Lichttechnik MS2: Lampen und Leuchten PDF

LICHTTECHNIK MS2 Lampen und Leuchten Carolin Liedtke Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg 07.01.2025 LIGHT PIC DER WOCHE 5 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten LERNZIELE LAMPEN UND LEUCHTEN Die Studierenden … kennen die den Unterschied Lampen und Leuchten …...

LICHTTECHNIK MS2 Lampen und Leuchten Carolin Liedtke Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg 07.01.2025 LIGHT PIC DER WOCHE 5 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten LERNZIELE LAMPEN UND LEUCHTEN Die Studierenden … kennen die den Unterschied Lampen und Leuchten … kennen verschiedene Prinzipien der Lichterzeugung … kennen lichttechnische Gütemerkmale, mit denen sich Lampen beschreiben lassen … kennen typische lichttechnische Gütemerkmale von Temperaturstrahlern … kennen typische lichttechnische Gütemerkmale von Entladungslampen … kennen typische lichttechnische Gütemerkmale von LEDs … kennen Bestandteile von Leuchten … kennen verschiedene Arten und Merkmale von Leuchten 6 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten LAMPEN UND LEUCHTEN 7 | Bilder. Louis Poulsen Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten  Leuchte Lampe 8 | Bilder. Louis Poulsen Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten EINTEILUNG LAMPEN Lampen Elektrolumineszenz- Temperaturstrahler Entladungslampen strahler Niederdruck- Hochdruck- Leuchtdioden Glühlampen entladungslampen entladungslampen Quecksilberdampf- Halogenglühlampen Leuchtstofflampen hochdruckentladungslampen Kompaktleuchtstoff- Halogenmetalldampf- lampen hochdruckentladungslampen Natriumdampf- Natriumdampf- niederdrucklampen hochdruckentladungslampen 9 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten TEMPERATURSTRAHLER 400 500 600 700 (nm) 10 | Bilder: Material Philips Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten RICHTWERTE HALOGENLAMPEN Lichtstrom 60 – 48 000 lm Punktlichtquelle, Lichtverteilung gerichtetes Licht Lichtausbeute < 25 lm/W Lebensdauer 2000 – 4000 h Farbtemperatur 2800 – 3200 K Farbwiedergabe- 100 index Ra Anlaufverhalten direkt 100% 11 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten ANWENDUNGEN Akzentbeleuchtung: Geschäfte, Büros, öffentliche Gebäude und Wohnungen Allgemeine / dekorative Beleuchtung: zu Hause und in Geschäften Arbeitsplatzbezogene und dekorative Beleuchtung: alle Anwendungen ACHTUNG: Ökodesign-Richtlinie! 12 Bild: Philips Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten GASENTLADUNGSLAMPEN 13 Bilder: Philips Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten KOMPAKTLEUCHTSTOFFLAMPE 14 | Bilder: Philips Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten VERWENDUNG VERSCHIEDENER LEUCHTSTOFFE 15 | Bilder: Philips Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten RICHTWERTE LEUCHTSTOFFLAMPEN Lichtstrom 200 - 6150 lm Beispiel Spektrum Leuchtstofflampe Lichtverteilung diffuses Licht Lichtausbeute ≤ 104 lm/W Lebensdauer 15000 – 30000 h ähnlichste 2700 – 17000 K Farbtemperatur Farbwiedergabe- >90, >80, 51-72 index Ra (abhängig vom Typ) direkt Licht, 100% nach Anlaufverhalten paar Minuten 16 | Bilder: Philips Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten LEUCHTSTOFFLAMPEN Anwendungen, in denen diffuses Licht mit einer hohen Lichtausbeute gewünscht ist: Büros Industrie Läden Korridore öffentliche Bereiche Einkaufszentren ACHTUNG: Ökodesign-Richtlinie! 17 | Bilder: Philips Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten EXKURS: ÖKODESIGN-RICHTLINIE Verordnungen 2019/2020/EU und 2019/2015/EU. https://www.licht.de/de/lichtthemen/lampenausst ieg/zeitplan-fuer-den-ausstieg 18 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten EXKURS: ÖKODESIGN-RICHTLINIE https://www.licht.de/de/lichtthemen/lampenausst ieg/zeitplan-fuer-den-ausstieg 19 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten EXKURS: ÖKODESIGN-RICHTLINIE https://www.licht.de/de/lichtthemen/lampenausst ieg/zeitplan-fuer-den-ausstieg 20 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten NIEDERDRUCK  HOCHDRUCK Bessere spektrale Verteilung In den meisten Fällen weniger abhängig von Änderungen der Umgebungstemperatur 21 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten SPEKTRUM HOCHDRUCK QUECKSILBERDAMPFLAMPE Hochdruck Quecksilberdampflampe, ohne Leuchtstoffschicht relative spektrale Strahldichte 365 546 436 579 405 185 254 313 297 200 300 400 500 600 700 Wellenlänge (nm)  22 | Material: Philips Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten Quelle: Philips HALOGEN-METALLDAMPFLAMPEN Halogen-Metalldampflampen haben denselben Aufbau wie Quecksilberdampflampen. Durch Zusätze von Metalljodiden und -bromiden wird die Lichtausbeute und die Farbwiedergabe gegenüber Hg-Lampen wesentlich verbessert. 