wesentlichen für bestimmte Lichtquellen und Betriebsgeräte für Lichtquellen.

Wie die bestehenden Verordnungen 244/2009/EG [12], 245/2009/EG [13] und 1194/2012/EU [14] stellt sie Anforderungen dreierlei Art:

  • an die Stromeffizienz,

  • an weitere Gebrauchseigenschaften wie 
z. B. den Lumenstromerhalt bei LED-Lichtquellen und

  • an Informationen.

Ab einem bestimmten Datum gilt: Hersteller oder Händler dürfen nur noch solche Produkte auf den Markt bringen, die festgelegte Eigenschaften aufweisen. Andernfalls dürfen sie nur noch die Produkte verkaufen, die vor dem Stichtag auf den Markt gebracht worden sind.

Das Niveau der geforderten Stromeffizienz ist nicht für alle Lampenarten gleich, sondern so formuliert, daß einzelne Lampenarten weiterhin auf den Markt gelangen dürfen, während andere weichen müssen. Die EU-Kommission erhofft sich auf diesem Wege eine Stromverbrauchsminderung in Höhe von rund 30 Terawattstunden (TWh) im Jahre 2030 gegenüber dem erwarteten Trend. Der mit rund 27 TWh überwiegende Teil soll dadurch erreicht werden, daß die weitverbreiteten stab-förmigen Leuchtstofflampen mit 26 mm Durchmesser (T8) und den Längen 60, 120 und 150 cm ab dem 1. September 2023 vom Markt weichen. Einen kleinen zusätzlichen Beitrag soll das Aus für Kompaktleuchtstofflampen mit eingebautem Vorschaltgerät ab 1. September 2021 sowie das Aus für bestimmte Halogenglühlampen – zum Teil ab 2021, zum Teil ab 2023 – erbringen. Anforderungen gibt es auch für Betriebsgeräte.

Das Aus für T8-Leuchtstofflampen ist nicht für alle Ausführungen dieser Lampe vorgesehen, sondern nur für Lampen mit den folgenden Eigenschaften:

  • Stabform;

  • Länge 60, 120 und 150 cm;

  • Lampen, die weißes Licht abgeben.

Bild 6 zeigt die Grenze: Lampen, deren Farbort sich innerhalb der rot umrandeten Fläche befindet, fallen in den Geltungsbereich der neuen Verordnung.

Für Lampen anderer Längen oder in U-Form gelten erreichbare Anforderungen an die Stromeffizienz. Lampen mit farbigem Licht sind ausgenommen, ebenso Lampen, die UV-Licht mit einem bestimmten Mindestgrad abgeben, beispielsweise für Sonnenbänke. Daneben ist im Anhang III der Verordnung eine Reihe von Ausnahmen genannt, die in Einzelfällen auch auf einzelne T8-Leuchtstofflampen zutreffen könnten.

Werbung und Wirklichkeit bei 
LED-Röhren

Zahlreiche Anbieter haben LED-Röhren im Programm; oft beworben als Ersatz für T8. Angaben, denen zufolge eine LED-Lampe eine Leuchtstofflampe ohne eingebautes Vorschaltgerät einer bestimmten Leistung ersetzt, sind nach der Verordnung 1194/2012/EU [14] aber nur zulässig, wenn

  • die Lichtstärke in beliebiger Richtung um die Röhrenachse um nicht mehr als 25 % von der durchschnittlichen Lichtstärke um die Röhre abweicht und

  • der Lumenstrom der LED-Lampe nicht geringer ist als der Lumenstrom der Leuchtstofflampe der angegebenen Leistung. Der Lumenstrom der Leuchtstofflampe ergibt sich durch die Multiplikation der angegebenen Leistung mit dem Wert für die Mindestlumenausbeute für die jeweilige Leucht-stofflampe in der Verordnung (EG) Nr. 245/2009 [13] und

  • die Elektroleistung (Watt) der LED-Lampe nicht höher ist als die Elektroleistung der Leuchtstofflampe, die sie ersetzen soll.

Bei einer Kurzauswertung des Marktangebotes im September 2018 wurden LED-Röhren untersucht, die als Ersatz für T8-Lampen beworben werden oder dafür infrage kommen könnten. Von LED-Röhren mit rund 26 mm Durchmesser und G13-Sockel wurden folgende Produkteigenschaften gewählt:

  • bei den von der kommenden Regelung betroffenen Längen 60, 120 und 150 cm die mittlere Länge 120 cm sowie

  • bei den Farbtemperaturen mit 4 000 Kelvin ebenfalls ein mittlerer Wert.

Gefunden wurden 112 Lampen von 55 Anbietern/Marken. Es zeigte sich:

Soweit Daten zu Lichtstärkeverteilung vorlagen – sei es als photometrische Daten oder als Angaben zu „Ausstrahl-“ oder Halbwertswinkel –, zeigte sich bei keinem Produkt eine Erfüllung der Anforderung an die Gleichmäßigkeit der Lichtstärkeverteilung (erste Bedingung).

Den in der Verordnung geforderten Mindest-Lumenstrom (zweite Bedingung, hier: 3 348 lm) lieferte nicht ein einziges der gefundenen Produkte. Zum Teil lagen die Werte der LED-Röhren sogar deutlich unter dem Wert, der in der Verordnung gefordert wird. Typischerweise betrug der gelieferte Lumenstrom rund 60 % des geforderten Wertes.

Mit ihrer Elektroleistung blieben alle Produkte unter dem Grenzwert (dritte Bedingung).

Bild 7 zeigt die Ergebnisse für die zweite und dritte Bedingung.

Immer wieder wird argumentiert, daß LED-Röhren nur in den unteren Halbraum strahlten und deshalb in Leuchten nicht die Verluste hätten, die bei T8-Leuchtstofflampen auftreten, weil deren Licht zum Teil über die Reflektoren der Leuchte umgelenkt und dabei wiederum zum Teil absorbiert wird. Deshalb sei es nicht kritisch, wenn LED-Röhren weniger Lumen abgeben.

Selbst wenn die Lichtverteilung bei LED-Röhren immer so wäre und wenn bei den Leuchtstofflampen 50 % des Lichtes auf Reflektoren träfe, die davon sogar 50 % absorbierten, gelangten zwar nur 50 + 50 × 0,5 = 75 % des Lichtes in den Raum. Dies wäre aber immer noch mehr als das, was die meisten der bei der Marktuntersuchung gefundenen Röhren bieten; siehe auch erneut dazu Bild 7.

Betrachten wir die tatsächlichen Verhältnisse bei der Lichtverteilung, zeigt sich: Zwar dürfte es Kombinationen aus Leuchte und LED-Röhre, wie beispielsweise der im Bild 8a) geben, bei denen das Licht der Röhre ohne jegliche Umlenkung über Reflektoren im Raum verteilt werden, aber typisch ist dies nicht:

  • Bei weitem nicht alle LED-Röhren strahlen nur in den unteren Halbraum ab, wie die Bilder 8b) bis d) zeigen.

  • Betrachtet man weiterhin die Anordnung von Röhren in Leuchten, sieht man, daß nicht nur das von der Lampe in den oberen Halbraum abgestrahlte Licht durch Reflektoren umgelenkt wird, sondern oft auch ein Teil des in den unteren Halbraum abgestrahlten Lichtes.

Damit treten oft auch beim Einsatz von LED-Röhren Reflektorverluste auf. Bei Leuchtstofflampen sind diese Verluste zwar anteilig größer. Wegen des deutlich kleineren Lumenstromes bei LED-Röhren gelangt im Ergebnis bei Leuchtstofflampen aber meist deutlich mehr Licht in den Raum.

Wichtig ist auch die Verteilung im Raum. Hier kann sich der deutlich andere Abstrahlcharakter der LED-Röhren negativ bemerkbar machen. Ein Beispiel sind direkt/indirekt abstrahlende Büroleuchten, die ihre Funktion mit überwiegend in eine Richtung abstrahlenden LED-Röhren nicht mehr erfüllen.

Die Bilder 9 und 10 zeigen exemplarisch für ein Hochregallager in der Industrie, wie sich die Beleuchtungsstärkewerte negativ veränderten, wenn in den auf einer Höhe von 9,5 m montierten Leuchten die T8-Leuchtstofflampen durch LED-Röhren ersetzt werden würden: Beispielsweise auf dem Boden von 100 bis 270 lx auf nur noch 40 bis 90 lx.

Ergebnis

In einzelnen Fällen kann der Umstieg von Leuchtstofflampen auf LED-Röhren unkritisch sein. Mindestens aber überall dort, wo die Arbeitsstättenverordnung gilt, sollte bzw. darf auf eine Prüfung nicht verzichtet werden.

Literatur


Bilder:


(6) Lampen, deren Farbort sich innerhalb der rot bzw. blau umrandeten Fläche befindet, fallen in den Geltungsbereich einer Verordnung. Dieser ist unterschiedlich weit. Die Verordnung 244/2009/EG [12] (Haushaltslampen mit ungebündeltem Licht) deckt auch Lampen ab, deren Licht einen deutlicheren Farbton hat als es bei der Verordnung 245/2009/EG [13] (Büro- und Industrie- und Straßenbeleuchtung) der Fall ist. Die neue Verordnung folgt dem. (Quelle: Ch. Mordziol/ep)

(7) Gegenüberstellung der Daten der bei der kleinen Marktuntersuchung vom September 2018 gefundenen LED-Röhren mit den Anforderungen der Verordnung 1194/2012/EU, Anhang II, Punkt 3.2 (Quelle: Ch. Mordziol/ep)

(8) Gegenüberstellung der Lumenstromverteilung bei LED-Röhren und T8-Lampen Die hier dargestellten vier Beispiele a) bis d) stehen exemplarisch für die bei der Marktuntersuchung gefunden Produktdaten. Die von den Kurven umschlossenen Flächen zeigen die richtungsabhängige Verteilung des Lumenstromes quer zur Lampenachse. Zu Vergleichszwecken sind sie auf den gleichen Lumenstrom normiert. (Quelle: C. Mordziol/ep)

(8) 2. Beispiel: nicht alle LED-Tubes strahlen nur in den unteren Halbraum (Quelle: Ch. Mordziol/ep)

(8) 3. Beispiel: auch bei LED-Tubes wird mitunter ein Teil des Lichts verlustbehaftet mittels Reflektoren in den Raum umgelenkt (Quelle: Ch. Mordziol/ep)

(8) 4. Beispiel: auch bei LED-Tubes wird mitunter ein Teil des Lichts verlustbehaftet mittels Reflektoren in den Raum umgelenkt (Quelle: Ch. Mordziol/ep)

(9) Lichtverteilung mit Leuchtstofflampen in einem Hochregallager (Quelle: Ch. Mordziol/ep)

(10) Lichtverteilung der Leuchten aus Bild 9 nach Umrüstung auf LED-Röhren (Quelle: Ch. Mordziol/ep)

Literatur:

[1] [10] Mordziol, Ch.: Abschied von der T8-Lampe. Teil 1: Neue Beleuchtungsregelung der EU-Kommission – Ziele und Folgen. Elektropraktiker, Berlin 73 (2019) 6, S. 446 – 449.
[2] [11] Deutscher Übersetzungsentwurf der noch nicht veröffentlichen Verordnung; www.eup-network.de/de/eup-netzwerk-deutschland/offenes-forum-eu-regelungen-beleuchtung/dokumente/texte
[3] [12] EG-Verordnung 244/2009 mit Anforderungen an die umweltgerechte Gestaltung von Haushaltslampen mit ungebündeltem Licht; www.eup-network.de/de/eup-netzwerk-deutschland/offenes-forum-eu-regelungen-beleuchtung/dokumente/texte
[4] [13] EG-Verordnung 245/2009 mit Anforderungen an vor allem die umweltgerechte Gestaltung von Leuchtstofflampen ohne eingebautes Vorschaltgerät, Hochdruckentladungslampen sowie Vorschaltgeräte und Leuchten zu ihrem Betrieb; www.eup-network.de/de/eup-netzwerk-deutschland/offenes-forum-eu-regelungen-beleuchtung/dokumente/texte
[5] [14] EU-Verordnung 1194/2012 mit Anforderungen an die umweltgerechte Gestaltung von Lampen mit gebündeltem Licht, LED-Lampen und dazugehörigen Geräten; www.eup-network.de/de/eup-netzwerk-deutschland/offenes-forum-eu-regelungen-beleuchtung/dokumente/texte
[6] n

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