Ratgeber LED Beleuchtung

1. Die LED-Lampe im Energie-Vergleich
2. Was sagt die Watt-Zahl LEDs aus?
3. Lebensdauer von LED-Lampen
4. Wie funktioniert eine LED-Lampe?
5. In welchen Farben gibt es LED-Lampen?
6. LED Farbtemperaturen bewusst nutzen
7. Dimmbarkeit von LED Beleuchtung
8. Arten von LED-Lampen
9. LED-Beleuchtung für spezielle Einsatzorte
   1. Feuchtraum LED
   2. LED Außenleuchten
   3. LED Beleuchtung für Pflanzen
10. Entsorgung von LED-Leuchtmitteln

Ende des 19. Jahrhunderts gelang es dem Menschen erstmal durch die Glühlampe Licht aus Strom zu erzeugen. Nach und nach löste sie die bis dahin verwendeten Gaslampen ab. Über Jahre hinweg konnte sich die Glühbirne, wie Glühlampen aufgrund ihrer Form auch genannt werden, erfolgreich auf dem Markt behaupten. Neuen Auflagen zur Einsparung von Energie konnte sie jedoch nicht mehr gerecht werden.

Innerhalb der EU wurde ab 2009 begonnen, schrittweise eine höhere Energieeffizienz bei Leuchtmitteln zu verlangen. Die "glühende Birne" musste deshalb moderneren, energiesparenden Lichtquellen weichen. Neben Energiesparlampen und Halogenglühlampen konnten sich LED-Beleuchtung etablieren. Mittlerweile gibt es kaum eine Form der Beleuchtung, die sich nicht auch mit der LED Technologie umsetzen lässt.

Die LED-Lampe im Energie-Vergleich

Im Jahr 2009 verbot die EU in einem ersten Schritt den Verkauf von Leuchtmitteln aus den Energieklassen F und G. Bis 2012 wurde nach und nach auch die Produktion von Lampen, die eine Energieeffizienzklasse von D oder E aufwiesen verboten.
Als Ersatz für die nun verbotenen Leuchtmittel konnten sich vor allem 3 Gruppen etablieren:

• Halogenlampen
• Leuchtstofflampen
• LED-Leuchtmittel

Halogenlampen gibt es als Hochvolt- und Niedervoltlampen. Auch die Tage der Halogenlampen sind jedoch langsam gezählt. Seit 2016 gibt es eine Verordnung, in denen nur Lampen mit einer Energieffizienzklasse von B oder höher in der EU auf den Markt kommen dürfen. Die EU-Verordnung wurde 2016 allerdings noch um zwei Jahre ausgesetzt. Erst mit September 2018 trat sie schließlich in Kraft. Die meisten Halogen-Leuchtmittel sind damit nicht mehr energieffizient genug.
Ausgenommen von dieser Regelung sind derzeit noch einige Halogen-Spotleuchten oder etwa Schreibtischlampen, welche meistens dem Niedervolt-Bereich angehören. Auch die Energie-Einsparung gegenüber herkömmlichen Lampen lag nur bei etwa 25-30%.

Auch die umgangssprachlich unter dem Namen „Energiesparlampen“ bekannten Leuchtmittel wurden als Ersatz für die Glühlampe geschaffen. Hinter den Namen steckt eigentlich eine so genannte Kompaktleuchtstofflampe.
Energiesparlampen kommen im Vergleich zu einer Glühlampe mit etwa 80% weniger an Energie aus. Besonderer Beliebtheit erfreut sich dieses Leuchtmittel dennoch nicht. Nach dem Einschalten der Lampe dauert es eine gewisse Zeit, bis die volle Leuchtstärke erreicht wird. Zudem ist in den Lampen Quecksilber enthalten. Dadurch sind die Lampen gesundheitlich bedenklich, sollten sie brechen. Die Entsorgung muss professionell durchgeführt werden um eine Umweltbelastung durch Quecksilber zu vermeiden.

Einen wahren Siegeszug erlebt hingegen die LED-Beleuchtung. Im Vergleich zu Glühbirnen kommen sie mit etwa 80% weniger an Energie aus. Diese Werte werden zwar auch von den Energiesparlampen erreicht, aber LEDs kommen zudem ohne Quecksilber aus.

Was sagt die Watt-Zahl LEDs aus?

Watt ist die Einheit der Leistung. Früher wurde die Helligkeit einer Glühbirne oft mit den Watt gleichgesetzt, eigentlich ist es aber lediglich ein Maß für die Leistung. Eine herkömmliche 60W Birne ist heller als eine mit 40W. Vergleicht man nur Glühbirnen, so ist die alleinige Angabe in Watt ausreichend um zu entscheiden, welche der beiden heller ist.

In einem Vergleich mit anderen Leuchtmitteln wie LEDs müssen aber mehrere Werte berücksichtigt werden. Seit den LED-Lampen wird häufig vom Lumen gesprochen: Das Lumen (lm) ist die Einheit für den „Lichtstrom“ eines Leuchtmittels. Je mehr Lumen desto mehr Licht.

Eine LED-Lampe benötigt zum Erreichen eines bestimmten Lumen-Wertes deutlich weniger Watt als eine Glühbirne.

Eine kleine Richtlinie:

Tipp: Oft ist direkt auf der Verpackung einer LED-Lampe angegeben, wie viel Watt einer Glühbirne sie entspricht! Das hilft Ihnen wenn Sie einen gleich hellen Ersatz für alte Leuchten suchen.

Lebensdauer von LED-Lampen

Unterschiede gibt es auch in der Lebensdauer der energiesparenden Lampen. Obwohl die Lebensdauer natürlich auch vom Hersteller und der Bauart abhängt, können ungefähre Angaben gemacht werden. Bei Energiesparlampen werden meist zwischen 8.000 und 10.000 Stunden Lebensdauer angegeben. Bei LEDs sind es sogar zwischen 15.000 und 30.000 Stunden. Manche LEDs sollen sogar über 50.000 Stunden Lebensdauer erreichen können!

Da die Vorstellung von 30.000 Stunden schwierig ist, kann man die Lebensdauer auch in Jahren angeben. Gehen wir davon aus, dass das LED-Leuchtmittel 3 Stunden täglich im Einsatz ist. Bei 30.000 Stunden Lebensdauer sind das umgerechnet 27 Jahre! Bei 5 Stunden Betrieb pro Tag immerhin noch etwa 16 Jahre. Eine typische Glühlampe hält übrigens in etwa 1000 Stunden, obwohl auch hier Abweichungen je nach Hersteller, Bauart und auch Leistung vorhanden sind.

Wie funktioniert eine LED-Lampe?

LED ist die Abkürzung für „licht-emittierende Diode“ (engl. „light-emitting diode“). Der Name gibt bereits einen Hinweis auf die Funktionsweise von LEDs: Mittels einer Diode wird sichtbares Licht erzeugt.

Selbstklebender LED Streifen auf Rolle

Betrachtet man den Aufbau einer LED-Lampe genauer, gibt es sechs wesentliche Bauteile: Kathode und Anode sorgen für den notwendigen Stromfluss zu den lichterzeugenden Materialien. An der Kathode befestigt ist der so genannte „LED-Chip“. Dieser liegt einer Art Schale, welche auch „Reflektorwanne“ genannt wird und ist über einen Verbindungsdraht mit der Anode verbunden. So kann bei Anschluss an eine Stromquelle ein geschlossener Stromkreis entstehen und Strom fließen. Um diese Teile herum befindet sich ein Kunststoffgehäuse.

Bei LED-Chips handelt sich um einen oder mehrere Halbleiterkristalle. Dies sind physikalisch gesehen „Halbleiter-Dioden“. Wird Strom angelegt, kann in den LED-Chips Bewegung stattfinden. Kleine Teilchen – Elektronen – können im Material des Halbleiters wandern. An bestimmten Stellen treffen diese Elektronen nun auf im Material vorhandene „Elektronenlöcher“. Elektronen und Elektronenlöcher verbinden sich miteinander, wodurch Energie in Form von elektromagnetischen Wellen frei wird.

Leuchtender LED Streifen

Diese freigesetzte Energie hat, je nachdem welche Materialien in den Halbleitern verbaut wurden, eine unterschiedliche Wellenlänge. Für das menschliche Auge als Licht wahrnehmbar sind Wellenlängen ab 380nm (blaues Licht) bis zu 780nm (rotes Licht). Eine Mischung aus allen Wellenlängen in diesem Bereich erzeugt den Eindruck von weißem Licht.

LED Eckverbinder zur flexiblen Anbringung von LED Streifen, z.B. auf Möbeln

In welchen Farben gibt es LED-Lampen?

Da viele der heutigen LED-Lampen erst durch diverse Richtlinien zur Energieffizienz als Raumbeleuchtung interessant wurden, ist es für Sie vielleicht überraschend zu hören, dass es farbige LEDs bereits vor weiß-leuchtenden LEDs gab. Da aufgrund der verwendeten Materialien Licht in den Leuchtdioden nur in bestimmten Wellenlängen erzeugt werden kann, etwa blaues oder rotes Licht, musste erst daran gearbeitet werden mit dieser Technik auch weißes Licht zu erzeugen.

Eine der heute verwendeten Varianten ist, blaues Licht zu erzeugen und dieses durch ein mit Phosphor beschichtetes Gehäuse leuchten zu lassen. Durch die gelbliche Farbe dieses Gehäuses entsteht der Eindruck von weißem Licht. Je nach Ausprägung der Phosphor-Schicht kann man bestimmten, ob das Licht einer weißen LED in der Farbtemperatur „warmweiß“, „neutralweiß“ oder „kaltweiß“ sein soll. Am ehesten der Lichtfarbe der Glühbirnen, welches viele Menschen noch gewoht sind, entspricht die Farbtemperatur warmweiß.

Eine zweite Möglichkeit, um weißes Licht zu erzeugen ist die Kombination von drei verschiedenen LED-Chips innerhalb einer LED. Man spricht auch von „RGB-LED“. RGB bezeichnet einen Farbraum, der aus den Grundfarben rot, grün und blau besteht. Alle weiteren Farben können durch Mischung aus diesen Grundfarben erzeugt werden.
Kombiniert man nun rotes, grünes und blaues Licht in einer Lampe, so können je nach Einstellung unzählige Lichtfarben erzeugt werden. Unter anderem auch weißes Licht in verschiedenen Farbtemperaturen.

LED Farbtemperaturen bewusst nutzen

Licht ist wichtig für den Menschen. Auch wenn man mit einiger Anstrengung den Körper dazu bringen kann auch nachts Höchstleistungen zu bringen (man denke an Polizei, Rettung oder Pflegepersonal die besonders häufig nachts arbeiten müssen), fühlt man sich automatisch wohler wenn man sich an seine innere Uhr hält.

Vielfältige Möglichkeiten für LED Beleuchtung in jedem Raum

Auch über die Innenraum-Beleuchtung mit LED kann man einiges für sein Wohlbefinden und seine Leistungsfähigkeit tun. Die Auswahl bestimmter Farbtemperaturen für bestimmte Räume ist hier hilfreich.

Gemessen wird die Farbtemperatur in Kelvin (K). Das kann für die Auswahl der LED-Lampen hilfreich sein:

• Als warmweiß wird Licht von etwa 2.000-3.300 K bezeichnet. Es hat einen leichten Gelbstich, ähnlich dem von Glühlampen. Eine warmweiße Lichtfarbe sorgt für eine angenehme, entspannte Stimmung und ist deshalb für Bereiche wie das Wohn- oder Schlafzimmer ideal geeignet. Auch bei LEDs für die Ankleide oder als Schrankbeleuchtung eignet sich warmweiß.
• Neutralweißes Licht entspricht dem Bereich von 3.300-5.300 K und ist, wie der Name vermuten lässt, relativ neutral. Es kann in Küchen, Bädern und eventuell auch im Büro eine gute Wahl sein.
• Kaltweißes Licht hat manchmal einen leichten Blaustich. Ab 5.300 K spricht man von der Farbtemperatur kaltweiß. Diese ist konzentrationsfördernd und sollte deshalb an Arbeitsplätzen eingesetzt werden.

Tipp: Für einen gesünderen Schlaf ist es ratsam, wenn Sie kaltweißes Licht abends meiden! Dieses behindert die Produktion des Hormons Melatonin, welches wir für einen erholsamen Schlaf benötigen.

Dimmbarkeit von LED Beleuchtung

Trotz aller positiven Entwicklungen der LED-Leuchtmittel ist die Dimmbarkeit nach wie vor eine Herausforderung. Zum einen sind LEDs auch wirklich nur dann dimmbar, wenn sie mit eben dieser Aufschrift gekennzeichnet sind.
Aber auch dimmbare LEDs sind nicht mit allen Dimmern kompatibel. Vor allem ältere Modelle für Glühlampen und Halogenleuchten, sowie einige Universaldimmer sind unpassend.
Noch gibt es hier keinen Standard, der dafür sorgt, dass alle Dimmer zu allen LEDs passen. Hersteller führen aber mittlerweile so genannte Kompatibilitätslisten. Mithilfe dieser können Sie überprüfen, ob die von Ihnen ausgewählten Komponenten auch zusammen funktionieren.

Arten von LED-Lampen

Aufgrund ihrer Bauweise ist es möglich, LEDs in sehr kleiner Größe zu produzieren. Dadurch eröffnen sich eine Vielzahl an Möglichkeiten für die Gestaltung von Lampen und der Ausleuchtung eines Raumes.
LEDs gibt es als Deckenleuchten, Pendelleuchten, Strahler, in „Leuchtstoffröhren“-Form mittlerweile sogar auf schmalen, selbstklebenden Streifen (Stripes) und Leisten aufgebracht.

Bei LED-Lampen, die einer anderen Lampenart nachempfunden sind, spricht man auch von „Retrofit-LEDs“. Gemeint ist damit, dass sich diese Lampen normalerweise unproblematisch auch in ältere Fassungen schrauben lassen und nicht die komplette Lampe getauscht werden muss.

Retrofit-LEDs bekommt man passend zu den älteren Standard-Schraubfassungen E14 oder E27. Ebenso für die Halogenlampen-Fassungen GU4, GU5.3, GU9 und GU10.

Tipp: Auch wenn von Retrofit-LEDs behauptet wird, sie können unkompliziert gegen das Vorgängermodell ausgetauscht werden, kann es hier Ausnahmen geben. Gerade bei bereits vorhandenen Dimmern muss darauf geachtet werden, dass die neue Lampe und der alte Dimmer kompatibel sind! Universaldimmer die zum Dimmen von Glühbirne oder Halogenlampe eingesetzt wurden sind oft nicht geeignet.

Prinzipiell lassen sich mit LED-Lampen alle möglichen Raumbeleuchtungen inszenieren. Gerade bei gleichmäßiger, großflächiger Beleuchtung werden Sie aber vermutlich auf Deckenfluter oder Lampen, in denen zahlreiche LEDs verbaut sind zurückgreifen müssen. Das Licht bereitet sich von LEDs nämlich in einem eher kleinen Winkel aus, wohingegen Glühbirnen für Rundum-Beleuchtung gesorgt haben.

Ein Vorteil von LEDs ist, dass praktisch keine Hitze entwickelt wird. Kleinere Spots lassen sich somit auch in Möbel, Böden oder Wänden verbauen, um bestimmte Gegenstände in Szene zu setzen oder für eine indirekte Beleuchtung zu sorgen.

Indirekte LED Beleuchtung in einer Vitrine

LED-Beleuchtung für spezielle Einsatzorte

Nicht jede LED-Leuchte ist überall zu verwenden. Aber praktisch in allen Bereichen kann man LEDs verwenden. Beachten Sie hierfür die entsprechenden Schutzklassen der Lampen.

Feuchtraum LED

Bei Verwendung einer LED in einem Feuchtraum wie dem Badezimmer oder der Sauna, sind vor allem die Schutzklassen IP 44 und IP 67 geeignet. IP 44 bedeutet, dass die Lampe gegen Spritzwasser geschützt ist. Damit ist sie als normale Deckenlampe im Bad geeignet oder auch in der Nähe eines Waschbeckens. Für LEDs die auch in der Badewanne angebracht werden sollen, eignet sich eine IP 67-Klassifizierung. Das bedeutet, dass die Lampe wasserdicht ist bei zeitweiligem Untertauchen.

Wasserfeste LED Leiste und LED Strahler im Bad

LED Außenleuchten

Auch für den Außenbereich kann sich solch eine Schutzklasse auszahlen, vor allem dort wo die LED der Witterung ungeschützt ausgesetzt ist. Für die Beleuchtung eines Pools mit LEDs sollte auf eine noch höhere Schutzklasse zurückgegriffen werden, nämlich IP 68. Damit ist die Lampe auch bei dauerhaftem Untertauchen wasserdicht. Wichtig ist außerdem, dass die Materialien unempfindlich gegenüber Chlor sind.

LED Beleuchtung für Pflanzen

LED-Leuchtmittel werden mittlerweile auch als Pflanzenlampen verwendet. Hier haben sie Vorteile gegenüber anderen Leuchtmitteln, da die Wellenlänge des abgestrahlten Lichts genau wählbar ist. Es werden dann nur jene Wellenlängen auf die Pflanzen gestrahlt, die am besten verwertet werden können. Zudem gibt es kaum Hitzeentwicklung bei LED-Lampen.

Für die LED Beleuchtung einzelner Zimmerpflanzen reichen auch einzelne LED-Spots aus. In Gewächshäusern sollte in flächigere Bauformen von LEDs investiert werden um eine gleichmäßige Beleuchtung zu erzielen. In Paneelen sind etwa mehrere hundert LEDs nebeneinander angeordnet.

Entsorgung von LED-Leuchtmitteln

LED-Leuchten sind ungiftig und kommen im Gegensatz zu den Energiesparlampen auch ohne Quecksilber aus. Dennoch werden sie aufgrund ihrer verschiedenen Bestandteile als „Elektroaltgerät“ eingestuft und dürfen nicht einfach im Hausmüll entsorgt werden. Sie sollten bei entsprechenden Sammelstellen oder einem Wertstoffhof unkompliziert abgegeben werden.

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