Pupil Effective Lumen - Effektivlumen einschätzen

Pupil Lumen, auch Effektivlumen genannt, sind eine neue Bewertungsgröße für die Helligkeit.

Die Definition der Effektivlumen

Mit der Einheit Lumen wird das ausgetrahlte Licht eines Leuchtmittels gemessen. Wenn man diese Helligkeit eines beliebigen Objektes nun in Abhängigkeit der menschlichen Pupille setzt, kann man auch die Wahrnehmung im Alltag bewerten. Durch diese Betrachung können Lampenhersteller besonders effektive Leuchtmittel bauen. Denn in der Regel reicht es, wenn eine Lampe Licht erzeugt das gut für das menschliche Auge ist. Die Leuchte muss nicht das ganze Spektrum abdecken, sondern nur für den Menschen angenehme Bereiche. Um diesen Faktor in den Unterschieden der menschlichen Wahrnehmung zu kompensieren, wird die Einheit Effektivlumen (Plm) genutzt.

Berechnung der "Pupil Effective Lumen"

Für die Berechnung der Effektivlumen zieht man eine definierte Formel heran. Je nach Produkt- und Lampenart, kommen dabei unterschiedliche Korrekturfaktoren zum Einsatz. Dieser Faktor ist dabei ein Wert aus dem photopisch wahrgenommenem Licht zu skotopisch wahrgenommenem Licht (P/S). Der Endwert wird in Plm (Pupil Lumen) angegeben.

Aus der einfachen Formel:

Plm/Watt = Pupil Lumen pro Watt
lm/Watt = Lumen pro Watt
P/S = P/ S Korrekturfaktor
Plm/Watt = lm/Watt * P/S


wird dann je nach Lampe die Effektivlumen berechnet indem man Lumen pro Watt mit dem P / S Verhältnis multipliziert.

Der Korrekturwert hängt dabei von der entsprechenden Lampe ab und variiert jeweils je nach Produkt und Hersteller. Daher sollten sie bei einer eigenen Berechnung unter Umständen immer den Hersteller nach den fehlenden Angaben fragen.

Beispiel für P / S Korrekturfaktor:

Hierzu wurden vom Lawrence Berkley Laboratorium (LBL) verschiedene Korrekturfaktoren ermittelt:

Leuchtmittel Standard Lumen/Watt Lumen Korrekturfaktor Pupil Lumen
Glühlampe 100 Watt 15 1.500 1,26 1.890
Leuchtstoffröhre 58 Watt 65 3.770 0,98 3.695
ML-Induktionslampe 200 Watt 90 18.000 1,92 34.560
Quecksilber Dampflampe 125 Watt 49 6.125 0,86 5.268
Quecksilber Hochdruck 400 Watt 52 20.800 0,86 17.888
Natrium Dampflampe 125 Watt 80 10.000 0,30 3.000
Halogen Metalldampflampe 125 Watt 70 8.750 1,49 13.037
Wolfram Halogen 50 Watt 22 1.100 1,32 1.452
Icepipe LED Strahler 150 Watt 106 15.600 2,00 26.790

 

Wirtschaftlicher Vergleich LED Strahler - HQL Metalldampfleuchte

 
ICEpipe Strahler
150 Watt
LED Hallenstrahler
ICEpipe Strahler
400 Watt
konventionelle HQL Leuchte

Elektrische Leistung:

150 Watt

400 Watt
Effektivlumen / Pupil Lumen (Plm):
26.790 Plm
26.820 Plm
Jährliche Stromkosten*:
ca. 377 Euro
ca. 1007 Euro
Lebensspanne:
10 Jahre
1 Jahr
Lumen Effizenz:
106 lm/w
60 lm/w
Total Lumen (Herstellerangaben):
15.800 lm
24.000 lm
     


Erscheinen auf den ersten Blick die technischen Daten der HQL Leuchte besser, so kann bei einem Vergleich der Effektivlumen der LED Strahler mithalten. Dadurch lässt sich eine ebenso helle Beleuchtung mit deutlich reduziertem Energiebedarf erreichen.

Vergleichen Sie daher bei einem Austausch von LED Leuchtmittel nicht nur die Lumenanzahl eines Produktes!

* Jährliche Stromkosten berechnen sich aus 24 Stunden x 365 Tagen x 28,73 Cent/kWh ( Durchschnittlicher Strompreis Stand April 2013, Quelle: http://de.wikipedia.org)

Biologischer Hintergrund

Der Hintergrund in der neuen Betrachung der Lumenangaben liegt in dem biologischen Aufbau des Auges. Bei ausreichender Helligkeit nutzt der Mensch das sogenannte Photopisches Sehen. Die Rezeptoren auf der Netzhaut selber nennt man dabei Zapfen. Diese kommen immer beim Tagsehen zum Einsatz.

Sind die Lichtverhältnisse schlechter, greift der Wahrnehmungsinn auf die deutlich emfindlicheren Stäbchen auf der Netzhaut zurück. Dieses skotopische Sehen, auch Nachtsehen oder Stäbchensehen, genannt unterstützt das Auge in der Dämmerung und bei geringer Helligkeit.

Der Vorteil beim photopischen Sehen am Tag ist die bessere Sehschärfe. Dadurch können Details auch mit einem geringen Kontrast noch wahrgenommen werden. In der Dämmerung und Dunkelheit gelingt dies nicht mehr, da beim skotopischen Seen nur die Stäbchen genutzt werden. Die Wahrnehmung wird schlechter und das Auge kann nicht mehr so gut verschiedene Gegenstände und Objekte von einander trennen.

Bei der üblichen Messung des Lichtstromes (Lumen) in einem beleuchteten Umfeld (Lux) werden selten die Auswirkungen der Farbwiederhabe und der Lichqualität berücksichtigt. Gerade durch die neuen Halogen und LED Leuchtmittel fällt es oft schwer die Wahrnehmung des menschlichen Auges ausfällt. Durch sonst übliche Messung der Lumen wird kein reales Bild der tatsächlich wahrgenommenen Helligkeit vermittelt.

Deutlich wird dies bei der Betrachtung einer handelsüblichen Natriumdampflampe im Vergleich zu einem LED Strahler. Die Dampflampe erzeugt auf dem Papier einen hohen Lumenwert mit den Farben gelb und grau. Ein schönes Beispiel sind hier die Straßenlampen die oft zum Ausleuchten von Straßen genutzt werden. Im gelben Licht fällt ein scharfes Sehen oft schwer, da die Stäbchen beim skotopischen Seen eine Unterscheidung erschweren. Kleine Details lassen sich nur schwer ausmachen. Grenzen verlaufen "fließend". Würde die Lampe ein stärkeres Licht im photopischen Bereich produzieren, wäre es eher möglich alle Details scharf zu sehen.

 

 


 

Noch nicht genug?

Eine englische Einführung in das Thema "Effektivlumen" und S/P Korrekturfaktor finden sie auch in dem folgenden Webinar zum Thema.

 

Weitere Informationen zum Thema finden Sie auch auf der Webseite: