LED Leuchten für Büroanwendungen kritisch beleuchtet
Vorwort
Aufgrund der vielen Anfragen zum Thema LED Beleuchtung für Büro und Gewerbe sehen wir eine große Unsicherheit im Bezug auf die vergleichsweise neue Technik. Um hier vorab etwas „Aufklärungsarbeit“ zu Leisten werden wir das Thema LED Beleuchtung im Bezug auf professionelle Anwendungen, also im Büro und Gewerbebereich, nachfolgend genauer erklären.
Der Energieverbrauch als Hauptargument für LED Büro Leuchten
Durch die immer weiter steigenden Energiepreise, auch durch das Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) und die damit verbundene Umlage, ist das Thema Energieeinsparung in aller Munde. Passend dazu haben beinahe sämtliche Leuchtenhersteller, Importeure und leider auch viel zu viele „Garagenverkäufer“ mittlerweile LED Lampen und LED Leuchten im Sortiment. Neuentwicklungen erfolgenden heutzutage in vielen Fällen ausschließlich auf Basis der LED Technik.
Aber wie sinnvoll sind LED Leuchten? Haben die aktuell bekannten LEDs eine Zukunft? Oder wie wirkt sich die Technik auf den Energieverbrauch und die Lichtqualität aus? Genau diese Themen werden genauer Erläutert.
Der Mythos LED und Energieeinsparung
„Mit LED Leuchten sparen Sie 80% Energie“. Dieser und andere Werbesprüche sind immer wieder zu lesen. Im Privathaushalt im Vergleich zur Glühlampe ist das sicherlich möglich, aber wie sieht es im Büro und der Beleuchtung des Schreibtisches?
Besonders bei der Bürobeleuchtung ist in vielen Fällen ein Vergleich von Äpfel mit Birnen. Natürlich lassen sich auch hier 80% Einsparung erzielen. Aber nur wenn die Basis „stimmt“, also die vorhandene Beleuchtungsanlage entsprechend veraltet ist. In vielen Fällen werden mindestens 15 Jahre alte Leuchten als Ausgangssituation in Betracht gezogen. Hierbei wird beispielsweise eine T8 Leuchtstoffröhre in Ihrer gängigsten Leistung, mit 58 Watt, in Betracht gezogen. Dazu rechnet man ein konventionelles Vorschaltgerät (KVG) welches vor vielen Jahren eine Verlustleistung von ca. 20 Watt hatte. Zusammen ergibt diese Kombination einen spezifischen Anschlusswert von 78 Watt. Hierzu haben derart alte Leuchten oft weiße Reflektoren, oder auch Weißraster genannt, wodurch die Leuchte einen Wirkungsgrad von ca. 60% erreicht.
Altanlage mit T8 Leuchtmittel, konventionellem Vorschaltgerät und Weißraster
Ein T8 Leuchtmittel mit 58 Watt hat einen Lichtstrom von 5200 Lumen. Durch den Wirkungsgrad der 15 Jahre alten Leuchte von angenommen 60% (der bei verschmutzten Weißrasterleuchten sicherlich realistisch ist) erhält man also nur noch 3120 Lumen nutzbar aus der Leuchte. 3120 Lumen umgerechnet auf den bei LED Leuchten angegeben Wirkunggrad von Lumen / Watt, also dem Lichtstrom in Lumen pro Watt eingesetzter Leistung, ergibt das einen Wirkungsgrad von 40 Lumen/Watt.
Aktuelle Wirkungsgrade von hochwertigen LED Leuchten
Mittlerweile sind im Markt LED Leuchte von Namenhaften Herstellern verfügbar, die durch Einsatz von speziellem thermischem Design der Kühlkörper bis hin zu sehr effizienten Vorschaltgeräten und hochwertigen LED-Chips bis zu 90 Lumen pro Watt erreichen. Für Dauerbetrieb und den aktuellen Stand der Technik sicherlich ein sehr guter Wert.
