Die inneren Werte zählen

Das Zusammenspiel der Elemente und damit die Qualität von LED ist für den Laien nicht zu beurteilen. Bild: Pixabay Bild: Pixabay

LED-Qualität.  Die Liste der Kennwerte und Leistungsdaten von LED ist inzwischen genügend ausführlich, damit jeweils die Qualität beschrieben werden kann. An den Parametern Lebensdauer, Farbwiedergabe und Reaktionszeit lassen sich die Zusammenhänge aufzeigen.

Schreiner Beat Frei (Name geändert) denkt ökologisch. Er bemüht sich, auch so zu arbeiten. Deshalb sollte seine Werkstatt energiesparend mittels LED beleuchtet werden. Nachdem die Planung dieser Massnahme stand, ging es noch um eine mögliche finanzielle Unterstützung seitens der entsprechenden kantonalen Behörde. Und im Zuge dessen traute Frei seinen Ohren nicht: Ob er sich die kostspielige Angelegenheit auch gut überlegt habe und wie er sicher gehen könne, dass die vom Hersteller angegebene Lebensdauer der LED-Beleuchtung auch wirklich erreicht werde, so der Einwand des Vertreters der zuständigen Stelle. Denn unter Umständen rechne sich die Massnahme am Ende für Frei wirtschaftlich nicht.

Willkommen in der LED-Welt

Hinter dem Hinweis zur Sachlage im Falle von Frei verbirgt sich eine ganze Reihe von Leistungsdaten und Voraussetzungen, mit denen eigentlich nur Experten sicher jonglieren können. Denn was früher bei der Glühbirne oder den Halogenleuchten schon fast mit einer einfachen Leistungsangabe in Watt erledigt war, liegt heute mit LED gefühlt in etwa so weit zurück wie die Schallplatte für einen jugendlichen Nutzer des Musikstreaming-Anbieters Spotify.

Das betrifft nicht nur die Thematik der Lebensdauer, sondern im Grunde alle Kenn- und Leistungsdaten einer LED. Waren diese in der Vergangenheit seitens der Hersteller oft nur unvollständig angegeben, bleiben sie bei inzwischen eher lückenloser Kenntnis immer noch interpretationsbedürftig.

Das fängt mit der Lebensdauer an. Ist davon die Rede, ist die sogenannte mittlere Lebensdauer gemeint. Diese zeigt dem Konsumenten an, in welchem Zeitraum die Hälfte einer LED-Baureihe ausfällt. Es gibt dabei auch Frühausfälle, die aber beim Test unter genormten Bedingungen nicht berücksichtigt werden.

Weil diese Angabe wenig aussagekräftig ist, wird heute eine andere Kenngrösse genannt. In der Regel ist das die Nutzlebensdauer. Als Indexwert benannt, bezeichnet sie die Zeit, bis eine LED ihren ursprünglichen Lichtstrom in Lumen (lm) um die Hälfte unterschreitet. Diese wird dann entsprechend mit L50 angegeben. Immer häufiger wird diese Information von den Herstellern aber auch in Form von L70 oder etwa L80 benannt. Dahinter steckt die Besonderheit, dass LED langsam dahingehen und nicht plötzlich ausfallen, wie man es von anderen Leuchtmitteln kennt. Sind 100 000 h (Stunden) Lebensdauer angegeben – was von hochwertigen LED erreicht werden kann – dann bleibt noch die Frage, auf welche Messmethode sich die Information bezieht. Weil die Lebensdauer, egal in welcher Form angegeben, deutlich über der Gewährleistungsfrist liegt, hat der Einwand des Vertreters der kantonalen Behörde im Fall von Beat Frei durchaus seine Berechtigung.

Wie schwierig das Ganze ist, lässt sich an einem einfachen Beispiel zeigen. Angenommen, eine Lampe ist mit der Angabe L90 und 40 000 h Lebensdauer bezeichnet, während eine andere LED mit L85 und 50 000 h beschrieben wird: Welches Leuchtmittel hält länger? Tatsächlich verhalten sich beide genau gleich.