23 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten RICHTWERTE HALOGEN-METALLDAMPFLAMPE Lichtstrom 5700 - 220 000 lm Punktlichtquelle Lichtverteilung oder diffuses Licht Lichtausbeute ≤ 108 lm/W Lebensdauer 3000 – 20000 h ähnlichste 3000, 4000, Farbtemperatur 5600K Farbwiedergabe- 75 - 95 index Ra Anlaufverhalten ca. 3 - 8 Minuten Neustart 5 - 15 Minuten 24 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten ANWENDUNGEN Verkehrs- und Außenbeleuchtung Beleuchten von Messehallen, Industrie- und Verkehrsanlagen Flutlichtanlagen in Sportstadien 25 | Bilder: Philips Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten LED 29 | Bild: Color Kinetics (l), Global Precision Circuits (r) Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten LED Energie des Elektrons [eV] Wellenlänge [nm] AlGaAs AlInGaP Aluminiumgalliumarsenid InGaN Aluminiumgallium- indiumphosphid Indiumgalliumnitrid rote LED blaue LED grüne LED Leuchtstoff blaue LED 470 525 590 630 (nm) 470 525 590 630 (nm) 30 | Material Philips Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten PRINZIPIEN DER LICHTERZEUGUNG FÜR WEIßES LICHT a. Kombination von roten, grünen und blauen LED b. Addition von Leuchtstoff (Gelb) zum blauen Chip c. Addition von Leuchtstoff (Gelb) zum blauen und rotem Chip (hohe Effizienz) 31 | Material aus: LiTG Schrift‚ LED für die Allgemeinbeleuchtung‘ 2012, Bild OSRAM Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten LED FARBTEMPERATUR UND SPEKTRUM Ra = 83, Ra = 72, CCT = 2800 K CCT = 3600 K 32 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten MERKMALE LED Leuchtstoff und LED kleinen Abmessungen Absorptionsspektrum zwischen 420 – 480 nm lange Lebensdauer wandeln unter Verlusten kurzwelliges in breitbandig praktisch keine UV-und IR-Strahlung gelbes Licht um viele (Licht-)Farben, auch gesättigte Kombination aus blau und gelb = weiß hohe Farbtemperatur gerichtetes Licht manchmal geringe Farbwiedergabe (im weißen Licht robust, stoßfest fehlen Anteile von Blau-Grün, Grün und vor allem Rot!) keine Wärme in Lichtstrahl Aufbesserung durch weitere Farb-LED; Lebensdauer der Leuchtstoffe begrenzt unterschiedliche Farberscheinungen vom Zentrum des Lichtkegels zum Rand (Im Zentrum blau; am Rand gelb; Ursache: unterschiedliche Weglänge der Lichtstrahlen im Leuchtstoff) 33 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten RICHTWERTE LED Lichtverteilung Punktlichtquelle < 130 lm/W Lichtausbeute (in der Praxis) (weiße LED) < 250 lm/W (Lab) Lebensdauer 30 000 - 50 000 h Beispiel Spektrum LED ähnlichste 2800 – 5000 Farbtemperatur Farbwiedergabe- > 70, > 80, > 90 index Ra Anlaufverhalten direkt 35 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten ANWENDUNGEN 36 | Bild: flickr – meltedplastic (lu), Philips (o, ru) Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten ÜBERSICHT LAMPEN Temperaturstrahler (Kompakt) Natrium Nieder- Hochdruck- LED Leuchtstofflampen drucklampen entladungslampen erhitzen einer Entladungsspannung beschleunigt freie Elektronen Strom durch Glühwendel  Halbleitermaterial  Strahlung im ultravioletten und – oder im sichtbaren  emittierte Spektralbereich Strahlung im Strahlung (zum sichtbaren kleinen Teil) im Spektralbereich sichtbaren (abhängig von Spektralbereich Materialwahl) 37 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten ÜBERSICHT LAMPEN Thermische Gasentladungs- Lumineszenz- Festkörperstrahler lampen strahler Halogenlampen (Kompakt) Natrium Nieder- Hochdruck- LED Leuchtstofflampen drucklampen entladungslampen sehr gute große Band- sehr schlechte energieeffizient große Farbwiedergabe breite in Farb- Farbwiedergabe lange Verschiedenheit dimmbar temperatur und lange Lebensdauer an Produkten direkt Licht Farbwiedergabe Lebensdauer Weiß und Farbe warm-weißes lange sehr effizient energieeffizient Licht Lebensdauer sehr lange begrenzte hohe Effizienz funktionelle funktionelle Lebensdauer Lebensdauer Preiswert