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licht.wissen 17 _ LED: Das Licht der Zukunft 01

Die LED bringt das Licht der Zukunft – sie ist allen anderen Optionen überlegen. Ihre vielfäl- tigen Einsatzmöglichkeiten, ihre Flexibilität bezüglich Form und dynamischer Farbe, ihre herausragende Effizienz und Langlebigkeit machen sie zu dem Beleuchtungstool der Zukunft. Innen wie außen, in Büros, Foyers, in Haus und Heim, an Fassaden, Textilien, Straßen und im Automobil finden LEDs ihren Platz und sorgen für eine neue Qualität der Beleuchtung. Die jederzeit mögliche Anpassung der Farbe und der Temperatur des Lichts an Tageszeit und Anforderung macht das LED-Licht zum alltäglichen Werkzeug in Hotels und Shops, Museen und Theater, Industrie und Handwerk, am Arbeitsplatz. Ärzte nutzen das variable Licht zur Optimierung der unterschiedlichsten Untersuchungen, Konzerte und TV-Shows werden mit LEDs wirkungsvoll und farbenprächtig in Szene gesetzt, und sensible Waren können pro- blemlos in dem infrarot- und UV-freien Licht präsentiert werden. All diese faszinierenden Einsatzmöglichkeiten verbinden sich mit höchster Effizienz und Lebensdauer. Wer LEDs einsetzt, der setzt auf grüne Technik und schont sein Portemonnaie. Ohne Quecksilber, sparsam im Verbrauch und quasi wartungsfrei leistet jede LED einen Beitrag zum Umweltschutz. So können etwa 70 Prozent der Energie für Beleuchtung einge- spart werden, wenn LEDs zusammen mit intelligentem Lichtmanagement die herkömmliche Beleuchtung ersetzen. Die damit einhergehende CO 2 -Einsparung ist enorm und bietet allen Seiten Anlass, die Weiterentwicklung dieser Technik und deren Umsetzung in die Praxis massiv voranzutreiben. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert die LED-Technik in vie- lerlei Hinsicht im Rahmen der deutschen HighTech-Strategie: Neben grundlegenden For- schungsprojekten hat das BMBF die LED-Leitmarktinitiative ins Leben gerufen und den Wett- bewerb „Kommunen im neuen Licht“ initiiert. Die Leitmarktinitiative, an der die wichtigsten Akteure der Beleuchtungsbranche beteiligt sind, soll die Partner zusammenbringen, die ge- meinsam die Etablierung der LED in der Allgemeinbeleuchtung und die nötigen neuen Geschäftsmodelle voranbringen. Der Wettbewerb soll den Einsatz von LED stimulieren und zehn kommunale Demonstrationsprojekte auszeichnen. Für die neue Technologie ist die Verbreitung von Informationen essenziell. Denn: Was der Mensch nicht kennt, kauft er nicht. Das vorliegende Heft leistet genau dazu einen wichtigen Beitrag. Es beleuchtet detailliert die einzigartigen Vorteile und Einsatzmöglichkeiten der LED, zeigt Gestaltungsspielräume auf und gibt Anregungen zur Verbesserung unseres „Lichtklimas“. Das Spektrum wird abgerundet durch Beiträge zur Funktionsweise von LED, zur Steuerung und zu den technischen Einsatzmöglichkeiten, ergänzt um Beispiele aus der Praxis zur Nut- zung der LED. Diese Einblicke in die neue Technologie erweitern die Sicht auf die Beleuch- tungswelt und ebnen den Weg für neue, individuelle Ideen für das Licht der Zukunft. Entdecken Sie mit diesem Heft neue Lichtwelten! 3 Editorial Andreas Kletschke Regierungsdirektor Bundesministerium für Bildung und Forschung

licht.wissen 17 _ LED: Das Licht der Zukunft 4 Einleitung LED: Das Licht der Zukunft 06 LEDs in der Anwendung Stadt und Straße 10 Fassade und Werbung 12 Büro und Verwaltung 14 Hotel und Service 26 Kunst und Kultur 30 Shops und Präsentation 32 Klinik und Praxis 36 Haus und Wohnung 42 Industrie und Handwerk 46 Notbeleuchtung und Sicherheit 48 Auto und Mobilität 52 LED-Spezial Die Lichtquelle LED 18 Module, Systeme, Qualitätsmerkmale 22 Betriebs- und Steuergeräte 40 Sicherheit, Prüfzeichen, Normen 50 Zukunftstechnologie OLEDs 54 FAQs zur Leuchtdiode 56 licht.de Die Schriftenreihe 58 Impressum 59 Inhalt [02] LED-Strahler setzen die organisch ge- schwungenen Betonwände in Szene. Miteinem Lichtmanagementsystem lassen sichnach dem RGB-Muster farbige Stimmungs-bilder erzeugen.

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Ob im Innen- oder Außenbereich, ob deko- rative oder funktionale Beleuchtung: Mit LEDs sind heute Lösungen möglich, die bis vor kurzem noch nicht denkbar waren. Ihre Karriere startete die LED (Licht emittierende Diode) als farbiger Signalanzeiger. Rasch er- oberten sich die energieeffizienten Halbleiter einen Spitzenplatz in der Akzent- und Ori- entierungsbeleuchtung. Mit weißem Licht und intelligenter Steuerung sorgen LEDs jetzt für hohe Lichtqualität in ganzen Stra- ßenzügen und kompletten Gebäuden. Die LED-Technologie gilt als die bedeutend- ste Erfindung in der Geschichte der Be- leuchtung, seit Edison vor mehr als hundert Jahren die „Glühbirne“ erfunden hat. Nie zuvor kam so viel Licht aus so winzigen Bauformen, nie zuvor arbeiteten Lichtquel- len so zuverlässig über lange Jahre und ver- brauchten dabei so wenig Strom. Standen vor kurzem noch die satten Farben der LED im Fokus, sorgen heute Hochleistungs- LEDs für eine Revolution in der Allgemein- beleuchtung. Zu den vielen positiven Eigenschaften der Dioden zählen: extrem lange Lebensdauer und damit quasi Wartungsfreiheit, hohe Effizienz, weißes und farbiges Licht mit guter Farb- wiedergabe, unempfindlich gegen Vibrationen, ihr Licht entwickelt kaum Wärme, ist frei von IR- und UV-Strahlung, schont nacht- aktive Insekten, LEDs geben sofort flackerfreies Licht und sind stufenlos dimmbar, sehr kompakte Bauformen, quecksilberfrei und unkompliziert zu ent- sorgen am Ende der Lebensdauer. licht.wissen 17 _ LED: Das Licht der Zukunft 6 LED: Das Licht der Zukunft Leuchtdioden sind die Shootingstars der Beleuchtung: Winzig klein und äußerst effizient, revolutionieren sie die Welt des Lichts. Sie erschließen eine ganz neue Lichtqualität, immer neue Anwendungen – und sparen dabei jedeMenge Energie. LEDs sind das Licht der Zukunft und erobern die Allgemeinbeleuchtung. 03

LEDs sind langlebig und effizient LEDs halten bis zu 50.000 Stunden und mehr – das sind im Dauerbetrieb sechs Jahre und bei täglich drei Stunden Betrieb ganze 45 Jahre. Das heißt: Installieren, an- schalten – und erst einmal vergessen. Denn auch bei intensivster Nutzung dauert es lange, bis Wartungsarbeiten notwendig sind. Die Dioden arbeiten fünfzig Mal so lange wie Glühlampen. Und sind dabei weitaus effizienter als viele konventionelle Lichtquel- len: Ihr Wirkungsgrad ist sehr viel höher, und das gerichtete Licht der LED kann ein- fach und effizient gebündelt werden. So bringt eine 8 Watt LED-Lampe dieselbe Lichtleistung wie eine 60 Watt Glühlampe. Und auch mit Leuchtstofflampen müssen LED-Systeme heute den Vergleich nicht mehr scheuen. Dabei ist ihr Potenzial noch lange nicht erschöpft: Denn die Lichtaus- beute der LEDs verdoppelte sich in der Ver- gangenheit etwa alle zwei Jahre. LEDs für eine „grüne Zukunft“ Schon heute lassen Lebensdauer, Effizienz und die hohe Lichtqualität von LEDs kon- ventionelle Lampen im Vergleich buchstäb- 7 [05] In der Straßenbeleuchtung liegt hohes Einsparpotenzial für Kommunen. Mit einerNeuanlage können Kommunen ihren Energie-verbrauch um bis zu 70 Prozent reduzieren.Mit LED-Leuchten lassen sich sogar 80 Pro-zent Einsparung erzielen. Allerdings sindLEDs derzeit noch nicht für jede Anwendungder lichttechnisch optimale Ersatz. [03] Die Stadt bei Nacht: Das stark gebün- delte LED-Licht ist ideal, um architektonischeDetails hervorzuheben. [04] Innovative LED-Technologie unterstützt den Genuss in der Erlebnisgastronomie. De-zente Strahler servieren blendfreies Licht amTisch. 04 05

[06] LEDs sind das Leuchtmittel der Zu- kunft. Die Tabelle zeigt die Prognose derLichtindustrie für die nächsten zehn Jahre,aufgesplittet nach Anwendungsbereichenund Leuchtmitteln. licht.wissen 17 _ LED: Das Licht der Zukunft 8 Die Lösung der Zukunft heißt LED: Exper- ten schätzen, dass schon heute durch den Einsatz von Leuchtdioden weltweit bis zu 30 Prozent der Energie gespart werden könnte, die bisher für Beleuchtung einge- setzt wird. Und das ist viel: Denn ein Fünftel des in der Welt erzeugten Stroms wird für künstliches Licht verbraucht. Auch die Bundesregierung setzt auf die winzigen Dioden, wenn es um nachhaltige Lösungen geht. Im Rahmen der deutschen HighTech-Strategie hat sie in den vergan- genen Jahren viele LED-Forschungspro- jekte gefördert. Jetzt geht es darum, LED- Lösungen mit dem hohen Know-how der deutschen Lichtindustrie rasch in die Praxis umzusetzen. Anfang 2009 gründete das Bundesministerium für Bildung und For- schung (BMBF) dazu gemeinsam mit Part- nern aus Industrie und Wissenschaft die 06 lich alt aussehen. Denn die Zeiten, in denen Leuchtmittel wie der „Energiefresser“ Glüh- lampe 95 Prozent Wärme bei nur fünf Pro- zent Licht erzeugen, sind endgültig vorbei. Klimawandel, knappe Ressourcen und steigende Energiepreise zwingen zum Umdenken. Und die Politik handelt: Ener- gieeinsparverordnung (EnEV) 2009 und die im November 2009 in Kraft getretene EU-Ökodesign-Richtlinie (ErP = Energy re- levant Products) – in Deutschland als Ener- giebetriebene-Produkte-Gesetz (EBPG) umgesetzt – geben die Marschrichtung vor; ineffiziente Produkte werden vom Markt ge- nommen. Stufenweise muss sich auch die alte Edison-Glühlampe nach dem Willen der Europäischen Union verabschieden, ebenso wie einige ineffiziente Halogenlam- pen, Leuchtstofflampen und Quecksilber- dampf-Hochdrucklampen.

9 „LED-Leitmarktinitiative“. Sie soll den Ein- satz der LED-Technologie weiter vorantrei- ben. Lösungen für Mensch und Umwelt LEDs sind von Natur aus hocheffiziente Lichtquellen. Noch mehr Einsparpotenzial liegt in der Kombination der Halbleiter mit „intelligentem“ Lichtmanagement, das Licht abgestimmt auf Tageslicht und Anwesen- heit steuert. Mit diesem Duo lassen sich in Büros, Shops und in der Straßenbeleuch- tung Einsparungen bis zu 80 Prozent reali- sieren – bei entsprechend weniger CO 2 - Ausstoß. LED-Lösungen schonen jedoch nicht nur Umwelt und Budget. Wie kein anderes Leuchtmittel zuvor bieten sie ein Höchst- maß an Gestaltungsfreiheit in Form und Farbe. LEDs lassen sich praktisch überall integrieren. Mit ihren satten Farben emotio- nalisieren sie das Licht und bringen maxi- male Beleuchtungsqualität für den Men- schen. Denn Lichtkonzepte mit LEDs erlauben es, das Licht optimal auf die bio- logischen Bedürfnisse des Menschen an- zupassen – vom kühl-hellen Licht, das die Konzentration fördert, bis zur entspannen- den Atmosphäre am Abend. Immer häufiger werden LEDs deshalb nicht nur in der Akzent- und Eventbeleuchtung, sondern auch in der Allgemeinbeleuchtung eingesetzt. Ihre vielen Vorteile spielen LED- Systeme aber nur aus, wenn die Qualität stimmt. Die Entwicklung und Produktion ef- fizienter LEDs erfordert viel Know-how – und steckt nicht in jedem Produkt, das auf dem Markt angeboten wird. Für Verbrau- cher ist es deshalb ratsam, sich auf die Erfahrung seriöser Hersteller zu verlassen. Qualitäts-Systeme amortisieren sich heute schon durch hohe Effizienz, lange Lebens- dauer und eine überzeugende Lichtqualität. Und so rasant wie bei Computern und Flachbildschirmen schreitet die Entwick- lung der LED-Systeme weiter voran: Per- manent werden neue, noch leistungsfähi- gere Systeme entwickelt. Leistungsstark: LEDs in der Gangbeleuchtung LED-Lösungen überzeugen auch in der Allgemeinbeleuchtung mit hoher Lichtqualität und effizienter Tech- nologie. Das Beispiel zeigt: Die etwas höheren Investitionskosten amortisieren sich schnell. Vergleichsbasis für die Beleuchtung eines 20 Meter langen Flures sind Downlights – jeweils bestückt mit Leuchtstofflampen 2 x 26 Watt und LEDs 26 Watt. Die Berechnung basiert auf zehn Betriebsjahren mit einer Brenndauer von zwölf Stunden täglich an 250 Tagen im Jahr und einem Strompreis von 21 Cent pro Kilowattstunde. LED Leuchtstofflampe Installierte Downlights 4 4 Leuchtenpreis, gesamt 800,– € 400,– € Wattage, gesamt 104 W 244 W Wartungskosten – 200,– € 07 08 09

Der Gesetzgeber hat die Kommunen in die Pflicht genommen: Sie sollen beim Energie- sparen mit gutem Beispiel vorangehen. Gleichzeitig geht es darum, Städte im welt- weiten Wettbewerb zu profilieren. Dabei spielt die nächtliche Beleuchtung und In- szenierung der Stadt eine wichtige Rolle. Sie erhöht die Attraktivität, schafft Image, gibt Sicherheit – und birgt ein enormes Sparpotenzial. Der ZVEI – Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e.V. schätzt, dass allein in der Straßenbeleuch- tung durch einen Wechsel zu effizienten Lösungen jährlich rund 400 Millionen Euro eingespart werden könnten. Schließlich ist mehr als ein Drittel der Stra- ßenbeleuchtung älter als dreißig Jahre. Ver- altete Technik ist verantwortlich für einen schlechten Wirkungsgrad; ineffiziente Lampen – wie die Quecksilberdampf-Hoch- drucklampe, die nach EU-Vorgaben ab 2015 ersetzt werden muss – verbrauchen zu viel Energie. LED-Leuchten überzeugen neben ihrer Effizienz durch: homogenes Licht, wenig Wartungsaufwand dank langer Lebensdauer, exakte Lichtlenkung, die unerwünschtes Streulicht verhindert, einfache Dimm- und Steuerungsmöglich- keiten. Weißtöne nach Wunsch Weißes Licht steht mittlerweile in fast jedem gewünschten Farbton zur Verfügung und kann je nach Straßentyp eingesetzt werden: Für die stimmungsvolle Atmos phäre – in der historischen Altstadt, in Parks oder Wohn- gebieten – ist warmweißes Licht mit 2.700 bis 3.300 Kelvin Farbtemperatur richtig. LED-Leuchten mit neutralweißem Licht eig- nen sich für vielbefahrene Straßen und Gewerbegebiete und sind mit 70 Lumen/ Watt sehr effizient. Viele Städte vertrauen bereits auf LED- Leuchten. So wurden zum Beispiel im nie- dersächsischen Soltau alte Pilzleuchten mit je zwei 80-Watt-Quecksilberdampf-Hoch- drucklampen durch LED-Straßenleuchten mit je einem 59-Watt-LED-Modul ersetzt. Ergebnis: Die LED-Lösung spart 60 Pro- zent Energie. Das liegt nicht nur an ihrem höheren Wirkungsgrad, sondern auch an [10] Wegweisend: Flache Einbaustrahler und eine schmale Bodeneinbauleuchte mitblauem LED-Licht führen sicher zum Ge-bäude. [11] Das Licht der Bodeneinbauleuchten mit LEDs setzt deutliche Akzente in der Fuß-gängerzone. [12] Gleichmäßig hell geben die LED- Leuchten angenehm weißes Licht auf Bür-gersteig und Straße. Jeder Lichtpunktkommt mit einer Leistung von nur 34 Wattaus. Die LED-Module können bei Bedarf ein-fach ausgetauscht werden. licht.wissen 17 _ LED: Das Licht der Zukunft 10 LEDs für Stadt und Straße In der dekorativen Außenbeleuchtung werden LEDs seit Jahren eingesetzt. Mit weißem Licht sorgen sie jetzt auchfür optimale Sicht auf Straßen und Wegen. Kaum eine andere Beleuchtungstechnologie lässt so viel Freiheit in derLichtgestaltung, ist dabei so sparsam und wartungsarm. 10

11 der Tatsache, dass sich ihr Licht präzise lenken lässt, dank integrierter Linsen auch ohne Sekundäroptiken. Licht nach Bedarf Sehr effizient ist eine elektronische Rege- lung, die direkt in den Leuchten integriert ist: Sie sorgt dafür, dass während der ge- samten Lebensdauer der LED-Leuchte von etwa 50.000 Stunden die Lichtleistung automatisch konstant gehalten wird und die geforderte Mindestbeleuchtungsstärke zu keiner Zeit unterschritten wird. Mit dieser Regelautomatik werden bereits 15 Prozent Energie und Kosten gespart. Über die Steuerung lassen sich LEDs auch automatisch dimmen, solange kein oder nur wenig Licht benötigt wird. Registrieren die Sensoren Fußgänger, Radfahrer oder Autos, kann die Beleuchtung gezielt für einen bestimmten Straßenabschnitt wieder hochgefahren werden. LED-Systeme kön- nen einfach in Licht- oder Telemanagement- systeme eingebunden werden. Modulare Konzepte erleichtern die Anlagenwartung und vereinfachen den Austausch des LED- Moduls am Ende der Lebensdauer. Auch wenn es verlockend erscheint: Der Umbau alter Leuchten zur LED-Lösung oder der Ersatz defekter Leuchtmittel durch LED- Retrofitsysteme ist derzeit noch problema- tisch. Hersteller und Betreiber müssen den Umbau in Bezug auf die licht- und elektro- technischen Werte des Systems freigeben. 12 11