Einen Unterschied kann es aber im Beispiel beim B-Wert, angegeben in Prozent, geben. Dieser beschreibt den Anteil der Leuchten, die den Degradationswert Lx unterschreiten. Wenn beispielsweise ein Stripe mit L80 B10 bezeichnet ist, dann dürfen maximal 10 % der Leuchten schlechtere Werte aufweisen als den angegebenen L-Wert. Wissenswert ausserdem: Wird kein B-Wert genannt, dann wird stillschweigend der niedrige Wert von 50 % angenommen.

Das Leben läuft manchmal schnell

Entscheidend für die Lebensdauer einer Leuchteninstallation mit LED ist ein gelungenes Wärmemanagement. Jeder weiss, dass die Leuchtdiode an sich nicht heiss wird. Nicht jedem ist aber klar, dass die Bauteile dahinter durchaus ansehnliche Wärmemengen produzieren und diese abgeleitet werden müssen, weil sonst das Licht von deutlich kürzerer Dauer ist. Deshalb werden LED-bestückte Lichtbänder, die sogenannten Stripes, in Profilen aus Aluminium eingebettet. Je nachdem, wie viele LED sich auf einem Band befinden, welche Lichtstärke diese haben und welche Güte die verwendete Leiterbahn und die Widerstände bis hin zum eingesetzten Silikon aufweisen, existieren deutliche Unterschiede bei der Lebensdauer und auch beim Preis. Weniger Kupfer bei der dünneren Leiterbahn, zu kleine Widerstände und minderwertiges Silikon sparen den Herstellern Geld und verkürzen die Gebrauchszeit. Es kommt sogar vor, dass minderwertige LED mit höheren Stromstärken betrieben werden, um die dann geringere Helligkeit zu steigern. Das dann kurze Leben einer solchen Lampe ist praktisch programmiert.

Wichtige Kühlkörper

Das Zusammenspiel von LED-Stripes mit der Aluminiumschiene, auf denen die Leuchtmittel aufgeklebt werden, ist die letzte Hürde für das dauerhafte Funktionieren der Leuchte. Wenn ein Profil pro Laufmeter 100 g wiegt und ein anderes 300 g, leuchtet einem schnell ein, welches Profil die zwingend notwendige Hitzeableitung zuverlässiger erfüllt. «Es gibt am Markt Aluminiumprofilstäbe mit 3 m Länge, die sich ganz einfach verbiegen», weiss Mike Kroll, Geschäftsleiter von KMD Industrievertretungen aus Ebnat-Kappel SG. Das Verlangen des Marktes nach immer schlankeren und fast nicht sichtbaren Bauteilen befördert den Absatz von LED minderer Qualität. Wenn LED-Stripes und die Profile schmaler werden, muss an anderer Stelle zugelegt werden. Bei KMD hat man auch ein 4 mm schlankes LED-Stripe im Programm, das in ein Aluprofil von 6,4 mm Breite eingebettet wird. «Dafür setzen wir Profile ein, die entsprechend einen 2,5 mm starken Boden haben, um das Wärmemanagement gewährleisten zu können. Denn der Chip vor der Platine erzeugt Hitze, und die muss man auf den Kühlkörper bringen», sagt Kroll.

Dieses Beispiel zeigt, dass andere Produkte wie etwa die noch jungen, vollständig in Silikon eingebetteten und somit biegbaren Stripes konstruktionsbedingt Herausforderungen mit sich bringen. Manche Hersteller bieten solche Leuchten, bei denen auch der Diffusor aus Silikon besteht, inzwischen mit nur 8 mm Breite an. «Bei solchen Bauteilabmessungen ist es zweifelhaft, ob das Hitzemanagement zuverlässig gelöst sein kann», weiss Experte Michael Hoekstra von Hera, deren Produkte in der Schweiz vom Partnerunternehmen Störi Licht AG aus Netstal GL angeboten werden. «Will man so etwas umsetzen, dann braucht es viele LED mit relativ geringer Leistung, die dann nicht so warm werden», bestätigt Kroll die Einschätzung des Kollegen.