Moderne T5 Leuchten und aktuelle Reflektortechnik
Wenn man aber mit einer modernen LED Leuchte in den Vergleich zieht, sollte man immer über den Tellerrand blicken und auch mit anderen modernen Techniken vergleichen. Es werden ja auch keine 10 Jahre alten Kleinwagen mit aktuellen Premiummodellen verglichen. Für eine wirtschaltliche Betrachtung macht es deshalb Sinn hochwertigen Leuchten und modernen Leuchtstoffröhren in Betrachtung zu ziehen. Hierbei werden beispielsweise Reflektoren aus speziell beschichtetem Aluminium mit einem Reflektionsgrad von 98% eingesetzt. In Verbindung mit brumm- und flackerfreien elektronischen Vorschaltgeräten (EVG) und darauf abgestimmten T5 Röhren lässt sich eine sehr hohe Effizienz erreichen.
Vergleich der Wirkungsgrade zwischen Altanlage, T5 Leuchten und LED Leuchten
Gehen wir wieder von einem Bestand an 15 Jahre alten Leuchten aus. Hierbei Betrug die Anschlussleistung pro Leuchte 78 Watt, dafür waren 3120 Lumen nutzbar. Um diese 3120 Lumen zu erreichen benötigt man mit aktuellen Büroleuchten bei einem Wirkungsgrad von 80% also einen Lampenlichtstrom von 3466 Lumen. Hierfür würde man eine T5 Röhre mit 35 Watt einsetzten, da diese mit 3650 Lumen dem benötigten Lichtstrom am nächsten kommt.
Quelle: http://www.ecat.lighting.philips.de/l/professionelle-lampen/leuchtstofflampen/tl5/master-tl5-he/927927083061_eu/
Für die bessere Vergleichbarkeit rechnen wir die LED Leuchte auf nutzbaren Lichtstrom der T5 Leuchte um. Um 3139 Lumen wie bei der T5 Leuchtstofflampe zu erreichen benötigen wir bei 90 Lumen / Watt also 34,8 Watt Leistung. Wichtig: Bei LED Leuchten angegebenen Wirkungsgrade enthalten in der Regel bereits das Vorschaltgerät. Sehr günstige Leuchten die mit hohen Werten werben, „vergessen“ häufig das Vorschaltgerät. Dieses Verbraucht je nach Qualität auch noch deutlich unterschiedlich viel.
Gegen eine moderne Lösung deutlich geringere Einsparung
Durch die LED Leuchte lassen sich im Vergleich mit modernen Leuchtstofflampen, also nicht mit Altanlagen die 15 Jahre und mehr auf dem Buckel haben, beim aktuellen Stand der Technik ca. 10% Energie sparen. Der Vergleich mit einer Glühlampe hinkt insofern besonders, da auch in sehr alten gewerblichen Gebäuden in den letzten 20 Jahre fast ausschließlich Leuchtstoffröhren verbaut wurden.
Doppelte Investitionskosten für die minimalen Einsparung
Aktuell liegt eine LED Leuchte die 90 Lumen pro Watt erreicht preislich etwa bei Faktor 2 einer hochwertigen T5-Leuchte. Die Investitionen verdoppeln sich also.
Um das Ganze noch etwas zu veranschaulichen nochmals einige Zahlen:
Eine Kilowattstunde (eine Betriebsstunde mit 1000 Watt Leistungsaufnahme) kostet ca. 0,30 Cent. Ihre T5 Leuchte mit 40 Watt Anschlussleistung kann für 30 Cent also 25 Stunden betrieben werden. Die LED Leuchte beträgt die Betriebsdauer mit einer kWh ca. 28,7 Stunden.
Für die Leuchte an einem Arbeitsplatz werden pro 40 Stunden Woche somit 1,6 kWh bei der T5 Leuchte und 1,4 kWh für die LED Leuchte benötigt.
Durch die doppelte so teure LED Leuchte lassen sich die Energiekosten von 48 Cent bei T5 Leuchte auf 42 Cent reduzieren. Somit sparen Sie 6 Cent pro Woche und Arbeitsplatz. Um also Beispielsweise eine 200 € höhere Investition pro Leuchte zu amortisieren benötigen Sie 4000 Wochen oder umgerechnet ganze 76 Jahre. Betriebswirtschaftlich wahrscheinlich eher uninteressant.
LED Beleuchtung im Branchenvergleich
Laut Umsatzzahlen in verschiedenen Branchenverbänden beträgt der Marktanteil der LED Beleuchtung im Innenbereich momentan um die 20%. Hierbei ist jedoch zu sagen, dass dort die komplette Sicherheitsbeleuchtung, also unter anderem alle Rettungszeichen die die Fluchtwegrichtung zeigen, erfasst wird. In der Sicherheitsbeleuchtung beträgt der Marktanteil der LED Beleuchtung jedoch knapp 95%. Somit bleiben für die Allgemeinbeleuchtung über LED schätzungsweise 7-9% Marktanteil.
In der Außenbeleuchtung liegt der Marktanteil aktuell bei ca. 30%. Dies hängt unter anderem mit Förderprogrammen vom Bundesministerium für Umwelt in den letzten Jahren zusammen, wodurch die Straßenbeleuchtung massiv auf LED umgerüstet wurde zusammen. Die prozentualen Anteile der verkauften Stückzahlen liegen unter den Umsatzanteilen, da LED Leuchten einfach wesentlich teurer sind als herkömmliche Lösungen sind.
LED Leuchten und Ihre Wartung
Ein weiterer nicht zu unterschätzender Punkt ist die Wartung der Leuchten. Um wieder im Bürobereich zu bleiben vergleichen wir hier auch ganz kurz die Kosten. Die Lebensdauer einer LED Leuchte soll 50.000 Stunden betragen. Eine T5 Leuchtstoffröhre hat eine Lebensdauer von ca. 20.000 Stunden. Bei durchschnittlich 250 Arbeitstagen pro Jahr mit je 9 Stunden beträgt die jährliche Betriebsdauer ca. 2250 Stunden. Die Leuchtstoffröhre hält also ca. 10 Jahre, die LED Leuchtmittel ca. 25 Jahre. Selbst wenn Sie also bereits heute planen können, dass Sie die Beleuchtung 25 Jahre betreiben möchten, würden Sie bei der herkömmlichen Leuchte vielleicht zwei Leuchtmittel im Wert von jeweils ca. 10 € benötigen. Bei dem Ausfall einer LED kann man teilweise gar nichts tauschen. Teilweise nur über das Einsenden an den Hersteller. Zusätzlich sind die Platinen, entgegen der Leuchtstoffröhren, nicht genormt, sodass Sie eventuell in 3-4 Jahren bereits keinen Ersatz mehr bekommen. Vor allem in größeren Büros könnte das Deckenbild gestört werden, wenn nach 8 Jahren fünf verschiedene Leuchtentypen an der Decke montiert sind.
Im Gewerblichen Bereich sind die Ansprüche an die Entblendung, Lichtstromerhalt / Wartung, jedoch wesentlich komplexer. Durch die Norm für Arbeitsplätze und die Arbeitsstättenrichtlinie sind genaue Beleuchtungsstärken vorgeschrieben, die nicht unterschritten werden dürfen. Wenn sich zum Beispiel ein Mitarbeiter verletzt und die Berufsgenossenschaft sich ein Bild über die genauen Umstände machen möchte fällt eine mangelnde Beleuchtung schnell auf. Vor allem in Werkstätten bzw. Produktionsbereichen sollte die Beleuchtung nicht unterschätzt werden. Quetschungen, Schnittwunden oder dergleichen sind bei zu geringer Beleuchtungsstärke wesentlich wahrscheinlicher, als in Bereichen in denen der Mitarbeiter genug Licht hat.
LED im Privathaushalt
Das Thema LED ist im Privathaushalt sicherlich einfacher. Man nehme eine klassische Deckenleuchte, ersetzt die Schraubfassung für die Energiesparlampe durch eine LED Platine mit dem entsprechenden LED Treiber. Verwendet das satinierte Glas der konventionellen Leuchte und fertig ist die LED Leuchte. Wenn es Ihnen in Ihrem Wohnzimmer zu dunkel wird, besorgen Sie sich wahrscheinlich eine neue Leuchte oder setzen ein stärkeres Leuchtmittel ein.
Begriffserklärung
Wirkungsgrad:
Der Wirkungsgrad gibt an, wie viel vom Lampenlichtstrom tatsächlich aus der Leuchte „heraus kommen“, also nutzbar sind. Die Form des Reflektors, die thermische Konstruktion und die verwendeten Materialien haben Einfluss auf die Leuchtenwirkungsgrade.
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