Straßen- Straßen- dimmbar geringe Effizienz teilweise dimmbar beleuchtung beleuchtung, preiswert öffentliche Akzent-, Dekorative, Außenbereiche, und Allgemein- Sportanlagen. beleuchtung im häuslicher Allgemein- Im Innenraum: Innen- und 38 Gebrauch, Akzent- beleuchtung Allgemein- und Außenraum beleuchtung Akzent-beleuchtung VON DER LICHTQUELLE ZUR LEUCHTE 39 | Bilder: morguefile Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten DEFINITION LEUCHTE „Eine Leuchte ist eine Einrichtung zur Verteilung und/oder Umwandlung des Lichtstromes der Lampe, die zur Befestigung und zum Schutz der Lampe(n) sowie zu ihrem Anschluss an das Stromversorgungsnetz erforderlichen Bauteile erhält.“ (CIE Publikation Nr. 17) „Durch die Leuchte kann das Licht einer Lampe so modelliert werden (Lichtstärkeverteilung, spektrale Zusammensetzung, zeitliche Variation), dass eine bestimmte Lichtwirkung zustande kommt.“ (Baer 2006) 40 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten DEFINITION LEUCHTE Leuchte Lampe 41 | Bilder. Louis Poulsen Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten DEFINITION LEUCHTE Leuchte ? Lampe 42 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten  AUFBAU EINER LEUCHTE Leuchtengehäuse Lampe Optische Bauteile Betriebsgerät Elektrische Anschlüsse Halterung / Tragsysteme Quelle: Baer 2006 43 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten AUFBAU EINER LEUCHTE Optische Bauteile - Prinzip Reflexion Bild 2.11 44 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten  AUFBAU EINER LEUCHTE Optische Bauteile - Reflexion Reflektor Parabel Ellipse Kreis Hyperbel Evolventenreflektor Hybrid 45 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten AUFBAU EINER LEUCHTE: Optische Bauteile – Reflexion Reflektor Parabel Ellipse Kreis Hyperbel Evolventenreflektor Quelle: Ganslandt, Hoffmann:Handbuch der Lichtplanung Hybrid 46 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten AUFBAU EINER LEUCHTE Optische Bauteile - Reflexion Reflektor Parabel Ellipse Kreis Hyperbel Evolventenreflektor Quelle: Ganslandt, Hoffmann:Handbuch der Lichtplanung Hybrid 47 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten AUFBAU EINER LEUCHTE: Optische Bauteile – Reflexion - Lamellen und Raster 48 |Baer 2006 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten AUFBAU EINER LEUCHTE Optische Bauteile - Prinzip Reflexion Transmission 49 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten AUFBAU EINER LEUCHTE Optische Bauteile – Transmission Abdeckungen für Leuchten klar satiniert opal 50 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten AUFBAU EINER LEUCHTE: Optische Bauteile – Transmission Abdeckungen für Leuchten - Prismenstrukturen 51 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten AUFBAU EINER LEUCHTE: Optische Bauteile – Transmission Linsen für Strahler Skulpturenlinse Floodlinse Softlinse 52 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten AUFBAU EINER LEUCHTE Lichtlenkung - Generationswechsel Konventionell freistrahlend Reflektoren Linsen Diffuser Lightguides LED 53 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten AUFBAU EINER LEUCHTE LED Lichtlenkung Frei-strahlend Reflektoren Linsen Diffuser Lightguides Kostengünstig Einzeln oder als Array Komplexer Aufbau Einfacher Aufbau Seitliche Einfacher Farbige Schatten Berechnungsaufwand Mehrere LED Einkopplung Aufbau (ebene /glänzende Totalreflexion + Refraktion Verluste durch Begrenzte Ohne Verluste Oberfläche) Rückreflexion, Austrittsfläche Verluste durch Absorption, Blendung Vordiffusoren Streuung Absorption Sehr flache Sphärisch facettiert Lichtlenkung diffus Gehäuse, breiter Mehrfach- Linse pro LED, Rand schatten Array: Reflektor pro exakte Position! homogene LED, exakte Position! Lichtaustrittsfläche homogene Keine gezielte Farbveränderung, Blendung Lichtaustrittsfläche Lichtlenkung Genaue bis sehr Einzellinsen oder Collimator Beeinflusst genaue Lichtlenkung –Layer Kombination Gehäusehöhe Blendungsbe- Sehr genaue Lichtlenkung grenzung 54 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten AUFBAU EINER LEUCHTE LED: Reflektoren + Raster 55 Quelle: Norbert Fernkorn, Spittler Lichttechnik GmbH Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten AUFBAU EINER LEUCHTE LED: Linsen 56 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten AUFBAU EINER LEUCHTE LED Lichtlenkung - Herausforderungen 57 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten WIEDERHOLUNG: LICHTSTÄRKEVERTEILUNGSKURVEN UND -KÖRPER Lichtstärkeverteilungskurven LVK und Lichtstärkeverteilungskörper dienen zur Charakterisierung des Lichtfeldes C-Ebenen γ-Winkel C – Ebenen Körper C0 - C180 Ebenen C90 - C270 Ebenen 58 | Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten LVK DIREKT/INDIREKT 62 https://www.dmlights.com/blog/interpret-light-distribution-curve/ Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten KLASSIFIKATION LVK rotationssymmetrisch symmetrisch in Hauptebenen C0-180, C90-C270 asymmetrisch / schrägstrahlend 64 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten KLASSIFIZIERUNG Lichtstromverteilung Direkt 100% - 90% 0 % - 10% Vorwiegend Direkt 90% - 60% 10% - 40% Direkt-Indirekt 60% - 40% 40% - 60% Vorwiegend Indirekt 40% - 10% 60% - 90% Indirekt 10% - 0% 90% - 100% 65 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten  LEUCHTENEIGENSCHAFTEN Mechanische Eigenschaften: Schutzart (IPXX) 66 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten KLASSIFIZIERUNG Einteilung nach Montage Innenleuchten Pendelleuchten Anbauleuchten Einbauleuchten / Downlights Steh- und Tischleuchten Wandleuchten Strahler Stromschienenleuchten 67 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten KLASSIFIZIERUNG Einteilung nach Montage Innenleuchten Pendelleuchten Anbauleuchten Einbauleuchten / Downlights Steh- und Tischleuchten Wandleuchten Strahler Stromschienenleuchten 68 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten LANGFELDLEUCHTEN 69 | Folie Raphael Kirsch, Bilder Trilux Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten KLASSIFIZIERUNG Einteilung nach Montage Innenleuchten Pendelleuchten Anbauleuchten Einbauleuchten / Downlights Steh- und Tischleuchten Wandleuchten Strahler Stromschienenleuchten 72 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten KLASSIFIZIERUNG Einteilung nach Montage Innenleuchten Pendelleuchten Anbauleuchten Einbauleuchten / Downlights Steh- und Tischleuchten Wandleuchten Strahler Stromschienenleuchten 73 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten KLASSIFIZIERUNG Einteilung nach Montage Innenleuchten Pendelleuchten Anbauleuchten Einbauleuchten / Downlights Steh- und Tischleuchten Wandleuchten Strahler Stromschienenleuchten 76 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten TISCHLEUCHTE / ‚UNDER SHELF‘ LEUCHTE 77 | Bilder Philips, Steelcase Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten KLASSIFIZIERUNG Einteilung nach Montage Innenleuchten Pendelleuchten Anbauleuchten Einbauleuchten / Downlights Steh- und Tischleuchten Wandleuchten Strahler Stromschienenleuchten 79 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten KLASSIFIZIERUNG Einteilung nach Montage Innenleuchten Pendelleuchten Anbauleuchten Einbauleuchten / Downlights Steh- und Tischleuchten Wandleuchten Strahler Stromschienenleuchten 80 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten KLASSIFIZIERUNG Einteilung nach Montage Innenleuchten Pendelleuchten Anbauleuchten Einbauleuchten / Downlights Steh- und Tischleuchten Wandleuchten Strahler Stromschienenleuchten 81 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten LEUCHTEN-ANWENDUNGEN https://www.alights.com/products/interior-lighting/wings/wng 83 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten LEUCHTEN-ANWENDUNGEN 84 Lichttechnik MS2 https://de.intra-lighting.com/family?family=Tracker Lampen und Leuchten LEUCHTEN-ANWENDUNGEN 85 Lichttechnik MS2 https://www.iguzzini.com/de/blade-r-all-in-one/ Lampen und Leuchten LEUCHTEN-ANWENDUNGEN 86 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten https://www.zumtobel.com/PDB/Ressource/teaser/de/de/ARTELEA.pdf LEUCHTEN-ANWENDUNGEN 87 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten https://www.viabizzuno.com/de/produkte/mercato/230/gruppo/350/ LEUCHTEN-ANWENDUNGEN 88 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten https://www.artemide.com/de/projects/158/olmo-restaurant? SCHIENENSYSTEME Quelle: Ganslandt, Hoffmann, S. 72 89 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten STROMSCHIENENSYSTEME Stromschienenarten 230 V, 1- Phase, DALI 230 V 3- Phasen 230 V, 3- Phasen, DALI 48 V, LED, 1- Phase, DALI Quelle: Eutrac.de 90 Lichttechnik MS2 Lampen und Leuchten