Die Dinge sehen, wie sie sind

Ein anderes wichtiges Qualitätskriterium von LED ist die Farbwiedergabe, ausgedrückt durch den Index Ra, international auch CRI (Colour Rendering Index). Jeder weiss, dass ein höherer Ra-Wert zu einer originalgetreuen Wiedergabe von Farben führt. Aber ob man einen Unterschied zwischen Ra/CRI >85 und >90 sieht, bleibt meist im Reich der theoretischen Annahme. «Es ist ein wenig so wie bei einer Lesebrille. Mit dieser sieht man die Dinge besser, und so ist es auch mit dem höheren Ra-Wert», sagt Kroll. Je näher die LED an die Referenzmarke von 100 kommt, was zuverlässig nur das natürliche Sonnenlicht erreicht, desto besser. Ein Wert von mindestens 80 gilt als Mindestmass, der aber in manchen Fällen zu gering ausfällt.

«Wir sehen etwa, dass beim Einsatz von erdigen Farbtönen im Innenausbau und dann in Verbindung mit Altholz und Strukturen ein höherer Ra-Wert erforderlich ist, damit die Materialien auch wirklich zur Geltung kommen und man dies auch so wahrnimmt. In einem solchen Fall kann man sagen, dass man einen Unterschied sieht», so Kroll. Wer auch hier auf Nummer sicher gehen will, der sollte deshalb auf den Ra-Wert >85 oder noch besser >90 setzen.

Es ist immer ein Kompromiss

Ein gewichtiges Problem für den Praktiker wie den Schreiner ist, dass bei der Auswahl eines geeigneten Produktes für einen bestimmten Fall meist ein Wert nicht wirklich passend ist. Wer alle Angaben sorgfältig prüft, findet meist das Haar in der Suppe. Sei es bei der Lichtstärke, beim Abstrahlwinkel, der Effizienz oder der Farbwiedergabe. Diese Aufzählung liesse sich fortsetzen. «Es handelt sich immer um Kompromisse, die man für eine spezielle Anwendung und den jeweiligen Einsatzbereich finden muss. Würden alle Werte gegen das technisch machbare Maximum gehen, wären die Produkte allesamt hochpreisig und würden so kaum verkauft werden können. Wir müssen immer wieder erklären, warum die Produkte auch ihren Preis haben», sagt Hoekstra.

Am Schluss besser gemeinsam

Werden verschiedene LED-Lichtquellen zusammen geschaltet, ergeben sich auch immer wieder unterschiedliche Zeiten der Reaktion. Diese wird im Allgemeinen bei LED mit kleiner als eine Sekunde angegeben. Ob es nun aber 0,5 oder 0,9 Sekunden sind, kann beim Betätigen des Schalters zu durchaus wahrnehmbaren Unterschieden und dann zu störenden Effekten führen. Hier scheint noch genauerer Definitionsbedarf zu bestehen. «Was zu Verzögerungen bei der Reaktion führen kann, ist nicht die LED selbst, sondern die elektronischen Bauteile davor, etwa die Art und Qualität der eingesetzten Kondensatoren. Je nach Preis und technischen Eigenschaften der Bauteile kann die Zeit unterschiedlich sein, bis eine LED reagiert», sagt Kroll. Die Experten empfehlen deshalb beim Einsatz von mehreren Lichtquellen, die über einen oder nur wenige Schalter betätigt werden, vorab die Klärung mit dem Elektriker über die Art der LED. Nur so lasse sich sicherstellen, dass alles zusammen erleuchtet wird.

www.km-decor.chwww.stoeri-licht.ch

ch

Veröffentlichung: 22. November 2018 / Ausgabe 47/2018

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