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13 [13] Effektvolle Fassadenbeleuchtung: Eine indirekte LED-Beleuchtung mit schmalenLichtlinien akzentuiert die Fassade aus Alumi-niumbahnen. [14] Weithin sichtbar sind der Schriftzug und die Weltkugel auf dem Dach des Ham-burger Hotels Atlantic. Die Farbe des LED-Lichts lässt sich ganz nach Wunsch einfachvariieren. Die lange Lebensdauer der Leucht-dioden spart Energie und aufwendige War-tungsarbeiten an schwer zugänglichen Stellen. [15] Hohe Aufmerksamkeit erzielt die Multi- Mediafassade des Wiener Stadion Centers,die mit statischen oder bewegten Bildern be-spielt werden kann. Ein 80 Meter langes, fle-xibles LED-Netz umhüllt die gesamte Fas-sade und bietet attraktive Möglichkeiten derAußenwerbung. Jede der 37.620 LEDs istüber ein Video-Managementsystem einzelnansteuerbar. [16] LED-Strahler mit eng gebündeltem Licht lenken den Blick auf historische Details. Ihr Licht scheint aus dem „Nichts“ zu kommen und ist doch unübersehbar: Mit kompakten Bauformen und RGB-Farb- steuerungen sorgen LEDs für wirkungsvolle Akzente auch auf kleinstem Raum. Der Lichtplanung sind dabei kaum Grenzen gesetzt: Schmale LED-Leisten winden sich um Kurven und Kanten, betonen Fenster- laibungen und Vouten. Up- und Downlights fluten Fassaden mit homogenem Streiflicht, das Strukturen sichtbar macht. Und leis- tungsstarke Scheinwerfer schicken mit mehr als hundert Hochleistungs-LEDs an Bord ihr Licht mühelos bis an Turmspitzen in 240 Metern Höhe. Für extrem präzise Lichteffekte sorgen minimalistische Spots – mit Konturen, so messerscharf wie eine Bügelfalte. Ihre gestalterischen Vorzüge kombinieren LED-Systeme mit hoher Effizienz und langer Lebensdauer. Heute werden zudem die großflächigen Fassaden-Anstrahlungen der vergangenen Jahre mehr und mehr durch zurückhaltende Lichtakzente ersetzt. Bei dieser Lösung werden die LEDs direkt im Baukörper oder nahe der Fassade positio- niert. Das spart zusätzlich Energie und re- duziert unerwünschte Lichtimmisionen, die Anwohner stören könnten. Lichtwerbung und „sprechende“ Wände Mit ihren satten Farben haben sich die robusten LEDs bei der Lichtwerbung und dem Branding mit CI-Farben längst durch- gesetzt. Flexible und kompakte LED-Mo- dule lassen sich mühelos für die Beleuch- tung einzelner Buchstaben oder ganzer Schriftzüge einsetzen – ob drei Meter hoch oder wenige Zentimeter klein. Dank ihrer geringen Bauhöhe integrieren sich LEDs harmonisch in die Architektur und empfeh- len sich für die Hinterleuchtung transluzen- ter Flächen. Mit einer entsprechenden Steuerung sorgen LEDs für „sprechende Wände“. Medien- fassaden liegen im Trend, erlauben bewegte Bilder auf Knopfdruck und wecken hohe Aufmerksamkeit. So können Werbebot- schaften, News, Lichtkunst oder auch der Videomitschnitt eines Events auf Fassade und Wände projiziert werden. Im Gegensatz zu Leuchtstofflampen er- möglichen spezielle LED-Module auch bei tiefen Temperaturen bis minus 20 Grad einen Dauerbetrieb ohne Zündprobleme – bei konstantem Licht, brillanter Farbsätti- gung und weniger Stromverbrauch. Eben- falls von Vorteil: Die lange Haltbarkeit der LED erspart den regelmäßigen Lampen- wechsel und aufwendige Wartungsarbeiten, vor allem an schwer erreichbaren Stellen in luftiger Höhe. LEDs für Fassaden Integrierte, dezente Lichtlinie oder großflächige Anstrahlung: Am Abend setzt weißes oder farbiges LED-Licht Architektur in Szene und lenkt die Aufmerksamkeit. 16

[17– 21] Lichtstimmung nach Wunsch und Tageszeit: Die Hybridleuchte für den Konfe-renzraum kombiniert direkt strahlendes LED-Licht mit energieeffizienten T5-Leucht-stofflampen für indirekte Beleuchtung. HohenLichtkomfort bietet eine separate Schalt- und Dimmfunktion für beide Leuchtmittel. [19] LED-Einbaumodule sorgen für einen freundlichen Empfang in der Lobby. Ein einheitliches Beleuchtungsniveau von 500 Lux im ganzen Büro? Das war gestern. Beleuchtungskonzepte von heute sind nicht länger statisch, sondern stellen sich flexibel auf die Bedürfnisse des Menschen ein: Sie sorgen an jedem Arbeitsplatz für eine aus- gewogene, individuelle Beleuchtung, pas- sen sich der Tageszeit an und geben der biologischen Uhr des Menschen die richti- gen Impulse. Das fördert Wohlbefinden und Leistungsvermögen der Mitarbeiter. Mit LED-Systemen lässt sich nicht nur eine bessere Lichtqualität realisieren. Ihre hohe Effizienz und die lange Lebensdauer empfehlen sie auch als nachhaltig „grüne“ Lösung. In kleinen und großen Büros schlummert da noch viel Potenzial: Wer alte und ineffiziente Anlagen umrüstet und zu innovativer Technik mit Lichtmanagement wechselt, kann bis zu 75 Prozent der Stromkosten für die Beleuchtung sparen. Und da in Bürogebäuden derzeit fast 40 Prozent der gesamten Stromkosten für die Beleuchtung aufgewendet werden, rech- nen sich Investitionen auf Grund des gerin- geren Energieverbrauchs meist schon nach wenigen Jahren. LEDs am Arbeitsplatz Die Beleuchtung von Arbeitsplätzen muss hohen ergonomischen und ökonomischen Anforderungen genügen. Qualitäts-Büro- leuchten bieten blendfreies Licht für besten Sehkomfort auch an Bildschirmarbeitsplät- zen. Sie erfüllen die relevanten Normen und sind energieeffizient. Neuartige Hybridleuchten vereinen in einem System das Beste aus zwei Welten: Sie kombinieren zukunftsweisende LED-Tech- nologie zum Beispiel mit energieeffizienten Leuchtstofflampen T5 (Lampendurchmes- ser: 16 Millimeter). Das Resultat sind äu- ßerst effiziente Direkt-/Indirekt-Leuchten. Sie sorgen dafür, dass das Punktlicht der LEDs gebündelt und blendfrei auf die Ar- beitsfläche gelenkt wird, während das Licht der Leuchtstofflampen gleichmäßig und flä- chig an die Zimmerdecke abstrahlt. Hybridleuchten bieten damit kühles LED- Direktlicht mit bester Farbwiedergabe, das durch einen hohen Blauanteil aktivierend wirkt, und warmes Indirektlicht, das als be- sonders harmonisch empfunden wird. Für individuellen Lichtkomfort sorgt die Mög- lichkeit, LEDs und Leuchtstofflampen sepa- rat zu schalten und dimmen. So lässt sich eine Vielzahl von Lichtstim- mungen schaffen – abgestimmt auf persön- liche Vorlieben und Arbeitsaufgaben. Eine Kombination, die auch in Konferenzräumen für exzellente Lichtqualität sorgt. licht.wissen 17 _ LED: Das Licht der Zukunft 14 LEDs für Büro und Verwaltung Gute Beleuchtung am Arbeitsplatz motiviert, fördert Gesundheit und Leistungskraft. Intelligente LED-Lösungenmeistern diese hohen Anforderungen, erfüllen gesetzliche Einsparverordnungen und reduzieren nachhaltig dieKosten. 18 17

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Neben solchen Hybridleuchten gibt es Pen- del-, Einbau- und Stehleuchten, die kom- plett mit LEDs arbeiten. Und es gibt erste Unternehmen, die ganz auf Leuchtdioden vertrauen: Arbeitsplätze und Bespre- chungszimmer, Foyers und Flure beziehen ihr Licht dort einzig aus Hochleistungs- LEDs. Extrem flache Module fügen sich nahtlos in die Architektur ein und weisen den Weg. An Arbeitsplätzen sorgen Steh- oder Pendelleuchten mit Direkt- und Indi- rektlicht für die geforderten 500 Lux und blendfreie Beleuchtung. Besseres Licht, weniger Kosten Mit dem Einsatz innovativer LED-Lösungen steigt die Lichtqualität, während zugleich die Kosten für die Beleuchtung nachhaltig gesenkt werden können. Maximales Ein- sparpotenzial bietet die „intelligente“ Steue- rung aller Leuchten: Je nach Präsenz und Tageslichteinfall wird die Helligkeit automa- tisch angepasst. So wird nicht mehr Kunst- licht bereitgestellt als nötig. Das ist nicht nur in Büroräumen praktisch. LED-Leuch- 17 25 26 [22] Das moderne Bürogebäude in der Hamburger Hafencity ist komplett mit LEDsausgestattet. Auf sechs Etagen sorgen ins-gesamt 3.000 LED-Leuchten für die Allge-mein- und Akzentbeleuchtung. [23] Lichtstark und hocheffizient: LED- Deckenleuchten mit einer Diffusorfläche ausAcrylglas für die Gangzone. Die Einbauleuch-ten sind nur wenige Millimeter hoch undgeben ihr Licht breit abstrahlend gleichmäßignach unten ab. [24] Am Arbeitsplatz gewährleisten Steh- leuchten mit direkt/indirekter Lichtverteilungeine blendfreie, normgerechte Beleuchtung.Die integrierte Präsenz- und Tageslichtsteue-rung sorgt für maximale Effizienz. [25] LED-Downlights weisen den Weg zum Aufzug. [26] Die abgependelten Hybridleuchten sind mit je zwölf LED-Modulen drei Watt und zweiT16-Leuchtstofflampen 54 Watt ausgestattet.Ihr reduziertes Design korrespondiert perfektmit der Büroeinrichtung. ten in Kombination mit Lichtmanagement sparen auch in der Beleuchtung von Gän- gen, Seminarräumen, WC-Bereichen und Technikräumen viel Energie und damit Kosten. In Empfangsbereichen, Fluren und Treppen- häusern setzen LED-Leuchten mit farbigem Licht oder wechselnden Farbnuancen wir- kungsvolle Akzente. Farbe und Dynamik unterstreichen repräsentative Bereiche und bringen Schwung auch in Besprechungen. LEDs können mit einem breiten Spektrum an Farbtemperaturen den natürlichen Ta- geslichtverlauf auch in geschlossenen Räu- men nachempfinden und sorgen so zum richtigen Zeitpunkt für Entspannung oder Aktivierung. Und die Wartung? Ist bei LED- Lösungen erst nach vielen, vielen Jahren wieder ein Thema ...

LEDs produzieren Licht – haben sonst aber wenig mit Halogen- oder Energiesparlam- pen gemeinsam. Anders als herkömmliche Lampen, die mit einer Glühwendel oder Gasentladung arbeiten, sind LEDs winzige Elektronik-Chips aus speziellen Halbleiter- kristallen. Fließt Strom durch diesen Festkörper, be- ginnt er zu leuchten; er „emittiert“ Licht. In der Fachsprache wird dieser Prozess „Elek- trolumineszenz“ genannt, umgangssprach- lich ist vom „kalten Licht“ die Rede. Denn im Gegensatz zum Beispiel zu Glühlampen ist das LED-Licht keine Wärmestrahlung. Mit einer Kantenlänge von etwa einem Milli- meter gehören LEDs zu den kleinsten ver- fügbaren, nahezu punktförmigen Lichtquel- len. Zum Schutz vor Umwelteinflüssen werden die Halbleiterkristalle in eine Kunst- stoffhülle gegossen, die den Lichtaustritt verbessert. Damit sind Ausstrahlungswinkel von 15 bis maximal 180 Grad möglich. Leuchtdioden erzeugen stets eine schmal- bandige (= monochromatische) Strahlung. Das verwendete Halbleitermaterial be- stimmt die dominante Wellenlänge und damit die Lichtfarbe der Dioden: Rot, Grün, Gelb oder Blau. Weiße LEDs und Farbwiedergabe Weißes LED-Licht kann durch unterschied- liche Herstellungsverfahren erzeugt werden. Das derzeit gängigste Verfahren nutzt das Prinzip der „Lumineszenzkonversion“ und wird auch bei Leuchtstofflampen eingesetzt. Bei dieser Methode wird oberhalb eines blauen LED-Chips eine hauchdünne Phos- phor-Leuchtschicht aufgedampft. Sie wan- delt einen Teil des blauen Lichts durch den gelben Phosphor in weißes Licht. Konzentration und chemische Zusammen- setzung des Leuchtstoffs müssen sehr genau gesteuert werden, um die ge- wünschte Lichtfarbe zu erreichen. Heute LED-Spezial: Die Lichtquelle LED Mit der LED ist ein ganz neues Beleuchtungsmittel auf den Markt gekommen. Im Gegensatz zu konventionellenLampen sind LEDs elektrische Bauteile – winzige Elektronik-Chips aus Halbleiterkristallen. licht.wissen 17 _ LED: Das Licht der Zukunft 18 [27] LEDs brauchen keine Farbfilter. Das verwendete Halbleitermaterial und die domi-nante Wellenlänge bestimmen den Farbtondes Lichts. [28] Weißes Licht wird meist nach dem Prinzip der Lumineszenskonversion erzeugt:Oberhalb eines blauen LED-Chips wird einehauchdünne gelbe Phosphorschicht aufge-dampft. Sie wandelt das blaue Licht in wei-ßes Licht. [29] Die Lichtausbeute von LEDs erreicht immer höhere Werte. Im Labor werden be-reits Werte von 200 Lumen/Watt erreicht. 27

sind verschiedene Weißtöne möglich: von Warmweiß (Farbtemperatur ͧ 2.700 Kelvin, K) über Neutralweiß ( ͧ 3.300 K) bis zu Ta- geslichtweiß ( ͧ 5.300 K). Weitere Vorteile dieser Methode sind relativ hohe Licht- ströme und die gute Farbwiedergabe von bis zu R a ͧ 90. Eine andere Möglichkeit, weißes LED-Licht zu gewinnen, ist die Mischung von farbigem Licht unterschiedlicher Wellenlänge. Diese additive Farbmischung von Rot, Grün und Blau (RGB) kann neben allen anderen Mischfarben auch weißes Licht erzeugen. Dieses Verfahren mit Multi-LEDs oder Bau- gruppen farbiger LEDs hat den Vorteil, dass die Lichtfarbe durch gezielte Ansteuerung verändert und neben weißem auch farbiges Licht erzeugt werden kann. RGB-Lösungen eignen sich deshalb gut für Anwendungen mit farbdynamischer Beleuchtung. Auch die Realisierung weißen Lichts mit dieser Me- thode erfordert viel Know-how, denn die exakte Ansteuerung der farbigen LEDs mit unterschiedlichen Helligkeiten ist diffizil – und führt auch dazu, dass die Farbwieder- gabe des weißen Lichts mit R a ͧ 70 bis 80 etwas schlechter ist als bei der Lumines- zenzkonversion. Soll das weiße Licht zum Beispiel für Büro- anwendungen den Wechsel von Warmweiß zu Kühlweiß erlauben, kombinieren neue Technologien farbige Chips mit weißen LEDs. So wird ein dynamisch veränder- liches weißes Licht mit guter Farbwieder- gabe erzeugt. Effizienz und Lichtausbeute LEDs sind äußerst effiziente Lichtquellen. Die erste LED erreichte 1962 eine Lichtaus- beute von 0,1 Lumen pro Watt, derzeit sind Werte von etwa 50 Lumen pro Watt (lm/W) üblich. High-Power-LEDs liefern im Durch- schnitt bereits 90 lm/W. Zum Vergleich: Glühlampen bringen etwa 10 lm/W, Halo- genlampen etwa 20 lm/W. Und die Entwicklung geht rasant voran: Ein- zelne LED-Chips stellen bereits 200 lm/W bereit. Das sind allerdings „Laborwerte“, die sich im praktischen Betrieb – wenn die Farben direkt aus dem Halbleiter LEDs brauchen keine Farbfilter: Ihr Licht wird durch un terschiedliche Halbleitermaterialien direkt in verschiedenen Farben erzeugt. Auch Mischtöne sind möglich. Die wichtigsten Halbleiter sind: Halbleitermaterial Abk. Farbe(n) Indium Gallium Grün, Nitrid InGaN Blau(Weiß) Aluminium Indium Rot, Gallium Phosphid AlInGaP Orange,Gelb Aluminium- Rot Galliumarsenid AlGaAs Galliumarsenid Rot, Phosphid GaASP Orange,Gelb LEDs basieren auf Halbleiterverbindungen. Schon wenig Energie reicht aus, um sie zum Leuchten anzuregen. Die Leuchtdioden bestehen aus einem negativ leitenden Grundhalbleiter mit einem Über- schuss an Elektronen. Darüber kommt eine sehr dünne, positiv leitende Halbleiterschicht mit einem Mangel an Elektronen, „Löcher“ genannt. Unter Spannung wandern die überzähligen Elektronen und die „Löcher“ aufeinander zu und rekombinie- ren in der sogenannten Sperrschicht. Die freige- setzte Energie wird im Halbleiterkristall in Strahlung umgesetzt. Um die elektrische Kontaktierung zu vereinfachen und die LED vor Umwelteinflüssen zu schützen, wird sie in ein Gehäuse eingebaut. Reflektoren sorgen dafür, dass das Licht in einem Ausstrah- lungswinkel bis zu 180° in den oberen Halbraum ausgestrahlt wird. Linsen lenken das Licht. 19 Leucht-schichtLED-Chip blaues Licht weißes Licht Konversions-schicht 29 30 © licht.de 28 Kathode Kunststofflinse LED- Chip Anschlussdraht Das LED-Funktionsprinzip © licht.de

LED auf einer Platine bestückt und in eine Leuchte eingebaut ist – so nicht halten lassen. Hintergrund ist, dass sich die Da- tenblattangaben der LED-Hersteller auf ideale Laborbedingungen und Hochrech- nungen für den rohen LED-Chip beziehen. Diese Werte entsprechen nicht dem tat- sächlichen Lichtstrom einer einsatzbereiten LED-Leuchte oder Retrofit-Lampe. In der Praxis ist die Effizienz des gesamten LED- Systems entscheidend, also das Zusam- menspiel von LED-Chips, Optiken und Be- triebsgeräten (siehe dazu auch Seite 57). Extrem lange Lebensdauer LEDs haben eine extrem lange Lebens- dauer. Während die Glühlampe nach etwa 1.000 Stunden und eine Leuchtstofflampe nach rund 18.000 Stunden aufgibt, haben Hochleistungs-LEDs eine Lebensdauer von 50.000 und mehr Stunden. Das bedeutet: Eine LED-Leuchte, die an 250 Arbeitstagen im Jahr jeweils elf Stunden in Betrieb ist, hält rund 18 Jahre lang. Allerdings hängt ihre Lebensdauer stark von der Betriebs- und Umgebungstemperatur ab. Dabei gilt: Je kälter die Umgebung, desto effizienter arbeiten LEDs. Bei hohen Umgebungstemperaturen fühlen sie sich nicht wohl; der Lichtstrom lässt nach und die Lebensdauer kann sich signifikant ver- kürzen. Bei der Entwicklung leistungsfähi- ger LED-Systeme ist eine effiziente Wärme- ableitung deshalb besonders wichtig. Gut zu wissen: Anders als konventionelle Lampen, fallen LEDs praktisch nicht aus. Allerdings nimmt ihre Lichtintensität durch vermehrte Störstellen im Halbleiterkristall mit der Zeit ab. Diese Eigenschaft wird als Degradation bezeichnet und führt dazu, dass das Ende der Lebensdauer von LEDs für die jeweilige Anwendung definiert wer- den muss. Diese ist in der Regel erreicht, wenn der abgegebene Lichtstrom der LED auf 70 Prozent (bzw. 50 Prozent) des ur- sprünglichen Lichtstroms abgesunken ist (siehe Grafik 31). Die lange Lebensdauer der LEDs bedeutet in der Praxis praktisch Wartungsfreiheit: Lampenwechsel und Service-Einsätze ent- fallen. Lichtstrom und Helligkeit Licht emittierende Dioden besitzen eine ex- ponentiell ansteigende Strom-Spannungs- Kennlinie. Das heißt: Kleine Schwankungen in der Spannung verursachen große Strom- änderungen. LED-Chips müssen für opti- male Ergebnisse deshalb mit Konstant- strom betrieben werden. Sie sollten nicht direkt an eine Spannungsquelle ange- schlossen werden. Je mehr Leistung die Diode aufnimmt, desto heller leuchtet sie. Der Haken dabei: Höhere Betriebsströme erwärmen den Halbleiter – wodurch die Effizienz sinkt. Lichtstarke LEDs brauchen deshalb zwin- gend ein gutes Thermomanagement, das die Wärme vom LED-Chip ableitet. Durch größere LED-Chips und neue Bau- formen mit optimierter Wärmeabfuhr kön- nen moderne High-Power-LEDs (1W bis 5W) mit höheren Strömen ab 100 Milliam- pere (mA) betrieben werden. Sie geben sehr viel mehr Licht ab als frühere Versio- nen und erreichen heute schon Spitzen- werte: bei einem Ampere Betriebsstrom bis zu 200 Lumen. Zum Vergleich: Einfache Standard-LEDs liefern bei 20 mA ein bis zwei Lumen. Low-Power-LEDs Zu den Low-Power-LEDs – auch radiale LEDs genannt – zählen die klassischen Bauformen in drei oder fünf Millimeter licht.wissen 17 _ LED: Das Licht der Zukunft 20 [31] LEDs fallen nicht aus, ihre Lichtintensi- tät nimmt mit der Zeit aber ab. Die Lebens-dauer (L) einer LED muss deshalb je nachAnwendung definiert werden. Für die Notbe-leuchtung werden zum Beispiel Angaben biszu L 80 und mehr verlangt; das heißt, die Le- bensdauer der LED ist erreicht, wenn derLichtstrom nur noch 80 Prozent des Wertesbeträgt, der am Anfang gemessen wurde.Für die Allgemeinbeleuchtung werden Wertevon L 50 oder L 70 definiert. Die Lebensdauer einer LED hängt stark von der Umgebungs-und Betriebstemperatur ab. Wird die LED miteiner höheren Temperatur (T c 1) oder mit schlechtem Thermomanagement betrieben,verkürzt sich ihre Lebensdauer. [32] Hochflexibles LED-Modul in SMD- Technologie. 31

21 1907 … entdeckt der Engländer Henry Joseph Round, dass anorganische Stoffe leuchten können, wenn elektrische Spannung angelegt wird. Er veröf- fentlichte seine Entdeckung noch im selben Jahr in der Zeitschrift „Electrical World“. Da er jedoch haupt- sächlich mit der Entwicklung eines neuen Funkor- tungsverfahrens für die Seefahrt beschäftigt war, geriet seine Entdeckung zunächst wieder in Verges- senheit. 1921 … beobachtet der russische Physiker Oleg Vladimirovich Losev diese Lichtemission erneut. Da er darin die Umkehrung des Einstein’schen photo- elektrischen Effektes vermutete, untersuchte er das Phänomen in den Folgejahren bis 1942 genauer. 1935 … stellt George Destriau an Zinksulfid eine Lichtemission fest und bezeichnete es dem russi- schen Physiker zu Ehren als Lossew-Licht. 1951 … wurde durch die Entwicklung des Transis- tors ein wissenschaftlicher Fortschritt in der Halblei- terphysik erreicht. Jetzt konnte auch die Lichtemission erklärt werden. Zunächst experimen- tierten die Wissenschaftler weiter mit Zinksulfid. Erst ab 1959 konzentrierte sich die Erforschung der Licht- erzeugung ganz auf die Halbleiter; von besonderer Bedeutung war die sichtbare Lichtemission auf Basis eines direkten Mischkristalls von Galliumarsenid (GaAs) und Galliumphosphid (GaP). 1962 … kommt die erste rote Lumineszenzdiode (Typ GaAsP) auf den Markt, entwickelt von dem Amerikaner Nick Holonyak. Sie markiert die Geburts- stunde der industriell gefertigen LEDs. 1971 … durch die Entwicklung neuer, verbesserter Halbleitermaterialien gibt es die LED nun in weiteren Farben: Grün, Orange, Gelb. Gleichzeitig verbesser- ten sich Leistung und Effizienz der Leuchtdioden stetig. 80er Jahre bis frühe 90er Jahre … Das neue Halb- leitermaterial Galliumnitrid (GaN) ermöglicht Grüntöne LEDs: Eine lange Geschichte bis zum Markt bis zu ultraviolett. Auf dieser Basis entwickelte Shuji Nakamura 1993 in Japan die erste sehr hell strah- lende, kommerziell erfolgreiche blaue LED. Zuvor basierten blaue LEDs auf dem Material Siliziumcar- bid, das als indirekter Halbleiter wenig effizient arbeitet. Nakamura entwickelte neben der blauen GaN-LED auch die sehr effiziente grüne Indium-Galli- umnitrid-Leuchtdiode (InGaN-LED) und später auch eine weiße LED. 1995 … wird die erste LED vorgestellt, die durch Zugabe von Leuchtstoffen weißes Licht aus Lumi- neszenskonversion gewinnt. Zwei Jahre später kommen diese weißen Leuchtdioden auf den Markt. 2006 … gibt es die ersten Leuchtdioden mit 100 Lumen pro Watt. Sie haben eine Effizienz, die nur noch von Gasentladungslampen übertrumpft wird. In den vergangenen Jahren verdoppelte sich der Wirkungsgrad von LEDs alle zwei Jahre. Sie erobern immer mehr Anwendungsgebiete, und ein Ende der Entwicklung ist noch lange nicht in Sicht … Größe mit meist zwei „Beinchen“ und einem engen Abstrahlwinkel von 15 bis 30 Grad. Mit der 5-mm-LED begann der Siegeszug der Dioden; heute werden weit- aus häufiger Hochleistungsdioden einge- setzt. Low-Power-LEDs werden mit Strö- men von 20 mA bis maximal 100 mA betrieben. Superflux-Modelle, auch Spider oder Piranha genannt, tragen vier Pins. Sie wer- den in der Regel mit 70 mA betrieben und bringen eine stärkere Lichtleistung. Diese LEDs können auch mehrere Chips im Gehäuse aufnehmen, die unabhängig von- einander gesteuert werden können. Ihre Bauform erlaubt einen größeren Abstrahl- winkel von 90 bis 130°. Superflux-LEDs werden meist im Automobilbau eingesetzt. High-Power-LEDs High-Power-LEDs, auch Hochleistungs- LEDs genannt, geben am meisten Licht ab. Sie kamen zunächst als effiziente Ein-Watt- Packages auf den Markt, betrieben mit 350 Milliampere. Kurz darauf folgten Hoch- leistungs-LEDs mit 3 und 5 Watt. Gleich- zeitig konnten die LEDs weiter miniaturi- siert werden. So ist die kleinste High- Power-LED kaum größer als ein Streich- holz und erreicht dabei eine Effizienz von 100 Lumen/Watt. LED-Bautypen Bedrahtete LEDs (radiale LEDs) stammen noch aus den ersten Tagen der LED-Tech- nologie. Der innenliegende LED-Chip ist durch eine Kunststoffkappe verkapselt, die vor Schäden schützt. Wegen ihrer meist ge- ringen Lichtleistung werden diese Low- Power-LEDs heute vorwiegend für einfache Signalanzeigen verwendet. COB-LEDs (= Chip on Board) werden für besonders leistungsstarke, eng bepackte LED-Module eingesetzt. Bei dieser Bauform werden „nackte“, nicht verkapselte LED- Chips direkt auf eine Leiterplatte verklebt 32 und über sogenannte „Bond-Drähte“ kontaktiert. Eine aufgeklebte Epoxylinse, „Bubble“ genannt, definiert den Ausstrahlwin- kel, der eng- oder breitstrahlend sein kann. SMD-LEDs (= Surface Mounted Devices) sind extrem kleine Standardprodukte für die industrielle Fertigung. Sie werden direkt auf einer Leiterplatte verklebt und im Lötbad kontaktiert. Ebenso wie bedrahtete LEDs sind sie bereits verkapselt. SMD-LEDs sind die Bauform, die am häufigsten in Modulen oder Leuchten eingesetzt wird. SMD-Bauformen werden sowohl mit Low-Power-LEDs bestückt als auch mit High-Power-LEDs. Sie ermöglichen die industrielle Produktion ausgesprochen leis- tungsfähiger, dabei extrem flacher und schmaler Module.

[33] LEDs werden in der Regel als Module verwendet, die individuell für Kunden entwi-ckelt werden oder standardisiert sind. DiesePlatinen können dem jeweiligen Anwen-dungszweck optimal angepasst und als ein-gegossene Module auch direkt ohne Leuch-tenkörper eingesetzt werden. Die beidenrechts abgebildeten LED-Lampen – soge-nannte Retrofit-Lampen – ersetzen Glühlam-pen mit Schraubsockel (oben) und Halogen-Reflektorlampen mit Stecksockel (unten). Mit der winzigen Halbleiterdiode ist eine neue Lichtquelle für die Beleuchtung ent- standen: das LED-Modul. Es besteht im Prinzip aus Einzel-LEDs oder mehreren Di- oden, die mit einer Leiterplatte kontaktiert sind. Sie sorgt dafür, dass die Diode elek- trisch verbunden wird, die Wärme abgelei- tet und die LED angesteuert werden kann. Diese flachen Module, auch Platinen ge- nannt, ermöglichen den flexiblen und effi- zienten Einsatz der LED-Technologie. Je nach Anwendungszweck werden sie mit unterschiedlichen LED-Typen bestückt. LED-Module LED-Module sind vielseitig einsetzbar – und erlauben ganz neue Designlösungen. Als eingegossene LED-Module benötigen sie kein Gehäuse mehr und können zum Bei- spiel direkt in Boden- oder Deckenkanäle eingesetzt werden. Als Einzelmodule strah- len sie aus minimalistischen LED-Leuchten, und ausgestattet mit einem entsprechen- den Sockel ersetzen sie viele herkömmliche Lampen. Lineare LED-Module eignen sich insbeson- dere für Wallwasher-Effekte und die Archi- tekturbeleuchtung. Sie geben Fassaden und Vouten Kontur, passen in schmale Aus- lasskanäle. Mit ihnen lassen sich auch lange Lichtlinien einfach und nahtlos reali- sieren. Flexible LED-Module überwinden beson- ders einfach Kurven und Kanten. Sie wer- den meist mit SMD-LEDs bestückt. Die fla- chen Module sind richtig, wenn gebogene Flächen be- oder hinterleuchtet werden sollen, zum Beispiel Schriftzüge oder Handläufe. licht.wissen 17 _ LED: Das Licht der Zukunft 22 LED-Spezial: Module, Systeme – und Qualitätsmerkmale Leuchtdioden sind für Beleuchtungsaufgaben erst nutzbar, wenn sie auf Leiterplatten ein Modul bilden. Die Produktion leistungsfähiger Module, Lampen und kompletter LED-Leuchten erfordert spezielle Herstellungsverfahrenund hohes technologisches Know-how, um den Qualitätsanforderungen zu genügen. 33

Flächige LED-Module gibt es in der Regel als einsatzfertige LED-Tafeln mit diffusen Glas- oder Kunststoffoberflächen. Sie wer- den eingesetzt als Lichtkacheln oder komplette Lichtdecken. Werden mehrere Module gekoppelt, können mit einer ent- sprechenden Ansteuerung großflächige Displays realisiert werden. LED-Ketten werden eingesetzt, wenn Flä- chen hinter- oder unterleuchtet werden sol- len, etwa in der Lichtwerbung. Retrofit-Lampen: LEDs mit Sockel Eine spezielle Modul-Variante sind LEDs mit Steck- oder Schraubsockel. Mit Schraub- sockel E14 oder E27 und klassischer „Bir- nenform“ ersetzen sie konventionelle Glüh- lampen; mit entsprechenden Stecksockeln Halogenlampen. Mit ihrem warmweißen oder farbigen Licht eignen sich die Retrofit-Lampen als ener- giesparende Alternativen im Privatbereich oder Kleinbüro. Sie können einfach in be- stehende Leuchten eingesetzt werden. Die volle Leistung einer kompletten LED- Leuchte erreichen sie allerdings nicht. Eine gute Alternative sind sie trotzdem: So hält zum Beispiel eine warmweiße LED-Glüh- lampe acht Watt etwa 25.000 Betriebs- stunden – das sind bei knapp drei Stunden Betrieb pro Tag immerhin fast 25 Jahre. LED-Leuchten und LED-Systeme Effiziente LED-Lösungen setzen voraus, dass Modul und Leuchtenkörper optimal aufeinander abgestimmt sind; sie bilden immer ein komplettes System. Ihre Herstel- lung erfordert hohes Know-how in der Ent- wicklung und Produktion sowie den Einsatz hochwertiger Materialien. Qualitätsleuchten zeichnen sich dadurch aus, dass Ansteue- rung, thermisches und optisches Design gut umgesetzt sind – und zwar auf kleins- tem Raum. LED-Leuchten oder LED-Systeme für Ein- und Anbauten entstehen immer in vier Phasen (siehe Abb. 34): Ausgangspunkt ist jeweils ein LED-Chip. Zum Schutz vor Umwelteinflüssen wird der Chip zunächst in eine Kunststoffhülle eingegossen, die auch die Abstrahlcharakteristik bestimmt, und in ein Gehäuse eingebaut. Diese LED-Diode wird (Stufe 2) auf eine Leiterplatte gesetzt, die Elektronik, An- steuerung und Wärmeleitung sicherstellt. Im dritten Schritt wird die Platine dann mit sekundären Optiken wie Linsen, Reflekto- ren oder Diffusoren ausgestattet. 23 [34] Die Produktion effizienter LED-Systeme erfordert hohes technologisches Know-how.Die Qualität der Komponenten und der Ferti-gung ist entscheidend für Effizienz und Leis-tungsfähigkeit einer LED-Leuchte. 34

Das LED-Modul wird in der vierten Stufe in die LED-Leuchte eingebaut. In dieser Pro- duktionsphase gilt auch der Rückseite der Leuchten große Aufmerksamkeit, denn hier geht’s um das Thermomanagement. Es führt die Leitungswärme von der Diode weg und ist entscheidend für Effizienz und Le- bensdauer des Gesamtsystems. Qualitätsmerkmale und Wartungsfaktor LEDs sind Trend – und der Markt ist über- schwemmt mit Produkten, die nicht immer den Anforderungen genügen. Schlechte Systeme zeigen ihre Schwächen oft erst im Betrieb. Qualitätsprodukte bieten ausgewogene Leuchtdichten, die das menschliche Auge nicht schädigen können, haben minimale Frühausfälle (zirka zwei unter einer Million LEDs) und bieten Ge- währleistung vom Hersteller, können trotz der rasanten Entwicklung in der LED-Technologie auch später noch in gleicher Lichtqualität ersetzt werden, verfügen über eine gute Wärmeableitung, die auch dafür sorgt, dass Leuchten nicht zu heiß werden und gefahrlos berührt wer- den können, bieten einen guten Wartungsfaktor. Der Wartungsfaktor MF (= Maintenance Factor) beschreibt das Verhältnis aus dem Lichtstrom einer Lichtanlage bei Inbetrieb- nahme und zum Zeitpunkt der Wartung. Er berücksichtigt den Lichtstromrückgang durch Ausfall und Alterung von Lampen, die mögliche Verschmutzung einer Leuchte im Lauf der Zeit, die Raum- bzw. Außenbedingungen, die zu Verschmutzung und Alterung beitragen können. Zum Beispiel: Bei einem Wartungsfaktor von 0,5 muss eine Anlage am Anfang den licht.wissen 17 _ LED: Das Licht der Zukunft 24 [35] Angenehm gleichmäßiges und blend- freies Licht im Büro spendet die ausgespro-chen flache Arbeitszonen-Hängeleuchte mit direkt/indirekter Lichtverteilung und inte-griertem Lichtmanagement. Weitere Vorteilesind ihre lange Lebensdauer, die Wartungs-kosten spart. 35

zweifachen Lichtstrom erzeugen, damit sie bis zur ersten Wartung die in der jeweils re- levanten Norm geforderten Beleuchtungs- stärke liefert. Generell äußert sich die Qualität von LED- Leuchten in einheitlichen Lichtfarben und ho- mogener Helligkeit sowie in der Lebensdauer des gesamten Systems. Wichtige Begriffe sind in diesem Zusammenhang die Stich- worte Thermomanagement und Binning. Thermomanagement Auch wenn das abgestrahlte Licht einer LED nicht heiß ist, ist es doch eine falsche Annahme, dass LEDs keine Wärme abge- ben. Denn ebenso wie bei anderen Lam- pen, wird auch in LEDs nur ein Teil der Energie in Licht umgesetzt – innerhalb des Halbleiters entsteht Wärme. Diese Lei- tungswärme muss unbedingt abgeführt werden, damit eine lange Lebensdauer und hohe Effizienz gewährleistet sind. Dies gilt insbesondere für LEDs mit hohem Licht- strom. Seriöse Hersteller geben für ihre LEDs des- halb stets eine Umgebungstemperatur an, bei der die Lichtströme und Lebensdauer ihrer Leuchten und Module erreicht werden. Binning Bei der industriellen Produktion von LEDs kommt es innerhalb einer Charge immer zu Abweichungen: Die Dioden variieren zum Beispiel in ihrer Farbe und Leuchtkraft. Damit eine konstante Lichtqualität mit gleichem Helligkeitsniveau und einheitlicher Lichtfarbe gewährleistet ist, müssen die LEDs einer Charge sortiert werden („Binning“ genannt). Wichtige Auswahlkriterien sind hier: Lichtstrom, gemessen in Lumen (lm) Farbtemperatur, gemessen in Kelvin (K) Vorwärtsspannung, gemessen in Volt (V). 25 [36] Einheitliche Lichtfarben der LEDs garantiert das ANSI-Binning. Die Farbwerte von LEDs unterliegen natürlichen Schwankungen. Sie müssen kate- gorisiert werden, damit eine einheitliche Lichtfarbe gewährleistet ist. Die Sortie- rung der LEDs nach ihrem Farbwert heißt „Binning“. Das rote Dreieck im Farbdreieck (links) der internationalen Beleuchtungskommis- sion CIE zeigt den Raum auf, in dem theoretisch ein Farbort durch Farbmischung von drei LEDs eingestellt werden kann. Befindet sich die Bin ninggruppe auf der schwarz eingezeichneten Plank’schen Kurve, spricht man von einem „reinen Weiß“. Liegt das Bin oberhalb der Kurve, wirkt die LED grünlich. Heute werden LEDs nach der ANSI-Norm (ANSI = American National Standards Institute) sortiert. Sie definiert Farbwertabweichungen im xy-Raum mithilfe der MacAdam-Ellipse und empfiehlt, dass der Farbwert innerhalb einer Ellipse mit vier Schwellwerteinheiten liegen sollte. LEDs dieser eng gefassten Bins garantieren einheitliche Lichtfarben, zum Beispiel 2.700 Kelvin für Warmweiß. 36 Definition der Farbwerte weißer LEDs Spektralfarblinie Purpurlinie Theoretische Farben Black-Body Kurve © licht.de

In Hotels, Restaurants und Wellnesseinrich- tungen spielt die Beleuchtung eine wichtige Rolle. Sie trägt wesentlich dazu bei, dass sich der Gast auf Anhieb wohlfühlt und gerne wiederkommt. Licht spielt hier seine emotionalen Qualitäten aus, unterstreicht eine behagliche und angenehme Atmo- sphäre. Zugleich dient die Beleuchtung der Orien- tierung, zum Beispiel in Parkhäusern, auf Fluren und Gängen. In Konferenzräumen, Hotelzimmern und Servicebereichen muss sich Licht außerdem unterschiedlichen Raumnutzungen anpassen – und soll da- bei auch möglichst wenig Kosten verursa- chen. Leistungsstarke LED-Systemen erfüllen die komplexen Anforderungen in Service und Gastronomie auf höchstem Niveau: Sie sind flexibel steuerbar und bieten dynami- sche Inszenierungen mit satten Farben, unterstreichen mit unterschiedlichen Weißtönen ein wohnliches oder frisches Ambiente, halten bis zu 50.000 Stunden und länger, sind sehr effizient, sind klein und dezent, akzentuieren die Architektur sparen Wartungskosten und schonen die Umwelt. Die kleinen Kraftpakete sorgen nicht nur für beste Lichtqualität; sie sind zugleich ausge- sprochen sparsam. So lassen sich mit LED- Lösungen und intelligenter Lichtsteuerung bis zu 75 Prozent der Beleuchtungskosten einsparen. Ein weiterer Vorteil: Ihre Langle- bigkeit spart Wartungskosten, denn häufige Lampenwechsel an schwer zugänglichen Stellen wie in hohen Treppenhäusern entfal- len. Zudem reduziert die geringe Wärmeent- wicklung von LEDs die Kosten für die Kli- matisierung. Der erste Eindruck zählt Mit einem breiten Spektrum an Farben und Farbtemperaturen sorgen LEDs für einen freundlichen Empfang. Sie führen die Besu- cher und erleichtern die Kommunikation licht.wissen 17 _ LED: Das Licht der Zukunft 26 LEDs in Hotel und Service Traditionshotel oder Szenebar, Landgasthof oder Wellness-Oase: Erfolgreiche „Gastgeber“ verwöhnen ihre Besucher, bieten Genuss und Wohlbefinden. Das richtige Licht ist dabei ebenso wichtig wie perfekter Service. 37

zwischen Gästen und Personal. Eine flä- chige Beleuchtung vermittelt Großzügigkeit und kann gut zur Allgemeinbeleuchtung eingesetzt werden. Solche Lösungen lassen sich mit flutendem LED-Licht aus Vouten oder mit einem kompletten diffus-opalen „Lichthimmel“ aus hinterleuchtetem Glas umsetzen. Bestens geeignet sind warmwei- ßes Licht oder freundlich-helle Farbtöne. Trittfeste Einbauleuchten am Boden oder dezente Lichtpaneele in der Wand leiten Besucher zur Rezeption. Dort erleichtert das blendfreie, warmweiße Licht filigraner LED-Leuchten die Arbeit am Computer. Gute Farbwiedergabe mit ͧ R a 90 garan- tiert, dass Farben, Gesichter und Gegen- stände natürlich erscheinen. In Lobby, Bar und Flur setzen LED-Strahler mit gerichtetem Licht starke Akzente und bieten sich als energieeffizienter Ersatz für Halogenlampen an. Ihr großes Plus: Sie geben weder ultraviolettes noch infrarotes Licht ab. So nehmen auch alte Meister oder moderne Kunst keinen Schaden, lassen sich ausgefallene Dessertkompositionen appetitanregend ins Licht rücken, ohne auszutrocknen. Lichtkomfort mit Farbe und Dynamik Von besonderem Reiz sind die farbige In- szenierung einzelner Flächen und dynami- sches Licht. Das wissen nicht nur erfahrene Hoteliers; auch zahlreiche Studien belegen die positive Wirkung auf den Menschen. Mit LED-Lichtlösungen ist es besonders leicht, die wohltuenden Effekte von Farbe und dy- namischem Licht zu nutzen. Dabei kommen die Leuchtdioden ganz ohne Farbfilter aus: Schon eine einzelne LED-Leuchte kann – 27 [37] Blickfang in der Lounge ist die Schie- ferwand: Kubische Einbauleuchten mit je-weils einer 1,2 Watt-LED strahlen in drei un-terschiedlichen Weißfarben und geben derWand Tiefe. [38] Die richtige Beleuchtung trägt zur Ent- spannung bei. Hier spendet eine homogeneLicht-Wand am Bett angenehm diffusesLicht. 38

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ausgestattet mit einem entsprechenden Modul – neben unterschiedlichen Weißtö- nen mehr als 16 Millionen unterschiedliche Farbnuancen zur Verfügung stellen. LED-Beleuchtung mit farbdynamischer Steuerung bringt vielfältigen Nutzen. Im Ho- telzimmer kann der Gast so „sein“ Licht dem Biorhythmus entsprechend einstellen – morgens frische Weißtöne mit hohem Blau- anteil fürs Wachwerden, abends mehr Rot- anteile für behagliche Stimmung. In Konfe- renzräumen wechselt das Licht ganz nach Wunsch und Anforderung von konzentrati- onsfördernder Beleuchtung über beruhi- gend-sanft bis zu inspirierenden Farbwech- seln fürs kreative Brainstorming. Auch in Wellnessbereichen sorgt eine intelli- gente, einfühlsame Farbsteuerung für tolle Effekte, die Kunden zu schätzen wissen. Grüntöne beruhigen bei der entspannenden Massage, ein zartes Violett macht sich gut im Ruhebereich der Sauna, und Türkisblau vermittelt im Whirlpool Sauberkeit und Fri- sche. Damit in Schwimmbädern, Tauchbe- cken oder Duschen die Sicherheit nicht baden geht, dürfen dort allerdings nur LED- Leuchten mit entsprechenden Schutzklas- sen eingesetzt werden. LED-Systeme hoher Qualität können naht- los gedimmt werden. So gibt’s zum Relaxen in Ruhezonen dezente Lichtstärken, zur Reinigung helles Licht. Highlight in Lounge und Barbereichen sind videofähige LED-Systeme. Sie lassen Licht- decken Geschichten erzählen. Mit unter- schiedlichen Formen und langsam wech- selnden Farben sorgen sie für subtile Wohlfühlatmosphäre, mit eingespielten Bil- dern setzen sie Trends. Diese Flächen- leuchten können an Decken oder Wänden installiert werden. Lichtsteuerung für Komfort Licht nach Wunsch und Stimmung setzt Lichtsteuerung und entsprechende Ma- nagementsysteme voraus. Sie sollten mög- lichst einfach und komfortabel für Gast und Personal zu nutzen sein. Einfache Steue- rungen bieten multifunktionale Bedienele- mente, die mit einem Panel eine Vielzahl an Schaltern und Dimmern ersetzen. Auf Knopfdruck oder per Fernbedienung lassen sich programmierte Lichtstimmun- gen mit einfach verständlichen Kommandos abrufen – nützlich für Hotel- und Konferenz- zimmer. Dabei können Beleuchtung und Ja- lousien je nach Tageslicht und Wetter ge- steuert werden. Werden Tageszeit und Anwesenheit berücksichtigt, lässt sich mit Lichtmanagement nochmals nachhaltig Energie einsparen. Das rechnet sich auch in WC-Anlagen und in der Parkgarage. Langlebige, sparsame LED-Leuchten und Lichtmanagement bieten damit die Voraus- setzung, alle Gebäudebereiche effizient und in maximaler Lichtqualität zu beleuchten. Je nach Ausbaustufe können so alle Bereiche zentral überwacht und bedient werden: Vom Hotelzimmer bis zum Parkplatz. 29 [39] Downlights und eine Voutenbeleuch- tung über dem Eingang markieren den Wegzur Rezeption. [40] Attraktive Lichtstimmung im Restaurant mit LEDs: Die hinterleuchtete Theke prägtdas Interieur. Schmale LED-Module setzenauch die Glasregale an der Rückwand inSzene. [41] LED-Lösungen mit dynamischer Farb- steuerung eignen sich gut für Wellnessberei-che. Je nach Tageszeit verwöhnen sie dieGäste mit anregendem oder entspannendemLicht. 41

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31 [42] Im Museum überzeugen moderne LED-Strahler durch ihre Vielseitigkeit. Farb-temperaturen und Farbnuancen können ein-fach modifziert werden und setzen die jewei-lige Ausstellung perfekt in Szene. LED-Lichtist frei von UV- und IR-Strahlen, schützt soauch empfindliche Materialien. [43] Energieeffiziente LED-Spots an einem filigranen Schienensystem leuchten Skulptu-ren auch aus einer Höhe von fünf bis sechsMetern perfekt aus. [44] Mit LED-Licht werden die alten Schrif- ten in den Vitrinen schonend und gleichmä-ßig ausgeleuchtet. Bei der Lichtplanung für Museum oder Galerie stehen immer die Exponate im Mit- telpunkt. Eine ansprechende Lichtdrama- turgie nimmt darauf Rücksicht: Sie setzt Architektur und Ausstellungen wirkungsvoll in Szene, während die Lichtquellen selbst dezent im Hintergrund bleiben. Mit ihren sehr kompakten und extrem flachen Bau- formen ist das für LED-Module kein Prob - lem. Lichtdecken öffnen Räume Ein wichtiger Trend vor allem in modernen Museen und Galerien ist der Einsatz von großen und diffus strahlenden Lichtflächen. Ihr Vorteil: Das weich flutende Licht hebt Raumgrenzen auf und entschärft harte Konturen. Damit eignen sich großflächig hinterleuchtete Decken oder Flächen ideal für die Allgemeinbeleuchtung. Mit lang- lebigen LED-Lichtkacheln, Lichtlinien oder speziellen Modulketten können solche Lichtdecken einfach und quasi wartungs- frei realisiert werden. Besonders reizvoll wirkt der Kontrast zwi- schen dem diffusen Licht einer LED-Licht- fläche und dem gerichteten Punktlicht von LED-Strahlern. Es lenkt den Fokus auf die Exponate. Zugleich gliedert und strukturiert es den Raum und hilft bei der Orientierung. Mit LED-Spots an Stromschienen oder kardanisch, also drehbar, aufgehängten Downlights bleibt die Akzentbeleuchtung auch bei wechselnden Präsentationen flexibel. Wechselndes Licht LED-Lösungen mit dynamischer Lichsteue- rung stellen die kompletten RGB-Farben und ein breites Spektrum an Pastell- und Mischtönen für individuelle Inszenierungen bereit. Ganz ohne Farbfilter und auf Knopf- druck wechselt das Licht von anregend- kühlem Blau über warmes Weiß bis zu glü- hendem Rot. Damit kann das Licht perfekt an unterschiedliche Epochen und Ausstel- lungsthemen angepasst werden. Helle glänzende Materialien wie Fotos wirken zum Beispiel bei hohen Farbtemperaturen um 5.000 Kelvin besonders brillant; his- torische Kostüme oder Möbel zeigen all ihre Facetten bei warmen 3.000 Kelvin. Über Helligkeitsanpassungen im Bereich zwischen 10 und 100 Prozent lassen sich weitere Akzente setzen. LED-Licht schont alte Meister Lichtplanungen für Museen müssen auch auf konservatorische Belange Rücksicht nehmen. Ölbilder, alte Papiere und Stoffe sind empfindlich und dürfen durch Lichtein- fall oder Hitze keinen Schaden nehmen. LEDs meistern diese Anforderungen spie- lend: Sie geben weder ultraviolette (UV) noch infrarote (IR) Strahlung ab, und das abgestrahlte Licht bleibt kühl. Damit schüt- zen sie sensible Exponate vor dem Zerfall und erhalten die Farben. Starke Effekte auf der Bühne Bei Rockkonzerten, im Theater oder für TV-Shows: Wenn es um aufmerksamkeits- starke Inszenierungen geht, sind satte Farben und Lichtwechsel gefragt. Moderne Steuersysteme mit digitalen Schnittstellen sorgen für gelungene Effekte. So können zum Beispiel große Flächen mit vielen LED- Punkten nicht nur an- und ausgeschaltet oder gedimmt werden, jeder Lichtpunkt kann auch separat angesteuert werden, Farbe und Intensität ändern. Mit videofähi- gen LED-Leuchten, die Bilder und Filmse- quenzen abspielen können, wird das Licht dann selbst zum Hauptdarsteller. LED für Kunst und Kultur Moderne Kunst, Skulpturen oder alte Schriftstücke: Die Beleuchtung von Ausstellungen erfordert viel Finger-spitzengefühl und ein schonendes Licht. LEDs bringen zudem mit dynamischem Licht Farbe und Bewegung in die Inszenierung.

Exklusiver Markenshop oder Lebensmittel- markt mit Feinkostecke: Moderne Beleuch- tung inszeniert das Warenangebot und schafft immer neue Erlebniswelten. Flexi- bles und farbiges LED-Licht gibt der Prä- sentation den richtigen Pfiff. Es führt und in- formiert, dramatisiert und differenziert... Leuchtdioden beweisen nicht nur hohes Verkaufstalent. Äußerst effizient, tragen sie 50.000 Arbeitsstunden lang dazu bei, die Energiekosten zu reduzieren. Immerhin ge- hen rund 25 Prozent des Stromverbrauchs im Einzelhandel auf das Konto der Beleuch- tung. Da lohnt es sich, der Beleuchtung besondere Aufmerksamkeit zu widmen und Energie intelligent zu nutzen. LEDs bewegen das Licht Moderne LED-Technologie bringt ganz neue Töne in den spannungsreichen Dialog zwischen Licht und Waren. Besonders trendy sind derzeit sanft flutende Lichtde- cken. Vor allem in großen Malls sorgen sie für stimmungsvolles Licht und entgrenzen den Raum. Videofähige LED-Medienleuch- ten zaubern auf Knopfdruck Bilder und Bot- schaften an die Decke oder bilden den Himmel im Tagesverlauf nach. Sie können je nach Bedarf mit bewegten oder statischen Bildern bespielt werden und verfügen über hohe Bildqualität in gleichmäßigen Farben. Dynamische Farb- und Lichtsteue- rung setzt Produktpräsentationen und Schaufenster in Szene. Mit elektronischen Steuersystemen können beliebige Licht- kombinationen und Stimmungen abgespei- chert und in gewünschter Reihenfolge aktiviert werden. Farbiges Licht für jede Kollektion Farbiges Licht ist ein großes Thema im Verkauf: Dezent beleuchtete Hohlkehlen in Wand und Decke, sogenannte Vouten, [45+46] LED-Licht inszeniert den Shop als Erlebniswelt – und kommt ganz ohne Leuch-tenkörper aus. Sanft flutendes Licht spendengroßflächige Lichtwände, filigrane Lichtbän-der beleuchten die Vitrinen. [47] Eyecatcher im Einkaufszentrum ist die LED-Mediendecke, die mit bewegten oderstatischen Bildern bespielt werden kann. licht.wissen 17 _ LED: Das Licht der Zukunft 32 LEDs für Shops und Präsentation Samstags zum Shoppen in der City oder auf der grünen Wiese: Flexibles LED-Licht macht den Einkauf zum emotionalen Erlebnis, erleichtert den Mitarbeitern den Dienst am Kunden und trägt wesentlich zum Unternehmenserfolg bei. 45 46

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sich die Ware im Vergleich zu herkömmli- cher Akzentbeleuchtung mit weniger Ener- gieleistung gezielt beleuchten. Lösung für schwierige Bereiche Die hohe Lebensdauer der LEDs spart War- tungskosten. Das ist besonders praktisch in Bereichen, in denen jeder Lampenwechsel mit hohem Aufwand verbunden ist, zum Beispiel an Rolltreppen oder in sehr hohen Räumen. Auch in Tiefkühlschränken leisten LEDs gute Dienste und können einfach gegen Leuchtstofflampen ausgetauscht werden. Ihr großer Vorteil: Während Leuchtstofflam- pen bei minus 20 Grad Celsius schneller abbauen, lebt die LED bei Minusgraden richtig auf. Vibrationen durch zuschlagende Türen machen ihr nichts aus – und in der Regel hält sie länger als die Tiefkühltruhe. 35 [48] Elegante Lichtlösung für den Counter: Weißes LED-Licht flutet aus der Voute unterder Decke und betont den Schwung derTheke. [49+50] Farbiges Licht lenkt die Aufmerk- samkeit und kann individuell auf jede Kollek-tion abgestimmt werden. [51] Das Beleuchtungskonzept mit weißem Funktionslicht und farbigem Effektlicht sorgtauch in den Abendstunden für eine ange-nehme Raumatmosphäre in der Bank undvermittelt Sicherheit. Die LED liefert mit ihren variablen Farbtemperaturen warm- bis kühl-weißes Licht. So kann die Beleuchtung im Ta-gesverlauf die richtigen Impulse für den biolo-gischen Rhythmus des Menschen setzen. [52] Tagsüber flutet viel Tageslicht in das Einkaufszentrum, abends übernehmen effi-ziente LEDs die Beleuchtung. Farbiges Lichtakzentuiert die Architektur. [53] Bei Minusgraden fühlen sich LEDs rich- tig wohl. Gleichmäßig beleuchten sie die Tief-kühlware, sind sparsam im Betrieb und vibra-tionsfest. 53 52 heben Grenzen auf, Bodeneinbauleuchten markieren unterschiedliche Bereiche, Spots mit gerichtetem Licht lenken den Blick auf Produktpräsentationen. Mit LEDs ist es ein- fach, angenehm weißes Allgemeinlicht mit farbigen Akzenten zu kombinieren. So wechselt die Beleuchtung mit jeder neuen Kollektion: Frische Gelb- und Grün- töne für den Sommer, warme Orange- oder Rottöne für den Herbst und im Winter küh- les Weiß und Blau. Das funktioniert auch in der Feinkostabteilung. Kühle Farbnuancen betonen die Frische von Obst, Fleisch- und Fischwaren; Strahler mit Rot-Grün-Wechsel sorgen für die charmante Beleuchtung edler Tropfen in der Weinabteilung. LED-Licht für sensible Waren Projiziertes, direkt auf das Objekt gerichte- tes Licht schafft hohe Leuchtdichten. Das weckt Aufmerksamkeit. Mit LEDs können auch empfindliche Waren – Kosmetika, Le- bensmittel, sensible Stoffe oder Leder – problemlos beleuchtet werden. Ihr Licht ist frei von schädlichen Infrarot- und Ultravio- lettstrahlen; zusätzliche Schutzfilter sind nicht mehr nötig. Da Spots und LED-Leuchten deshalb direkt in Regale installiert werden können, lässt

[54] Warme Farben und warmweißes LED- Licht helfen mit, dass werdende Mütter sichim Klinikum Nürnberg wohlfühlen. [55+56] Hell und freundlich ist die Atmos - phäre in der Arztpraxis. Das Beleuchtungs-konzept setzt ganz auf LED-Leuchten, derenzurückhaltendes Design perfekt mit der Ein-richtung korrespondiert. Schon die alten Ägypter wussten um die Macht der Farbe: Sie tauchten die Zimmer von Kranken gerne in warm-rötliches Licht. Die moderne Wissenschaft bestätigt die wohltuende Wirkung von Farbe und dyna- mischer Beleuchtung auf den Menschen. Ging es früher darum, optimales Licht für Diagnose und Therapie bereitzustellen, ge- winnt heute die psychologische und ästheti- sche Wirkung von Licht in Krankenhäusern, Praxen und Pflegeeinrichtungen immer mehr Bedeutung. Mit LED-Systemen sind solche Konzepte einfach und effizient um- zusetzen. Farbe bringt Emotion ins Licht – und wirkt sich direkt auf das Wohlbefinden von Pa- tienten aus. Effiziente und flexible LED-Lö- sungen laden ein zum kreativen Umgang mit der Beleuchtung: Als Wand- und Bo- deneinbauleuchten sorgen sie für Orientie- rung, in der Kombination von flächig-strah- lenden Wallwashern mit brillanter Akzentbeleuchtung gliedern sie lange fens- terlose Flure, diffus strahlend empfangen sie Patienten im Aufwachraum und beruhi- gen werdende Eltern im Kreissaal. Die richtige „Medizin“: LED-Licht Nicht nur im Wartebereich ist Licht in sanf- ten Farben die richtige „Medizin“ gegen Angst und Beklommenheit. Gute Dienste leistet es zunehmend auch in einer Umge- bung, die stark von medizinischen Geräten bestimmt ist. Bei Untersuchungen mit dem Computertomografen (CT) oder bei der digitalen Mammografie trägt ein farbiges licht.wissen 17 _ LED: Das Licht der Zukunft 36 LEDs in Klinik und Praxis Das Gesundheitswesen ist im Wandel. Krankenhäuser entwickeln sich zu modernen Health-Care-Zentren undmüssen sich ebenso wie Praxen und Pflegeeinrichtungen dem Wettbewerb stellen. Maßgeschneiderte Lichtkon-zepte tragen dazu bei, dass sich Patienten gut aufgehoben fühlen. 54

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Lichtambiente erheblich dazu bei, dass sich der Patient entspannen kann. Und weil mit der Angst auch der Stresspegel sinkt, kann zugleich die Fehlerquote bei Untersuchun- gen reduziert werden. Mit RGB-Steuerungen lässt sich das Licht den Bedürfnissen beliebig anpassen: weiß oder farbig, lichtstark oder sanft gedimmt, statisch oder mit dynamischen Wechseln. Damit lässt sich auch im Patientenzimmer ein angenehmes Lichtklima mit Rücksicht auf den biologischen Rhythmus des Men- schen realisieren: Am Morgen zur Visite gibt kühles Tageslichtweiß Energie, nachmittags sorgt warmweißes Licht für Entspannung, abends wird das Allgemeinlicht stark ge- dimmt und durch Akzentlicht ergänzt. LEDs in der Praxis Mit hoher Leistungskraft und puristischem Design sorgen die effizienten und wartungs- armen LEDs auch in der Arztpraxis für opti- males Licht. Diffus strahlende Lichtkacheln oder Einbaustrahler geben Orientierung, Leuchten mit Direkt- und Indirektanteilen blendfreies Licht im Wartebereich sowie für die Arbeit an Computer und elektronischen Geräten. Spots setzen Bilder, Skulpturen und Pflanzen in Szene. In den Behandlungsräumen brauchen Arzt und medizinisches Personal eine gute All- gemeinbeleuchtung von rund 500 Lux und eine flexible Beleuchtung für die Untersu- chung. Mit intelligenten Steuerungssyste- men kann das Licht einfach geschaltet und gedimmt werden. Das sorgt für Komfort und spart nochmals Energie. Licht für Untersuchung und OP Lichtstarke Hochleistungsdioden werden immer häufiger auch für Untersuchungs- leuchten eingesetzt. Hier ist nicht nur ihre lange Lebensdauer von Vorteil, die Wartun- gen auf ein Minimum begrenzt, sondern auch ihre halbräumliche Abstrahlung und die Möglichkeit, die „Punktlichtquelle“ durch Optiken gut lenken zu können. Und im Ge- gensatz zu konventionellen Lampen hat LED-Licht weder ultraviolette noch Infrarot- Anteile; das schont Haut und Gewebe. Der Einsatz verschiedenfarbiger LEDs in einer Leuchte erleichtert die Beurteilung spezieller Haut- und Wundtypen. Im Prinzip hat ein „Mangel“ zu dieser Entwicklung geführt: Denn die Farbwiedergabe neutral- weißer LEDs (R a ͧ 90) reicht derzeit oft noch nicht aus für die diffizilen Sehanforde- rungen im Operationssaal. Bis Dioden mit optimierten Phosphorbeschichtungen hö- herer Farbwiedergabe erhältlich sind, wer- den deshalb neutralweiße Chips mit weite- ren Lichtfarben kombiniert. Sie gleichen Lücken in der spektralen Zusammenset- zung aus und gewährleisten beste Farbwie- dergabe. Diese Farbmischung bietet Medizinern zu- gleich die Option, das weiße LED-Licht per Knopfdruck oder Fernbedienung je nach Untersuchung zu variieren: zum Beispiel Neutralweiß für allgemeine Untersuchun- gen, warmweißes Licht zur Beurteilung der Hautoberfläche, kaltweißes Licht zur einfa- chen Identifikation einzelner Gefäße. licht.wissen 17 _ LED: Das Licht der Zukunft 38 58 57

39 [57] Kunst im Flur einer Praxis. Die filigranen Wandleuchten aus Aluminium sind mit LEDsacht Watt bestückt; das entspricht einer 30-Watt-Halogenlampe. Auf Kniehöhe markierendie LED-Wandleuchten mit je zwei Watt denWeg durch die Praxis. [58] OP-Leuchten mit lichtstarken LEDs er- leichtern Chirurgen die diffizilen Sehaufgabenim Operationssaal. Lichtfarbe und Helligkeitkönnen sekundenschnell verändert werden. [59] Lichtambiente mit doppeltem Effekt: Eine dynamische LED-Beleuchtung nimmtden Patienten Angst und mindert damit auchFehlmessungen. Im Behandlungsraum fürKernspindiagnostik (MRT) am Marienkran-kenhaus Hamburg können mehr als 60.000verschiedene Lichtfarben dargestellt werden.Positiver Nebeneffekt sind weniger Energie-kosten und Wartungsfreiheit. [60] Verschiedenfarbige LEDs in der Unter- suchungsleuchte erleichtern Medizinern dieBeurteilung spezieller Haut- und Wundtypen. 59 60

licht.wissen 17 _ LED: Das Licht der Zukunft 40 Typ und Anwendung der LED-Leuchte be- stimmen die Wahl der Betriebsgeräte. Leuchten können direkt mit Netzspannung versorgt werden – wenn die Betriebsgeräte in den Leuchten integriert sind – oder arbei- ten über externe Betriebsgeräte, z. B. mit Schutzkleinspannung. Das Dimmen der LED-Module erfolgt über getrennte Steuer- eingänge (z.B. DALI, DMX) oder über eine Pulsweiten-Modulation. Grundsätzlich gewährleisten Betriebsgeräte für LED-Module oder LED-Leuchten: eine typgerechte Energieversorgung; in der Regel mit Sicherheitskleinspannung (SELV), sicheren Betrieb auch bei schwierigen Umgebungsbedingungen, je nach Typ auch die Steuerung von LEDs und stellen Schnittstellen für Manage- ment-Systeme bereit, eine lange, auf die LED abgestimmte Le- bensdauer, damit die LEDs effektiv genutzt werden können. Betriebsgeräte sind direkt auf der Platine der LED-Module integriert – wie zum Bei- spiel bei LED-Modulen in gesockelter Aus- führung (Retrofit-Lampen) – oder als sepa- rate Komponente konstruiert. Nach Definition wird zwischen Betriebsge- räten als integraler Bestandteil einer Leuchte, als Einbau- oder als unabhängiges Betriebsgerät unterschieden. Integrierte Be- triebsgeräte können nicht ohne Zerstörung aus einer Leuchte entfernt werden, Einbau- betriebsgeräte indes mit Hilfe von Werkzeu- gen entfernt oder gewechselt werden. Beim Einsatz von Einbau- oder unabhängigen Betriebsgeräten müssen Leuchten die si- cherheitsrelevanten Anforderungen erfüllen. Separate Betriebsgeräte entsprechen durch ihre Konstruktion den sicherheitsrelevanten Anforderungen nach internationalen Nor- men und können so außerhalb von Leuch- ten oder entsprechenden Konstruktionen installiert werden. Netzspannung reduzieren Neben der konstruktiven Ausführung von Betriebsgeräten hat auch die Versorgungs- spannung der LED-Module eine große Be- deutung. Es gibt zwei Arten von Betriebsgeräten, um die Netzspannung LED-gerecht zu transfor- mieren: Betriebsgeräte mit konstanter Ausgangs- spannung drosseln die Netzspannung von 230 Volt auf eine stabilisierte Kleinspannung – zum Beispiel 10, 12 oder 24 Volt. Diese Betriebsgeräte werden üblicherweise für LED-Module verwendet, die entsprechende Strombegrenzungseinrichtungen auf der Platine enthalten. LED-Module, die mit konstanter Kleinspan- nung betrieben werden, müssen span- nungsgeführt angesteuert werden. Sie er- lauben nur eine einfache Regelung der Lichtintensität durch „Pulsen“ der Span- nung – heißt: ein- oder ausschalten. Bei dieser Betriebsart ist eine Strombegrenzung auf den LED-Modulen notwendig, da die Vorwärtsspannung einzelner LEDs stark streut. Ist die Strombegrenzung falsch aus- gelegt, können Dioden und Betriebsgeräte zerstört werden. Deshalb sollten nur speziell auf die jeweiligen LEDs abgestimmte Be- triebsgeräte verwendet werden. In der Regel werden LED-Leuchten, die mit einer Leistung von unter 0,5 Watt arbeiten, span- nungsgesteuert betrieben. Betriebsgeräte mit konstantem Aus- gangsstrom erzeugen aus der Netzspan- nung von 230 Volt einen stabilisierten Aus- gangsstrom. Üblicherweise werden kon- stante Ausgangsströme von zum Beispiel 350 Milliampere (mA), 700 mA oder 1.050 mA realisiert. Mit dieser Variante können LED-Module di- rekt betrieben und die LEDs „in Reihe“ ge- schaltet werden – bis zur maximalen Leer- laufspannung des Betriebsgerätes. Die Geräte sind typischerweise ebenfalls auf eine Schutzkleinspannung begrenzt. Die stromgeführte Ansteuerung von LED- Modulen bietet mehr Vorteile bei konstan- tem Betrieb und punktet bei der Leistungs- bilanz (gemessen in Lumen/Watt), da keine Energieverluste durch Bauteile zur Strom- begrenzung auftreten. Die Dioden können dank stabilem Betriebsstrom auch nicht überlastet werden; schwankende Vorwärts- spannungen spielen hier keine Rolle. Diese Ansteuerung eignet sich besonders für leis- tungsstarke Hochstromdioden. Gut zu wissen: Alle auf dem Markt erhältli- chen Betriebsgeräte, die den einschlägigen Sicherheitsanforderungen entsprechen und Schutzkleinspannung (SELV) am Ausgang erzeugen, sorgen für sichere Netztrennung. Sie besitzen einen internen Transformator. So können auch nicht schutzisolierte LED- Module ohne Gefahr berührt werden. Lichtmanagement Helligkeit und Farben lassen sich bei LEDs nahezu unbegrenzt kombinieren. Lichtma- nagement sorgt für das richtige Licht am richtigen Platz zur richtigen Zeit. „Intelli- gente“ Steuerungssysteme bieten vier wichtige Vorteile: einfache Anpassung der Beleuchtung an unterschiedliche Arbeiten oder Tageszeiten, LED-Spezial: Betriebs- und Steuergeräte Die Arbeitsweise von LED-Modulen in Leuchten wird durch die Strom- und Spannungsversorgung entscheidendbeeinflusst. Elektronische Betriebsgeräte sorgen durch exakte Definition der elektrischen Parameter für optimaleLichtausbeute, lange Lebensdauer und können durch „intelligente“ Steuerung Effizienz und Komfort noch deutlicherhöhen.

41 hohe Kosten- und Energieeinsparung, dynamische Steuerung des Lichts, hohe Flexiblität. Je nach Aufgabe lassen sich einzelne Leuch- ten-, Raum- oder komplexe Gebäude- und Außenraumlösungen realisieren – von der Steuerung einzelner Lichtpunkte bis zu un- terschiedlichen Lichtmilieus. Damit bieten LEDs effiziente Lösungen für eine normge- rechte Allgemeinbeleuchtung sowie für in- dividuelle Akzentbeleuchtung und Inszenie- rungen. Dimmen und Farbsteuerung Generell setzt die Steuerung des Lichts vo- raus, dass Leuchten geschaltet oder ge- dimmt werden können: manuell, mit Zeit- schaltuhren, rechnergesteuert oder über Sensoren. Über entsprechende Sensoren wird die Lichtintensität geregelt: abhängig von Zeit, Anwesenheit oder vom Tageslicht. LED-Leuchten werden in der Regel über die sehr effiziente und verlustarme Methode der Pulsweiten-Modulation gedimmt. Dabei wird das Licht mit so hoher Frequenz digital ein- und ausgeschaltet, dass das menschli- che Auge den Wechsel nicht wahrnehmen kann. Farbige Inszenierungen sind zum Beispiel mit RGB-Steuerungen möglich. Im Drei- oder Mehrkanalbetrieb können gleiche oder unterschiedlich farbige LED-Module ange- steuert werden. So entstehen durch addi- tive Farbmischung und exakt gesteuertes Dimmen aus Rot, Grün und Blau bis zu 16,7 Millionen Farbtöne. Von Zartlila über Orange bis Nachtblau – mit schwachen oder satten Farben, die nebeneinander stehen oder ineinander fließen, schafft LED- Licht faszinierende Erlebniswelten mit beru- higender oder anregender Wirkung. Beson- ders ansprechend wirken dynamische Farbfolgen. Je nach Programmierung der Steuergeräte wechseln sie kaum wahr- nehmbar, in festgelegten Intervallen von Se- kunden, Minuten oder Stunden. Schnittstellen für Steuersysteme Über geeignete Schnittstellen lassen sich LED-Leuchten problemlos in moderne Steuersysteme einbinden. Zu den tech- nisch einfachen Systemen zählen analoge Schnittstellen, wie die 1-10 V-Steuertech- nik zum Dimmen von LEDs. Kombiniert mit einem Sequenzer, sind dabei auch farbdy- namische Abläufe möglich. Entsprechende Signalempfänger in LED-Leuchten oder Verteilerdosen lassen sich häufig auch nachträglich noch installieren. Mit Multi- funktionsschaltern oder komfortabel per Fernbedienung und Funk lässt sich das Licht nach Bedarf einstellen. Sehr viel mehr Leistung bieten digitale Steuerungssysteme. Sie integrieren das Lichtmanagement in moderne BUS-Steuer- systeme, die den steigenden Anforderun- gen an Komfort und Effizienz in Gebäude- technik und Facility Management gerecht werden. Für raumbezogene Anwendungen oder kleinere Gebäudelösungen eignen sich Systeme, die mit der digitalen Schnitt- stelle DALI (Digital Addressable Lighting Interface) arbeiten. Sie kann mit einer geringen Anzahl von Leitungen viele Steu- erkreise auch über große Entfernungen einzeln ansteuern. Über ein zentrales Steuerungs- und Bedienelement lassen sich so gewünschte Farbabläufe und Helligkeiten einfach dirigieren; auch ener- giesparende Präsenz- und Tageslichtrege- lungen sind mit entsprechenden Steue- rungsgeräten möglich. Zu den aufwendigeren digitalen Lösungen zählt das Multiplex-Übertragungsverfahren DMX. Es wurde in den USA entwickelt und zunächst vor allem für die Bühnenbeleuch- tung eingesetzt. DMX wird heute auch von Architekten und Lichtplanern häufig einge- setzt, denn es kann mit einer zentralen Steuereinheit bis zu 512 Kanäle mit schnel- len Signalfolgen individuell ansteuern, er- möglicht Farbmischungen, automatisierte Aus- und Überblendung. Für größere An- wendungen lassen sich mehrere DMX-Ein- heiten zusammenschließen. Sowohl DALI als auch DMX lassen sich in übergeordnete Gebäudesystemtechniken, wie zum Beispiel KNX, integrieren. Diese Systeme vernetzen alle technischen Kom- ponenten, steuern Heizung, Beleuchtung, Jalousien, Belüftung und Sicherheitstech- nik nach Bedarf. Damit bieten sie hohen Komfort bei maximaler Effizienz. 61 [61] Kunst und Technik: Sechs Meter hohe Stelen werden in München für wechselndeInstallationen genutzt. Die Stelen sind mitmodernster LED-Lichttechnologie und digita-len Steuerungssystemen ausgestattet. Siekönnen mit statischen oder bewegten Bildernbespielt werden.

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„Hier bin ich Mensch, hier darf ich’s sein“: Goethes Worte lesen sich, als hätte er seine eigenen vier Wände beschrieben. Denn ob Mietwohnung oder eigenes Haus, im privaten Umfeld zählen Geborgenheit und der eigene Stil. Prima also, dass mo- derne LEDs für jeden Wohntyp und jeden Geschmack die richtige Lösung bieten. Die kleinen Dioden setzen reduzierte Bauhaus- Architektur ebenso in Szene wie den ge- mütlichen Landhausstil – sind maximal fle- xibel und dabei immer sparsam im Stromverbrauch. LEDs für jeden Wohntyp Puristen freuen sich, wenn LEDs das Leben nach der Maxime „Form und Funk- tion“ erleichtern, ganz dezent Architektur und Einrichtung betonen. Schmale Leisten lassen Licht aus abgehängten Decken oder schmalen Wandauslässen fluten, minimalis- tische LED-Downlights leuchten lichtstark den ganzen Esstisch aus, bündig einge- baute Strahler lenken Licht auf Treppenstu- fen und die Aufmerksamkeit auf Bilder und Skulpturen. Farbliebhaber genießen das Wohlfühl-Duo „Licht und Farbe“ und die über 16 Millionen Möglichkeiten der LED. Sie wissen: Far- biges Licht bringt den Körper dazu, stim- mungsaufhellende Substanzen auszu- schütten. Ein Griff zur Fernbedienung – und die Beleuchtung im Wohnzimmer wechselt von Meditativ-Blau zu Anregend- Rot. Wer ganze Decken oder Wände in die Wunschfarbe tauchen möchte, braucht leistungsstarke RGB-Fluter. Praktische Al- ternative zu fest installierten Systemen sind transportable LED-Leuchten. Sie setzen Farbtupfer nach Lust und Laune. 43 [62] Eine elegante Lösung für den Außen- bereich ist die extrem flache, transluszenteDeckenanbauleuchte mit SpritzwasserschutzIP 44. Sie begnügt sich mit neun Watt undersetzt mühelos eine 50 Watt-Halogenlampe. [63] LED-Lösung für den Flur: Die Anbau- leuchten an der Decke strahlen ihr energie-effizientes Licht direkt nach unten ab und er-hellen mit indirektem Sekundärlicht auchDecke und Wand. Für zusätzliche Helligkeitsorgen bodennahe Wandleuchten. [64] Mobile LED-Leuchten können flexibel eingesetzt werden und tauchen Räume inFarbe. [65] Die LED-Schreibtischleuchte sorgt für energieeffizientes Licht beim Arbeiten. LEDs für Haus und Wohnung Super beleuchten und dabei jede Menge Energie und Strom sparen: LEDs machen’s möglich. Sie kommen auch zu Hause groß raus – nicht nur als Stimmungslicht für besondere Akzente, sondern ebenso in Küche und Bad oder als energiesparende Komplettlösung mit hohem Komfort. 63 64 65

Robust, effizient und langlebig Und nicht nur Umweltschützer freuen sich über die vielen „grünen“ Eigenschaften nachhaltiger LED-Lösungen: Gegenüber der Glühlampe sparen sie 80 Prozent Ener- gie ein. Das schont die Umwelt und das ei- gene Budget. Für Passivhäuser ist die ge- ringe Wärmeentwicklung der LED ein wichtiger Vorteil. Lampenwechsel, Entsor- gung? Ist bei LEDs kaum ein Thema, denn sie leben 50.000 Stunden und mehr – bei täglich drei Stunden Betrieb also ganze 45 Jahre lang. Zum Vergleich: Die Glühlampe hält etwa ein Jahr. Ein weiterer Umweltvor- teil ist, dass Dioden im Gegensatz zur Ener- giesparlampe ohne Quecksilber auskom- men. Sie müssen am Lebensende also nicht als Sondermüll entsorgt werden. Auch in der Lichtqualität überzeugen LEDs. Mit warmweißer Lichtfarbe und guter bis sehr guter Farbwiedergabe geben sie ein frisches, natürliches Licht. Dioden bieten zudem 100 Prozent Leistung sofort nach dem Einschalten. Auch häufiges Ein- und Aussschalten – zum Beispiel beim Betrieb mit Bewegungsmelder – verkürzt die Le- bensdauer der robusten Dioden nicht, im Gegensatz zu Energiespar- und Leucht- stofflampen. LEDs im und ums Haus Bei Neubauten bietet eine Beleuchtung mit LED-Systemen und Lichtsteuerung maxi- male Effizienz und besten Komfort. Über eine Gebäudesystemtechnik können dann zum Beispiel für ein ganzes Haus verschie- dene Lichtstimmungen festgelegt werden: von „hell“ am Morgen bis „gemütlich“ am Abend. Diese Lichtstimmungen können die Bewohner jederzeit für den gewünschten Bereich per Fernbedienung abrufen. LED-Lösungen lassen sich aber auch ohne umfassende Renovierung integrieren: So gibt es kompakte An- oder Einbauleuchten für den Innen- und Außenbereich, die vor- handene Baukörper nutzen können. Un- kompliziert bringen mobile Leuchten LED- Licht in die Wohnung. Küchen- und Kleiderschrank werden mit flexiblen LED- Modulen in Licht und Farbe getaucht. Und ganz einfach ist es schließlich, in vor- handenen Leuchten die alte „Glühbirne“ gegen sparsame LEDs zu tauschen: LED- Lampen gibt’s heute mit Schraub- oder Stecksockel, in unterschiedlichen Weißtö- nen, Farben und auch in Farbwechselvaria- tionen. So lässt sich zum Beispiel eine 60 Watt Glühlampe sekundenschnell durch eine LED-Lampe austauschen. Sie liefert den gleichen Lichtstrom und braucht dafür nur acht Watt. licht.wissen 17 _ LED: Das Licht der Zukunft 44 66 [66] Angenehm gleichmäßiges Licht geben die LED-Wandleuchten im Badezimmer mitintegriertem Konverter. Der schmale Leuch-tenkopf ist stufenlos nach vorne schwenkbar. [67] Die kompakte Bauform der LED er- möglicht ganz neue, schlanke Leuchten. Diehöhenverstellbare Pendelleuchte über demEsstisch ist nur fünf Zentimeter breit, dabei ausgesprochen lichtstark und enorm sparsam. [68] Bodeneinbauleuchten inszenieren den Eingang und geleiten Gäste zum Haus.

45 67 68 Energiekosten-Vergleich für eine Drei-Zimmer-Wohnung Im Privatbereich punkten effiziente LEDs nicht nur durch ihre Lichtqualität; sie sparen auch jede Menge Energieund damit Stromkosten. Das Beispiel zeigt die Beleuchtungskosten für eine Drei-Zimmer-Wohnung, 58Quadratmeter groß, in vier Jahren. (Strompreis 0,21 Euro/kWh und 1.460 Betriebsstunden der Leuchten pro Jahr) Raum LED-Lösung Konventionelle Lösung Küche 32 Watt 194 Watt Bad 20 Watt 90 Watt Flur 24 Watt 150 Watt Wohnzimmer 48 Watt 210 Watt Schlafzimmer 44 Watt 235 Watt Kinder-/Arbeitszimmer 23 Watt 102 Watt Balkon 16 Watt 60 Watt Konverter/Vorschaltgerät 31 Watt 104 Watt Wattage, gesamt 238 Watt 1.145 Watt Stromkosten in 4 Jahren, ca. 292,– Euro 1.404,– Euro Ersparnis 1.112,– Euro

Global Player oder regionales Dentallabor: Der Wettbewerb verlangt hoch präzise ge- fertigte Qualitätsprodukte zu marktgerech- ten Preisen. Fertigungsstrukturen müssen bis ins Detail optimiert werden – und damit ist stets auch das Licht auf dem Prüfstand. Richtiges Licht trägt nachweislich dazu bei, Fehlerquoten und Krankheitszeiten zu redu- zieren. Und es erhöht die Leistungsfähigkeit aller Mitarbeiter. LED-Lösungen für die Allgemeinbeleuch- tung sind bisher in der Industrie noch sel- ten, in der arbeitsplatzorientierten Beleuch- tung jedoch mehr und mehr zu finden. Hier punkten die kleinen Dioden mit ihrer extrem langen Lebensdauer von mehr als 50.000 Stunden und einem geringen Energiever- brauch bei gleichbleibend hoher Beleuch- tungsqualität. Das spart Wartungen und auch Betriebskosten. Ebenfalls wichtig: LEDs sind unempfindlich gegen Vibrationen und Stöße, eignen sich deshalb bestens für die Beleuchtung von Arbeitsplätzen in der Produktion. Zudem geben sie keine Wärme in Lichtrichtung ab. Ein wichtiger Vorteil insbesondere in den In- nenräumen von Großmaschinen, denn mit dem Einsatz von LEDs brennen Kühl- und Schmiermittel nicht mehr länger ein. Lichtstark auf den Punkt Die hochfrequente Lichterzeugung mit LEDs bringt gleichmäßiges und flackerfreies Licht an den Arbeitsplatz und verhindert die ge- fürchteten Stroboskop-Effekte. Das reduziert Unfallgefahren beim Einrichten und Warten von Maschinen. Blendfrei und ausgespro- chen lichtstark, erleichtern LEDs auch über- all dort die Arbeit, wo kleinste Details sicher erkannt werden und die Augen Höchstleis- tung bringen müssen, wie zum Beispiel beim Goldschmieden oder in der Zahntechnik. Neue LED-Leuchten passen sich exakt den Bedürfnissen in Industrie und Handwerk an. Flexible Kopfgelenke bringen Licht genau dorthin, wo es gebraucht wird; robuste Ge- stänge mit Zwischengelenk und Leuchten- kopf sind die richtige Wahl für große Anla- gen. Hohe Schutzarten der Leuchten (siehe dazu auch Seite 51) verhindern, dass die LED bei Schleif-, Gravier- oder Sägearbei- ten Schaden nimmt. Mit ausgeklügelter Elektronik können LED- Leuchten auch direkt an eine Gleich- oder Wechselstromquelle mit 24 Volt ange- schlossen werden. Das bedeutet im Ver- gleich zu konventionellen Leuchtmitteln: schnelle und fehlerfreie Installation bei ge- ringem Wartungsaufwand. licht.wissen 17 _ LED: Das Licht der Zukunft 46 LEDs in Industrie und Handwerk Die Beleuchtung von Arbeitsplätzen in Industrie und Handwerk muss höchsten Ansprüchen an Qualität und Sicherheit genügen. Gleichzeitig soll das Licht am Arbeitsplatz energieeffizient und wartungsarm sein, denn Stillstandszeiten kann sich kein Unternehmen mehr leisten. 69 LED-Spot Halogen-Spot Kaufpreis 300,– € 200,– € Wattage (W) 3 x 3 W 20 W Lebensdauer Lampe, ca. 50.000 Std. 2.000 Std. Wartungskosten / Lampenwechsel – 25 x 45,– € = 1.125,– € Gesamtkosten bei 50.000 381,– € 1.505,– € Betriebsstunden und 0,18 €/kWh Ersparnis 1.124,– € Vergleichsrechnung

47 71 73 72 70 [69] Ein Vergleich der Kosten zeigt: Ein LED-Spot spart in 50.000 Betriebsstundenmehr als 1.000 Euro gegenüber einem Halo-gen-Spot. LEDs senken den Energiever-brauch und die CO 2 -Emission. [70] Die minimalen Abmessungen der LED- Leuchten sind vor allem im Maschinen- undAnlagenbau von Vorteil. Weitere Pluspunktesind neben der hohen Lichtqualität ihre Stoß-festigkeit, das IR- und UV-freie Licht sowiedie Tatsache, dass LEDs keine Wärme in Ab-strahlrichtung entwickeln. [71] In Lichtausbeute und Lebensdauer sind Hochleistungs-LEDs konventionellenLeuchtmitteln weit überlegen. Ein LED-Spotist fünf Mal lichtstärker als eine Halogen-lampe. [72] Schlanke Hybridlösung für die Indus- trie. Die Wandleuchte kombiniert eineLeuchtstofflampe für das Flächenlicht undLEDs für gerichtetes Punktlicht. [73] Die Lupenleuchte mit sechs LEDs fo- kussiert das Licht präzise auf der Prüffläche.

licht.wissen 17 _ LED: Das Licht der Zukunft 48 74

Wo immer viele Menschen aufeinandertref- fen, ist Sicherheitsbeleuchtung ein Muss. Ihre Stunde schlägt, wenn die Netz-Span- nung ausfällt. Dann muss sie sich sofort über eine Ersatzstromquelle einschalten. Rettungszeichen markieren die Wege aus dem Gebäude; eine zusätzliche Sicher- heitsbeleuchtung hilft, Panik zu vermeiden, gibt Orientierung und senkt die Unfallge- fahr. Rettungs- und Sicherheitsleuchten sind häufig rund um die Uhr im Einsatz. Kein Wunder also, dass sich langlebige Lösun- gen, wie zum Beispiel mit LEDs, in diesen Bereichen immer stärker durchsetzen. LED- Systeme erreichen – sofern ein leistungs- starkes Thermomanagement und hochwer- tige Betriebsgeräte eingesetzt werden – 50.000 Stunden und mehr. Das bedeutet in der Praxis einen geringeren Wartungsauf- wand und spart bei optimierter Lichttechnik auch Energiekosten. Rettungszeichen Die kleine Bauform der LED ermöglicht formal reduzierte und visuell dezente Ret- tungszeichenleuchten. Gleichzeitig stehen die Hersteller vor der Herausforderung, die punktuelle Leuchtdichte der LEDs in eine gleichmäßig hell leuchtende Fläche umzu- wandeln und dabei den relevanten Normen zu entsprechen. Denn Rettungszeichen müssen auch bei eingeschalteter Allge- meinbeleuchtung gut erkennbar sein; die geforderte mittlere Leuchtdichte beträgt mindestens 200 cd/m² beziehungsweise 500 cd/m² für die weißen Teilbereiche des Rettungszeichens. Der Lichtstrom der LEDs soll also während ihrer gesamten Lebens- dauer möglichst wenig abnehmen. In Quali- tätssystemen sind die Leuchten deshalb lichttechnisch mit einer entsprechenden Reserve dimensioniert, die den altersbe- dingt abnehmenden Lichtstrom der LED berücksichtigt. Alternativ arbeiten manche Systeme mit einer sogenannten Mainten- ance-Funktion: Sie kompensiert den abneh- menden Lichtstrom der LED, indem die Dioden zu Beginn auf etwa 70 Prozent ihrer Leistungskraft gedimmt werden. Im Laufe der Betriebszeit wird dieser Wert über Pro- zessoren dann bis auf 100 Prozent erhöht. Sicherheitsleuchten In der Sicherheitsbeleuchtung helfen LED- Lösungen, Energie zu sparen. LED-Leuch- ten mit geringer Anschlussleistung erlauben effiziente und umweltfreundliche Anlagen. Um die optimale Effizienz von LED-Leuch- ten zu erreichen, können zusätzliche Opti- ken und Reflektoren erforderlich sein, damit die Anzahl der installierten Leuchten redu- ziert werden kann – unter Einhaltung der normativen und gesetzlichen Vorgaben der Sicherheitsbeleuchtung. LED-Sicherheitsleuchten halten sich mit ihren geringen Baugrößen formal im Hinter- grund. Damit geben sie dem Planer mehr Freiheiten. Mehr Informationen und Planungshinweise gibt Heft 10 „Notbeleuchtung, Sicherheits- beleuchtung“ aus der Schriftenreihe von licht.de. Es ist als Download erhältlich unter www.licht.de/licht.wissen. 49 [74] Mit ihrem formal reduzierten Design passt sich die LED-Rettungszeichenleuchteunauffällig der modernen Architektur an. [75] Bei der Not- und Sicherheitsbeleuch- tung setzen sich die energieeffizienten LEDsimmer stärker durch. Ihre Langlebigkeit spartWartungskosten. LEDs für Not- und Sicherheitsbeleuchtung Sicherheit und Unfallverhütung sind wichtige Aufgaben der Beleuchtung. Mit kleinen Bauformen und langer Lebensdauer erlauben LEDs mehr gestalterische Freiheiten beim Leuchtendesign und reduzieren Betriebskosten. 75

Gerade bei LED-Anwendungen lohnt es sich, auf qualitativ hochwertige Lösungen zu achten. Denn so manche LED-Produkte, die jetzt auf den Markt drängen, entspre- chen nicht den gesetzlichen Anforderungen und weisen mitunter gravierende Fehler auf. Module mit ungenügender Isolierung, schlecht konstruierte Leuchten oder man- gelhaft verarbeitete Betriebsgeräte verspie- len aber nicht nur die Vorteile der LED in punkto Lebensdauer und Lichtleistung. Sie können tatsächlich auch ein echtes Risiko darstellen, zu Gesundheitsschäden führen oder gar einen Brand entfachen. LED-Module, Leuchten und Betriebsgeräte müssen den relevanten Normen der ICE (Internationale Elektrotechnische Kommis- sion) entsprechen. Prüfzeichen sowie Infor- mationen zu Schutzklassen und Schutz- arten müssen auf dem Produktetikett an- gegeben werden. Nachfolgend eine Über- sicht: Prüfzeichen ENEC/VDE Das ENEC-Zeichen (ENEC = European Norm Electrical Certification) dokumentiert, dass Leuchten und eingebaute Betriebs- geräte den aktuellen Normen entsprechen. Die Ziffer hinter dem Prüfzeichen weist auf den Sitz des zuständigen Prüfinstituts hin: In Deutschland ist das der VDE (Verband Deutscher Elektrotechniker), der sein Prüf- zeichen mit dem ENEC-Zeichen kombiniert. Der VDE prüft in Deutschland nicht nur das Produkt, sondern überwacht auch die Fertigung. Prüfzeichen GS Das GS-Zeichen (= Geprüfte Sicherheit) muss immer in Verbindung mit der autori- sierten Prüfstelle verwendet werden; in Deutschland sind dies z.B. VDE oder TÜV. Sie bestätigen mit dem GS-Zeichen, dass das geprüfte Produkt dem Geräte- und Produktsicherheitsgesetz GPSG entspricht. Prüfzeichen EMV Das EMV-Zeichen garantiert die elektro- magnetische Verträglichkeit von Leuchten und Betriebsgeräten. Danach darf ein Gerät keine elektrischen oder elektromagneti- schen Störungen aussenden, die die Funk- tion anderer Geräte beeinträchtigen oder sie schädigen könnten. Kennzeichnung CE Das CE-Zeichen ist kein Prüfzeichen, aber zwingend erforderlich für den Vertrieb von Produkten innerhalb der EU. Damit doku- mentieren Hersteller und Importeure, dass ihre Produkte den „grundlegenden Anfor- derungen“ einzelner EU-Richtlinien entspre- chen. Darunter fallen zum Beispiel die Öko- design- und EMV-Richtlinie. Auf Verlangen müssen Hersteller und Importeure den zu- ständigen Behörden die Konformität nach- weisen. Schutzklassen Leuchten und Betriebsgeräte sind elektri- sche Produkte. Der sichere Betrieb setzt eine entsprechende Isolierung voraus. Nach DIN EN 61140 werden sie in drei Schutz- klassen eingeteilt. Schutzklasse I … kennzeichnet Leuchten für den An - schluss an den netzseitigen Schutzleiter. Auch wenn die Basisisolierung versagt, können leitfähige Teile berührt werden. Sie nehmen keine gefährlichen Körperspannun- gen an. Das Symbol ist an der Anschluss- stelle zu finden. licht.wissen 17 _ LED: Das Licht der Zukunft 50 LED-Spezial: Sicherheit, Prüfzeichen und Normen Eine LED-Beleuchtung spielt ihre Vorteile erst dann richtig aus, wenn Lichtquelle, Module, Leuchten und Betriebsgeräte von einwandfreier Qualität sind. Normgerechte Produkte und fachgerechter Einbau schützen vor Betriebsstörungen und Gesundheitsschäden. 76 [76+77] Wenn Wasser und Elektrizität auf- einandertreffen, wird es gefährlich. Leuchtenfür den Einsatz im Badezimmer oder im Außenbereich müssen deshalb entsprechendgut geschützt sein. Hinweise zum sicherenBetrieb geben die Schutzklassen IP.

Schutzklasse II … tragen Leuchten, deren spannungs- führende Teile mit einer zusätzlichen oder verstärkten Isolierung ausgestattet sind. Sie haben keinen Schutzleiteranschluss. Schutzklasse III … weist auf den Betrieb mit Schutzklein- spannung SELV (safety extra-low voltage) hin. Die Versorgungsspannung über das Be- triebsgerät darf nicht höher sein als 50 Volt. Brandschutz Werden LED-Module oder Leuchten in Möbel ein- oder angebaut, müssen sie be- stimmten thermischen Anforderungen ge- nügen und entsprechend gekennzeichnet sein. Die nachfolgende Tabelle gibt Auf- schluss, wofür die einzelnen Kennzeichen stehen. Um Brandgefahr auszuschließen, muss der vorgeschriebene Mindestabstand zu anderen Bauteilen eingehalten werden. Schutzarten Nicht jede LED-Leuchte kann in Bad oder Garten verwendet werden. Hinweise zum sicheren Betrieb geben die Schutzarten IP. Die erste Kennziffer informiert über den Schutz vor Fremdkörpern und Berührung, die zweite Kennziffer über den Schutz vor Wasser. 51 Normen Normen vereinheitlichen die Anforderungen an Produkte und Dienstleistungen. LED- Leuchten und Betriebsgeräte müssen zum Beispiel den Anforderungen zur Strahlungs- sicherheit genügen. Sowohl bei der Produk- tion als auch bei der Applikation von LED- Lösungen müssen unterschiedliche Normen beachtet werden: Leuchten: DIN EN 60598. Leuchten – Teil 1: Allgemeine Anforderungen und Prü- fungen; Teil 2: Besondere Anforderungen. LED-Module: DIN VDE 0715-100. LED- Module für Allgemeinbeleuchtung – Sicher- heitsanforderungen. Fassungen: DIN IEC 60838-2-2. Teil 2: Be- sondere Anforderungen; Hauptabschnitt 2: Verbinder für LED-Module. Betriebsgeräte: DIN EN 61347-1. Geräte für Lampen – Teil 1: Allgemeine und Sicher- heitsanforderungen. DIN EN 61347-2-13. Geräte für Lampen – Teil 2-13: Besondere Anforderungen an gleich- oder wechselstromversorgte elektro- nische Betriebsgeräte für LED-Module. EMV-relevante Normen: DIN EN 55015. Grenzwerte und Messverfahren für Funk- störungen von elektrischen Beleuchtungs- einrichtungen und ähnlichen Elektrogeräten. DIN EN 61547. Einrichtungen für allgemeine Beleuchtungszwecke – EMV-Störfestig- keitsanforderungen. DIN EN 61000. Elektromagnetische Ver- träglichkeit (EMV) – Teil 3-2: Grenzwerte für Oberschwingungsströme. Teil 3-3: Grenzwerte; Begrenzung von Spannungs- veränderungen, Spannungsschwankungen und Flicker in öffentlichen Niederspan- nungs-Versorgungsnetzen für Geräte mit einem Bemessungsstrom 16 A je Leiter, die keiner Sonderanschlussbedingung unterliegen. Weitere Informationen und Links zu Normen und Prüfzeichen gibt es auf der Webseite www.licht.de. 77

Pole-Position für die LED: Seit langen Jah- ren leuchten die Dioden bereits in Displays, Schaltern und Tasten, geben jetzt Signal- licht in Bremsleuchten und Blinker und star- ten kräftig auch im Außenbereich durch. Die ersten Fahrzeuge mit effizienten Multichip- Scheinwerfern an Bord rollen bereits über die Straße. Angenehmes Licht, beste Sicht Mit einer Farbtemperatur von etwa 6.000 Kelvin spenden LEDs sehr helles Licht, das der Autofahrer als sehr angenehm empfin- det. Er kann Straße, Fahrbahnrand und Hindernisse nachts besser erkennen; seine Augen ermüden weniger schnell. Studien belegen, dass durch den Einsatz von Scheinwerferlampen mit höheren Tempera- turen schwere Unfälle bei Nacht signifikant reduziert werden können. Auch in Rückleuchten setzen LEDs Maß- stäbe in punkto Sicherheit. Beim Bremsma- növer steht ohne Zeitverlust sofort helles Licht zur Verfügung. So ist der nachfol- gende Fahrer frühzeitig gewarnt und kann schnell reagieren. Das spart wertvolle Se- kunden. Service und Sprit sparen Leuchtdioden haben eine Lebensdauer von vielen tausend Stunden und ersparen dem Autofahrer aufwendigen Service und Ersatz- lampen. Zudem erlaubt die kompakte Bau- form schicke neue Leuchtendesigns – vom Pixel-Look bis zur leuchtenden Frontlinie. Da Leuchtdioden gut gedimmt werden können, ist es möglich, mehrere Funktio- nen in einem Lichtmodul zu integrieren. Je nach Bedarf und Variante können Licht- werte zwischen 125 Lumen für Ein-Chip- Module bis zu 1.000 Lumen für Typen mit fünf Chips erreicht werden. Durch eine intelligente Ansteuerung ist die Helligkeit regulierbar und für alle Hauptscheinwerfer- funktionen vom Fernlicht bis zur Nebel- leuchte bestens geeignet. Die Tagfahrlicht- funktion kann zum Beispiel realisiert werden, indem das Abblendlicht im Haupt- scheinwerfer entsprechend gedimmt wird. Das spart zusätzliche Komponenten und weiteren Platz im Motorraum. Ganz wichtig: Die effizienten LEDs verbrau- chen viel weniger Energie als konventionelle Lampen. Das zahlt sich beim Tagfahrlicht deutlich aus. In Deutschland ist Tagfahrlicht bereits seit 2005 aus Sicherheitsgründen empfohlen; ab 2011 müssen alle Neuwagen in der EU damit ausgestattet sein. Wer mit speziellen LED-Leuchten fürs Tagfahrlicht unterwegs ist, schont die Umwelt und spart im Vergleich zum Betrieb mit konventionel- len Lampen Treibstoff. Experten rechnen damit, dass die Effizienz von LEDs für die Kraftfahrzeugbeleuchtung noch beträchtlich gesteigert werden kann. Heute erreichen sie bereits eine Leuchtstärke von 80 Lumen/Watt (lm/W), in wenigen Jah- ren sollen bis zu 200 lm/W möglich sein. Zum Vergleich: Eine konventionelle Halogen- Glühlampe gewinnt aus einem Watt 23 Lumen, ein Xenonbrenner 83 Lumen. „Intelligente“ Scheinwerfer LEDs werden zunehmend intelligente Frontlichtsysteme ins Auto bringen, die sich flexibel anpassen. Einmal montiert, kann mit den Leuchtdioden neben Fern-, Ab- blend- und Tagfahrlicht auch zusätzliches Kurvenlicht realisiert werden, bei dem eine aufwendige Mechanik mit Stellmotoren wie bei herkömmlichen Systemen nicht länger notwendig ist. So wird es zukünftig möglich sein, außer- orts ständig mit eingeschaltetem Fernlicht licht.wissen 17 _ LED: Das Licht der Zukunft 52 LEDs für die Automobilbeleuchtung Gut sehen und gut gesehen werden: Optimales Licht ist ein Sicherheitsfaktor und für Autofahrer mindestens sowichtig wie funktionierende Bremsen und gute Reifen. LEDs erobern in rasantem Tempo die Automobilbeleuchtung– als Bremslicht, Tagfahrleuchte oder im Scheinwerfer.

zu fahren – auch wenn andere Autos vo- rausfahren oder entgegenkommen. Denn die LED-Pixel werden ganz nach Bedarf einzeln ein- und ausgeschaltet. Damit wird erstmals blendfreies Fernlicht zur Verfü- gung stehen, das nur den tatsächlich be- nötigten Bereich der Fahrbahn ausleuchtet. Vorausfahrende Fahrzeuge können also einfach „ausgeblendet“ werden, während der Fahrer selbst beste Sicht nach links und rechts hat und eventuelle Hindernisse mit dem hellen LED-Licht weitaus früher er- kennen kann als mit konventionellem Ab- blendlicht. Voraussetzung dafür sind eine Kamera, die in Fahrtrichtung schaut, und moderne Elektronik: Sie vernetzt das Navi- gationssystem mit der Kurvenlichtfunktion und verarbeitet die Informationen aus licht- basierten Fahrerassistenzsystemen. Damit kann die LED-Technologie in Zukunft einen Sicherheitsstandard bieten, wie es ihn nie zuvor gegeben hat. 53 [78] Schickes Design und sparsam im Energieverbrauch: effizientes Scheinwerfer-licht mit LEDs. [79] Leistungsstarke Module ermöglichen neue Anwendungen, beispielsweise Tagfahr-lichter oder sogar Abblendlichter mit LEDs. [80] Individuelles Interieur: Das LED-Licht im Innenraum passt zur Ausstattung desFahrzeugs. Das farbige Licht lässt sich aufWunsch des Fahrers auch einfach verän-dern. 78 80

Licht = Lampe und Leuchte? Muss in Zu- kunft nicht mehr sein: In einigen Jahren werden Decken in Farbe erstrahlen, trans- parente Glasfenster am Abend subtiles warmweißes Licht verbreiten, Tapeten in Büro oder Küche sich auf Knopfdruck in einen Bildschirm verwandeln – und der Fernseher zusammengerollt in die Handta- sche passen. Was sich anhört wie die Ausstattungsliste zu einem Science-Fiction-Film, ist für Wis- senschaftler in Hochschulen und Unterneh- men bereits Realität: Organische Leucht- dioden (OLEDs) eröffnen ganz neue Dimensionen in der Display-Technologie und in der Beleuchtung. OLEDs sind die erste wirklich flächige Lichtquelle. Anders als die punktförmig strahlenden, anorganischen LEDs nutzen sie organische Halbleiter zur Lichterzeu- gung. Und bieten viele Vorteile: Sie sind extrem dünn – das gesamte Bauteil beträgt derzeit etwa 1,8 mm –, damit auch leicht und sehr ästhetisch. Sie geben gleichmäßiges, weitgehend blendfreies Licht mit hoher Farbwiedergabe. Sie bringen sofort volle Leistung, lassen sich einfach und stufenlos über den Be- triebsstrom dimmen und sind extrem flexi- bel in der Farbsteuerung. Sie lassen sich wie ein Baustoff einfach in andere Materialien einarbeiten, sind tagsüber transparent oder diffus und leuch- ten abends taghell. Sie können sie nahe an empfindliche Materialien gebracht und ohne Verbren- nungsgefahr berührt werden. Mit einer Handbewegung lässt sich ihr Licht steuern. Sie sind umweltfreundlich; enthalten weder Quecksilber noch andere Giftstoffe und sind recycelfähig. Mit diesen Eigenschaften werden sie nicht nur Design und Atmosphäre von Innen- und Außenräumen verändern, sondern auch einen signifikanten Beitrag zum Um- weltschutz leisten. So funktionieren OLEDs Im Gegensatz zu konventionellen Lampen, bei denen Strom durch einen Draht oder ein Gas geleitet wird, fließt der Strom bei OLEDs durch ultrafeine organische Schich- ten – hundert Mal dünner als ein Haar. In der Regel werden OLEDs heute aus klei- nen Molekülen (smOLED) gefertigt, künftig zunehmend auch aus langkettigen Polymeren (pOLEDs). Ihr Aufbau erinnert an ein Sandwich, wie die Grafik zeigt. Die organischen Schichten sind immer eingebettet zwischen zwei großflächigen Elektroden: einer negativ licht.wissen 17 _ LED: Das Licht der Zukunft 54 LED-Spezial: Zukunftstechnologie OLEDs Subtile Beleuchtung vom Wohnzimmerfenster, Navigationsinfos direkt auf der Windschutzscheibe: OrganischeLeuchtdioden, kurz OLEDs, eröffnen ganz neue Möglichkeiten im Umgang mit Licht – zu Hause und in der Arbeitswelt, auf Tapeten und Stoffen. Glassubstrat Getter Verklebung Abdeckung Organische Schichten Kathodenschicht Anode (ITO) LICHT 81

geladenen Aluminiumschicht (= Kathode) und einer positiv geladenen, transparenten Indiumzinnoxid-Schicht (= Anode). Als Trä- germaterial dient derzeit meist Glas. Unter Spannung wandern Elektronen und soge- nannte „Löcher“ – positive Ladungsträger – in die Mitte des Bauteils, rekombinieren und regen die eingelagerten Moleküle zum Leuchten an. Ebenso wie bei LEDs be- stimmt die Molekülstruktur der verwende- ten Halbleiter die Farbe des Lichts. Da OLEDs sehr empfindlich auf Sauerstoff und Feuchtigkeit reagieren, werden sie ver- kapselt. Auf der Rückseite des Bauteils ist ein sogenannter „Getter“ in Form eines Kissens angebracht. Er nimmt die Feuch- tigkeit auf, bevor sie die besonders „rostanfällige“ Kathode errei- chen kann. Auf dem Weg zum Markt Organische Dioden leuchten bereits in Mobiltelefonen und Gameboys. Und eine vielversprechende Zukunft haben sie auch als ultraflache TV-Displays vor sich: Denn im Gegensatz zu LCD- Bildschirmen 55 mit konventioneller Hinterleuchtung sparen selbstleuchtende OLEDs jede Menge Platz und Energie. Seit Anfang 2009 sind die ersten OLED-Bildschirme auf dem Markt. In drei bis fünf Jahren, so schätzen Exper- ten, werden die leuchtenden Kunststoffe ihren Siegeszug auch in der Beleuchtung antreten. Einzelne Prototypen wurden be- reits vorgestellt, aber noch gibt’s Entwick- lungsbedarf. Vor allem die Lebensdauer und die Emp- findlichkeit der hauchdünnen Folien gegenüber Sauerstoff und Wasser sind große Herausforde- rungen. Geeignete Kunststoffmateria- lien müssen die sensiblen organi- schen Schichten über ihre lange Lebensdauer hinweg ausreichend schützen: Denn sobald sie mit Wasser oder Sauerstoff in Kontakt kommen, zerfallen sie sehr schnell. Die Entwicklung von transparenten Kunststoffen, die den erforderlichen Schutz bieten, macht den Weg frei für flexible OLED-Panels – große, gleichmäßig leuchtende Flächen, deren Helligkeit und Farbe nach Wunsch angepasst und die auf fast jede Oberfläche in nahezu beliebi- ger Form appliziert werden können. In Unternehmen, nationalen und europäi- schen Forschungsprojekten – wie zum Beispiel OLED100.eu – arbeiten Lichttech- niker und Wissenschaftler daran, die OLED-Technologie schnell voranzu- bringen. Prototypen errei- chen heute eine Effizienz von 25 Lumen pro Watt (lm/W), in aktuellen Forschungsprojekten sogar bis zu 65 lm/W. Zweites Ziel ist es, auch die Le- bensdauer von heute 10.000 Stunden deut- lich zu erhöhen. 84 82 83 [81] Organische LEDs werden heute in der Regel aus kleinen Molekülen gefertigt. Ihr Aufbau erinnert an ein Sandwich. [82] Innovative OLEDs in einer (noch selte- nen) Anwendung. Organische Dioden sinddie erste wirklich flächig strahlende Licht-quelle. Sie werden ganz neue Möglichkeitenim Umgang mit Licht erschließen. [83] Lichttechniker und Wissenschaftler arbeiten an der Entwicklung der OLED.

[85] Trendsetter LED: Eingewebte Dioden leuchten am Winter-Outfit. Weshalb sollte man LEDs in der Allge- meinbeleuchtung verwenden? Energie- sparlampen können alte Glühlampen doch auch ersetzen. Richtig ist, dass Energiesparlampen mo- mentan noch eine gute Alternative zur Glühlampe sind. Hochleistungs-Dioden werden sich auf Dauer aber durchsetzen, denn für sie sprechen viele Vorteile: LEDs werden bald viel effizienter sein; ihr Wirkungsgrad verdoppelte sich in der Vergangenheit etwa alle zwei Jahre, ihre Lebensdauer ist heute schon fünf- mal so hoch wie die von Energiesparlam- pen, LEDs können unterschiedliche Lichtfar- ben und farbiges Licht erzeugen, effizient gedimmt und auch dynamisch angesteuert werden, ermöglichen eine zielgerichtete Beleuch- tung, während Energiesparlampen eine dif- fuse Abstrahlcharakteristik haben. Mit LED- Leuchten kommt das Licht genau dort an, wo es gebraucht wird. So braucht man we- niger Licht, um die gewünschte Helligkeit zu erreichen – und das spart Energie. Stimmt es, dass LEDs keine gute Farb- wiedergabe haben und sich deshalb für die Allgemeinbeleuchtung nur begrenzt eignen? Nein, das ist ein Vorurteil aus den ersten Tagen der LED. LEDs erreichen heute einen guten Farbwiedergabeindex (R a /CRI) von 80 bis 90. Inzwischen werden sogar schon Werte bis zu R a 98 erzielt – und das ist ganz nahe am Maximalwert 100, den das Sonnenlicht bietet. Hier sind LEDs also schon heute Energiespar- und Leuchtstoff- lampen überlegen. Ist weißes LED-Licht nicht kalt und ungemütlich? Auch das ist ein Vorurteil aus den Anfangs- tagen der LED-Technologie. Ganz im Ge- genteil: LEDs sind heute in Farbtemperatu- ren von ͧ 2.700 (= warmweiß) bis 6.500 Kelvin (= kaltweiß) erhältlich. Und mit speziellen Modulen kann die weiße Lichtfarbe sogar ganz nach Gusto verän- dert werden: kühlweißes Licht für bessere Konzentration am Morgen, warmweißes Licht für gemütliche Atmosphäre am Abend. Diese Flexibilität empfiehlt die lang- lebige, effiziente LED ganz besonders auch für die Allgemeinbeleuchtung in professio- nellen Anwendungen. Erzeugen LEDs IR- und UV-Strahlen? Nein, LEDs erzeugen keine Infrarot- und Ultraviolett-Strahlung. Wärme entsteht auf der Ebene der Platine, wird aber nicht in Richtung des zu beleuchtenden Objektes abgestrahlt. So können empfindliche und kostbare Gegenstände in Museen oder Shops schonend und zugleich eindrucksvoll beleuchtet werden. Wichtig ist jedoch zu wissen, dass jede Art von sichtbarem Licht eine Strahlung darstellt – auch wenn diese frei von IR- und UV-Strahlen ist. Im Bereich Museum wäre licht.wissen 17 _ LED: Das Licht der Zukunft 56 LED-Spezial:FAQs zur Leuchtdiode Kann eine LED tatsächlich schon für die Allgemeinbeleuchtung eingesetzt werden? Und ist ihre Farbwiedergabe gutgenug? Hier eine Auswahl von Antworten auf häufig gestellte Fragen zur innovativen LED-Technologie. 85

es also kritisch zu sagen, die Beleuchtungs- stärke könnte nun nach Belieben erhöht werden. Richtig ist jedoch, dass eine Be- leuchtung mit LEDs sehr viel schonender ist als eine Beleuchtung mit den häufig ein- gesetzten Niedervolt-Halogenlampen. Wie hoch ist die Lebensdauer von LEDs? Die Lebensdauer von LED-Leuchten ist sehr hoch und kann bis zu 50.000 Stunden und mehr betragen. Und anders als herkömmliche Lampen, fal- len LEDs auch danach nicht aus. Aber auch sie altern. Dabei reduziert sich die Lichtleis- tung langsam, ohne dass sich der subjektiv empfundene Helligkeitseindruck merklich verändert. Nach Ablauf der angegebenen Lebensdauer leuchten LEDs aber noch immer mit etwa 70 oder 50 Prozent Leis- tung. Ihre Ausfallrate ist also bedeutend ge- ringer als zum Beispiel bei Kompaktleucht- stofflampen. Voraussetzung für eine lange Lebensdauer ist es, die Einbaubedingungen aus der Montageanleitung exakt einzuhalten. Preis- werte LED-Produkte halten häufig nicht, was sie versprechen, da sie oft über keine ausreichende Wärmeabfuhr verfügen. LED-Lösungen sind teurer als herkömm- liche Leuchten und Lampen. Zahlt sich der höhere Anschaffungspreis denn zum Beispiel durch Energieeinsparungen aus? LED-Lösungen arbeiten sehr effizient und sind für viele Anwendungen eine gute Alter- native zu bekannten Systemen. Bei einem Vergleich sollten aber nicht nur die Energie- kosten betrachtet werden. Weitere Einspar- potenziale bietet zum Beispiel die lange Le- bensdauer: Sie sorgt dafür, dass Lampen viel seltener ausgetauscht werden müssen und Wartungskosten reduziert werden kön- nen. Außerdem bieten LED-Lösungen viele Vorteile, die je nach Anwendung hohen Mehrwert bieten. Dazu zählen die Zuverläs- sigkeit einer LED-Beleuchtungsanlage, die Farb- und Farbtemperaturdynamik sowie die Tatsache, dass LEDs weder infrarote noch ultraviolette Strahlung abgeben. Gesetzliche Vorgaben zu Energierichtlinien für Gebäude und deren zulässigen Strom- verbrauch fördern mehr und mehr den Ein- satz moderner LED-Technik und stellen eine Betrachtung nur unter dem Gesichtspunkt der Energiekostenersparnis zunehmend in Frage. Können LEDs auch komplett ausfallen? Ein Totalausfall ist sehr unwahrscheinlich. Der Ausfall liegt statistisch bei etwa zwei LEDs pro einer Million verbauter LEDs. Was passiert, wenn eine LED defekt ist? Muss dann die Leuchte ersetzt werden? Falls tatsächlich einmal eine einzelne LED ausfällt oder eine ganze Leuchte defekt ist, muss ein autorisierter Fachmann die War- tung übernehmen. Bei allen Mängeln, die während der gesetzlichen Gewährleistungs- frist auftreten, haben Verbraucher das Recht auf Mangelbeseitigung. Und auch nach Ablauf der Gewährleistung sollte eine Revision möglich sein; das sollte man beim Kauf der Leuchte erfragen. Wenn eine Komponente ausgetauscht werden muss, sollten Lichtfarbe und Helligkeit den übrigen LEDs im System weitgehend entsprechen. Ändert sich die Lichtleistung neuer LED- Produkte? Worauf ist dabei zu achten? LEDs sind in einem stetigen Optimierungs- prozess, vergleichbar etwa mit der Mikro- chip-Industrie. Ihre Leistungsfähigkeit bezie- hungsweise ihr Wirkungsgrad nimmt durch permanente Weiterentwicklung stets zu. Diese Vorteile geben Hersteller an die Kun- den weiter, indem jeweils die neueste LED- Generation in Leuchten verbaut wird. Aus diesem Grund können sich die typischen Werte einer LED-Leuchte ändern. Deshalb gilt: Nur die aktuellen Datensätze des Leuch- tenherstellers dürfen verwendet werden. Gelten die Angaben zum Lichtstrom in den Datenblättern der LED-Hersteller auch für Leuchten und LED-Lampen? Nein, zwischen den Angaben zum Licht- strom in den Datenblättern und dem tatsächlich nutzbaren Lichtstrom einer einsatzbereiten LED-Leuchte oder Retrofit- Lampe muss unterschieden werden. Hintergrund ist, dass sich die Lichtstroman- gaben auf den Datenblättern auf Werte be- ziehen, die bei einer Temperatur von 25° Celsius direkt im LED-Chip erreicht werden. Die LED ist also quasi im „Rohzustand“; sie ist noch nicht auf einer Platine bestückt und nicht in Leuchte oder Lampe einge- 57 baut. Bei dieser Messung werden LEDs bei wesentlich geringeren Strömen als den üblichen 350 Milliampere oder 700 Milliam- pere betrieben – und zwar nur für eine sehr kurze Zeit. Diese Angaben werden anschlie- ßend hochgerechnet, wodurch sich Werte von mehr als 110 Lumen pro Watt ergeben. Zugleich sind je nach LED-Typ und Licht- farbe Temperaturen von über 80 ° Celsius zulässig, um die angegebenen Lebensdau- ern zu erreichen. Diese Grenzen müssen im praktischen Betrieb durch ein effizientes Thermomanagement eingehalten werden. In der Praxis muss demnach unbedingt zwi- schen Datenblattangaben der LED-Herstel- ler und dem tatsächlichen Lichtstrom einer kompletten Leuchte oder Retrofit-Lampe unterschieden werden. Seriöse Anbieter leisten diese Angaben, unseriöse Anbieter verschweigen sie mitunter gänzlich. Schadet ein Blick in LED-Leuchten den Augen? Nein, LED-Leuchten verteilen das Licht der Leuchtdioden und sind unproblematisch für die Augen. LEDs mit geringer Leistungs- klasse unter einem Watt gehören meistens der unbedenklichsten LED-Klasse 1 an und sind seit Mitte 2008 als Lichtquelle den klassischen Leuchtmitteln zugeordnet. Allerdings sollte man aufgrund der hohen Leuchtdichte nicht dauerhaft direkt in die LED-Lichtquelle hineinschauen. Das gilt grundsätzlich aber auch für andere, kon- ventionelle Lampen.

licht.wissen 17 _ LED: Das Licht der Zukunft 58 [licht.wissen 01] 60 Seiten Grund- lagen und Informationen zur Be-leuchtung mit künstlichem Licht: Heft01 beschreibt die physikalischenKomponenten von Licht und vermit-telt die wichtigsten Grundkenntnisseder Beleuchtungstechnik. [licht.wissen 14] 60 Seiten Anre- gungen für individuelle Beleuchtung:Die Gliederung des Heftes folgteinem Hausrundgang. Fünf Kapitel„Licht-Spezial“ erläutern lichttech-nische Sachverhalte, „Licht-Tipps“ergänzen die Anwendungskapitel. Die Schriftenreihe von licht.de [licht.wissen 10] 40 Seiten zur Not- und Sicherheitsbeleuchtung:Heft 10 informiert über Normen undVorgaben für den Betrieb von Si-cherheitsbeleuchtung und erklärt,wann und wo diese angewandtwerden müssen. € 9,– Jedes Heft! [licht.wissen 19] 48 Seiten über die biologische Wirkung des Lichts aufden Menschen: Heft 19 informiertüber den aktuellen Stand der For-schung und erläutert anhand vonPraxisbeispielen den Umgang mit dynamischem Licht. licht.wissen 16 Stadtmarketing mit Licht 40 Seiten zur individuellen Beleuchtung von Städten und Gemeinden: Heft 16 erklärt, wie sich Kommunen durch attraktive und energieeffiziente Lichtgestaltung profilieren können. Drei Master- pläne und viele Praxisbeispiele stellen gute Lösun- gen für das Stadtmarketing vor. licht.wissen – per Post oder als kostenfreie PDF-Datei (Download) unter www.licht.de/lichtwissen 01 Die Beleuchtung mit künstlichem Licht (2008)02 Gutes Licht für Schulen und Bildungsstätten (2003)03 Straßen, Wege und Plätze (2007)04 Gutes Licht für Büros und Verwaltungsgebäude (2003)05 Industrie und Handwerk (2009)06 Gutes Licht für Verkauf und Präsentation (2002)07 Gutes Licht im Gesundheitswesen (2004) 08 Sport und Freizeit (2010)09 Repräsentative Lichtgestaltung (1997)10 Notbeleuchtung, Sicherheitsbeleuchtung (2008)11 Gutes Licht für Hotellerie und Gastronomie (2005)12 Beleuchtungsqualität mit Elektronik (2003)13 Arbeitsplätze im Freien (2007)14 Ideen für Gutes Licht zum Wohnen (2009) 15 Gute Beleuchtung rund ums Haus (2009)16 Stadtmarketing mit Licht (2010)17 LED: Das Licht der Zukunft (2010)18 Gutes Licht für Museen, Galerien, Ausstellungen (2006)19 Wirkung des Lichts auf den Menschen (2010) With the exception of booklet 9, all booklets are available in English as PDFs, free download at www.all-about-light.org

Herstellerneutrale Informationen licht.de informiert über die Vorteile guter Be- leuchtung. Die Fördergemeinschaft Gutes Licht hält zu allen Fragen des künstlichen Lichts und seiner richtigen Anwendung um- fang reiches In forma tions material bereit. Die Informationen sind herstellerneutral und basieren auf den ein schlä gigen technischen Regelwerken nach DIN und VDE. licht.wissen Die Hefte 1 bis 19 der Schriftenreihe licht.wissen (bisher: Informationen zur Licht- anwendung) helfen allen, die auf dem Gebiet der Beleuchtung planen, Entscheidungen treffen und investieren, Grundkenntnisse zu erwerben. Damit wird die Zusammenarbeit mit Fachleuten der Licht- und Elektrotechnik erleichtert. Alle lichttechnischen Aus sagen sind grund sätz licher Art. licht.forum licht.forum behandelt aktu elle Fragen der Lichtanwendung und stellt Beleuchtungs- trends vor. Diese kompakten Fach infor- mationen erscheinen in loser Folge. www.licht.de Das gesamte Lichtwissen wird im Internet unter www.licht.de präsentiert. Beleuch- tungsbeispiele in den Rubriken „Licht für Zuhause“ und „Licht für Profis“ geben pra- xisorientierte Tipps für private und profes- sionelle Lichtanwendungen. „Licht-Know-how“ bündelt Erläuterungen lichttechnischer Begriffe. Eine Datenbank mit umfangreichen Produktübersichten, Liefermatrix sowie den Adressdaten der licht.de-Mitgliedsunternehmen weist den direkten Weg zum Hersteller und seinen Produkten. „Info und Service“ ergänzen das Angebot mit einem Online-Shop mit gedruckten Publikationen und Downloads, Linktipps zu „Licht im Web“, FAQs und einem umfangreichen Lichtlexikon. Alles über Beleuchtung! Impressum Herausgeber licht.de Fördergemeinschaft Gutes Licht Lyoner Straße 9, 60528 Frankfurt am Main Tel. 069 6302-353, Fax 069 6302-400 [email protected], www.licht.de Redaktion und Gestaltung: rfw. kommunikation, Darmstadt Druck Druckhaus Haberbeck, Lage/Lippe ISBN-Nr. Druckausgabe 978-3-926193-55-1 ISBN-Nr. PDF-Ausgabe 978-3-926193-56-8 04/10/25/17II Berücksichtigt wurden die bei Herausgabe gültigen DIN-Normen (Bezug: Beuth Verlag, Berlin) und VDE-Vorschriften (Bezug: VDE-Verlag, Berlin). Der komplette oder auszugsweise Nachdruck von licht.wissen 17 ist nur mit Genehmigung des Herausgebers gestattet. Bildnachweis Bildnummern Rückseite: Bilder: Titel, 01, 19, 23, 57, 62, 67, 76, 86, 92 Sabine Vielmo 24 Jens Küsters 53 Michael Sazel, Wien 54, 55, 56 Wolfgang Schmidt 66 René Müller 78, 80 Audi AG, Ingolstadt Alle anderen Bilder und Grafiken stammen von licht.de-Mitgliedsunternehmen oder wurden im Auftrag von licht.de angefertigt. 90 91 92 87 88 89 86

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