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:
lm/Watt = Lumen pro Watt
P/S = P/ S Korrekturfaktor
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
 150 Watt LED Hallenstrahler |  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: