Über 150 Lumen pro Watt, Zehntausende Stunden ohne Wartung, stabiles Licht ohne Flimmern: warum die LED Halogen-Metalldampf, Natriumdampf und Leuchtstoff in den Hallen abgelöst hat — und worauf man bei der Auswahl achten muss.
Lichtberechnung anfragen2010 wurde eine Halle mit 400-W-Halogen-Metalldampf-Hallenstrahlern beleuchtet: weißes Licht, gute Farbwiedergabe, aber zehn Minuten Wiederzündung nach einem Stromausfall und ein Lichtstrom, der in zwei Jahren ein Drittel verlor. Heute hängen in derselben Halle 150-W-LED-Leuchten, die mehr Licht geben, sofort einschalten, von 0,1 bis 100 % dimmen und am Ende ihrer Lebensdauer noch 80 % des Anfangslichtstroms liefern. LED-Beleuchtung für industrielle Umgebungen ist keine Alternative zu den früheren Techniken: Sie hat sie ersetzt, und der einzige Grund, warum es noch Entladungsanlagen gibt, ist, dass sie noch niemand getauscht hat.
Aber «LED» ist keine Garantie. Eine gut gebaute Industrieleuchte und eine billige tragen dasselbe Kürzel, haben aber nicht dieselbe Lebensdauer: Der Unterschied liegt im Wärmemanagement, in der Qualität des Treibers, in der Optik und darin, wie die Leistungsdaten deklariert werden. Diese Seite erklärt die Zahlen, auf die es ankommt — Lichtausbeute, L80, SDCM, Flimmern — und vergleicht sie mit denen der Lampen, die die LED in den Ruhestand schickt.
Für die geforderten Beleuchtungsstärken je Abteilung und die Wahl der Optik nach Montagehöhe ist die Seite zur Industriebeleuchtung die Referenz; für den Wechsel von der Bestandsanlage zur LED ohne Produktionsstopp die Seite zum Industrie-Relamping.
Die Technologien, die man in europäischen Hallen noch antrifft, neben der LED bei den Parametern, die die Betriebskosten bestimmen: wie viel Lichtstrom je aufgenommenem Watt, wie lange sie halten, wie sie sich beim Einschalten und beim Dimmen verhalten. Die Werte sind produkttypisch, keine Typenschildwerte: Gerade Entladungslampen verlieren Lichtstrom lange, bevor sie ausfallen.
| Technologie | Lichtausbeute | Lebensdauer | Einschalten und Dimmen | Wissenswert |
|---|---|---|---|---|
| LED-Industrieleuchte 3F Filippi | 130–160 lm/W | 50.000 h und mehr (L80) | Sofort; dimmbar 0,1–100 % | Kein Quecksilber, Steuerung je Leuchte, stabiler Lichtstrom |
| Halogen-Metalldampf (HQI, 250–400 W) | 80–100 lm/W | 10.000–15.000 h | 3–5 min Heißwiederzündung; nicht dimmbar | Verliert in den ersten Jahren bis zu 30 % Lichtstrom, Farbdrift zwischen Lampen |
| Natriumdampf-Hochdruck | 100–130 lm/W | 16.000–24.000 h | 3–5 min; nicht dimmbar | Farbwiedergabe Ra 20–25: gelbes Licht, Farben nicht erkennbar |
| Leuchtstoff T5 HO | 80–100 lm/W | 15.000–20.000 h | Sofort; dimmbar mit speziellen Vorschaltgeräten | Optimale Effizienz nur bei 35 °C Umgebung; fällt bei Kälte und Hitze ab |
| Leuchtstoff T8 mit konventionellem Vorschaltgerät | 60–75 lm/W | 10.000–15.000 h | Sofort; nicht dimmbar | Flimmern mit 100 Hz, Vorschaltgeräteverluste 15–25 %, Quecksilber |
Der Vergleich der Lichtausbeute unterschätzt den Vorteil der LED. Ein 400-W-HQI-Strahler strahlt in alle Richtungen ab, und der Reflektor verliert einen Teil davon; eine LED-Leuchte strahlt bereits nach unten, mit Optiken, die das Licht dorthin bringen, wo es gebraucht wird. Bei gleichen Lux auf der Arbeitsebene liegt die reale Einsparung fast immer zwischen 60 und 70 % und steigt mit Steuerung über 80 %. Der zweite Faktor ist die Wartung: Über die Lebensdauer einer LED-Leuchte hätte man die Entladungslampen drei- oder viermal gewechselt, jedes Mal mit Hebebühne und stehender Linie.
Lichtausbeute, Lebensdauer und Stabilität: wo sie im Datenblatt stehen und warum zwei Leuchten mit derselben Leistung sehr unterschiedliche Betriebskosten haben können.
Die Lichtausbeute ist der abgegebene Lichtstrom je aufgenommenem Watt, Treiber eingeschlossen: Die neuesten Industriefamilien von 3F Filippi liegen über 150 lm/W. Der Wert gilt aber bei einer bestimmten Sperrschichttemperatur, und in einer Halle erreicht die Umgebungstemperatur im Sommer unter dem Dach 40–50 °C. Das Gehäuse aus Aluminiumdruckguss oder Strangpressprofil ist ein für diese Bedingung ausgelegter Kühlkörper: Er hält die LED auf ihrer Effizienzkurve und verlängert ihre Lebensdauer.
Versionen für hohe Umgebungstemperaturen weisen das ausdrücklich aus (ta 50 °C oder mehr); fehlt die Angabe, altert eine 25-°C-Leuchte bei 45 °C in der halben Zeit.
Eine LED fällt nicht schlagartig aus: Sie verliert langsam Lichtstrom. Die Lebensdauer wird deshalb mit zwei Kürzeln angegeben: L80 ist die Stundenzahl, nach der der Lichtstrom auf 80 % des Anfangswerts gesunken ist; B10 ergänzt, dass höchstens 10 % der Module unter diese Schwelle gefallen sind. «L80B10 50.000 h» heißt: Nach 50.000 Stunden — elf Jahre bei 4.500 Stunden im Jahr — liefert die Anlage noch mindestens 80 % ihres Anfangslichts.
Das ist der Wartungsfaktor der Lichtberechnung: Eine Anlage, die 300 Lux Wartungswert garantieren muss, wird auf 375 Lux im Neuzustand geplant. Der Treiber hat eine eigene, separat deklarierte Lebensdauer und ist bei den Familien von 3F Filippi ohne Demontage der Leuchte austauschbar.
Die Farbtoleranz SDCM 3 (MacAdam-Ellipsen) stellt sicher, dass die Leuchten einer Lieferung dasselbe Weiß haben: In einer Reihe von zwanzig Leuchten sieht man den Unterschied, und billige LED zeigt ihn. Die Farbwiedergabe beträgt Ra ≥ 80, mit Ra ≥ 90 dort, wo Farben und Oberflächen beurteilt werden.
Das Flimmern hängt vom Treiber ab: Eine Stromwelligkeit mit 100 Hz ist unsichtbar, aber ermüdend, und kann an rotierenden Maschinen ein bewegtes Teil stillstehend erscheinen lassen. Die europäische Ökodesign-Verordnung setzt die Grenzwerte (PstLM ≤ 1, SVM ≤ 0,4 als Referenz zur Begrenzung des Stroboskopeffekts), und die Treiber der 3F Filippi Leuchten halten sie ein.
Die vier Zahlen, die man im Datenblatt und dann in der Bilanz des Werks liest.
Kein Glühfaden, keine Elektrode, kein Gas: Die LED fürchtet weder die Vibration der Pressen noch Temperatursprünge, und eine IP66-Leuchte mit Druckgussgehäuse hält Staub, Feuchte und Stößen über die gesamte deklarierte Lebensdauer stand. Deshalb verschwinden die Wartungskosten in der Höhe, bei Entladungslampen ein Fixposten, fast vollständig.
Bis zu 70 % weniger Verbrauch als Leuchtstoff- und Entladungssysteme: Bei einer Anlage mit 4.000–6.000 Brennstunden im Jahr amortisiert sich die Investition in zwei bis drei Jahren — noch bevor man die Lampen mitzählt, die man nicht mehr kauft. Der Relamping-Ablauf zeigt die Rechnung Fall für Fall.
Sofortiges Einschalten mit 100 %, auch nach einer Netzunterbrechung: Keine Abteilung bleibt fünf Minuten im Dunkeln, bis die Entladungslampen wieder zünden. Für die reale Höhe entworfene Optiken vermeiden Schattenzonen zwischen den Reihen und Blendung für den, der vom Stapler nach oben schaut.
Lange Lebensdauer, Treiber und Module am Montageort austauschbar und die Möglichkeit — bei Entladungslampen undenkbar —, jede Leuchte zu dimmen und mit Präsenz- und Tageslichtsensoren zu verbinden. Die Einzelheiten zur Steuerung stehen auf der Seite zur smarten Industriebeleuchtung.
Feuchtraumleuchten, Lichtbänder für große Höhen, Industriependelleuchten und Stromschienensysteme — alle mit Lichtausbeute, Lebensdauer L80/B10, maximaler Umgebungstemperatur und Flimmerklasse im Datenblatt, zusammen mit IES- und Eulumdat-Dateien für die Berechnung.
Weitere LED-Familien für industrielle Umgebungen: Beta 500, 3F Linda, 3F LEM, Beta 235, Beta i3F, 3F Cub, Retrofit Beta A3F-i3F, Retrofit Beta 430, Retrofit 3F Cub, Retrofit 3F Linda.
Drei Anlagen, in denen die LED-Technik die vorherige ersetzt hat — mit den nach der Installation gemessenen Werten.
Lumen messen das von der Leuchte abgegebene Licht; Lux messen das Licht, das auf einer Fläche ankommt (ein Lux ist ein Lumen pro Quadratmeter), und sind die Größe, die die Norm für die Arbeitsebene vorschreibt; Lumen pro Watt messen die Lichtausbeute, also wie viel Licht man je aufgenommenem Watt erhält. Zwei Leuchten mit 20.000 Lumen können je nach Optik und Höhe sehr unterschiedliche Lux auf der Werkbank liefern: Deshalb vergleicht man Lichtberechnungen, nicht Kataloge.
Eine LED fällt nicht plötzlich aus, sondern verliert mit der Zeit Lichtstrom; die Lebensdauer wird deshalb als die Stundenzahl angegeben, nach der der Lichtstrom auf einen Prozentsatz des Anfangswerts gesunken ist. L80B10 50.000 h bedeutet, dass nach 50.000 Stunden mindestens 90 % der Module noch 80 % oder mehr ihres Anfangslichtstroms abgeben. Bei 4.500 Stunden im Jahr sind das elf Jahre; viele Familien deklarieren höhere Werte. Der Wert gilt bei der im Datenblatt genannten Umgebungstemperatur: Eine Leuchte oberhalb ihrer Maximaltemperatur zu montieren, verkürzt die Lebensdauer erheblich.
Das hängt vom Treiber ab, nicht von der LED. Ein billiger Treiber lässt eine 100-Hz-Stromwelligkeit durch, die unsichtbares, aber ermüdendes Flimmern erzeugt und an rotierenden Maschinen einen Stroboskopeffekt, der ein bewegtes Teil stillstehend erscheinen lassen kann. Die europäische Ökodesign-Verordnung 2019/2020 setzt Grenzwerte für diese Phänomene (PstLM ≤ 1 und SVM ≤ 0,4 als Referenz für den Stroboskopeffekt), und die Leuchten von 3F Filippi verwenden Treiber, die sie einhalten: Das Licht ist auch in Werkstätten mit Drehmaschinen und Fräsen stabil.
Es gehört zu den rentabelsten Energieeffizienzmaßnahmen überhaupt. Ein 400-W-HQI-Strahler nimmt mit Vorschaltgerät rund 440 W auf und liefert nach zwei Jahren 70 % seines Anfangslichts; eine LED-Leuchte mit 150–180 W ersetzt ihn mit mehr Lux auf der Arbeitsebene, sofortigem Einschalten und ohne Lampenwechsel. Beim Natriumdampf-Hochdruck ist der Effizienzvorteil kleiner, der Qualitätsgewinn aber enorm: Die Farbwiedergabe steigt von Ra 25 auf Ra 80, und Farben werden wieder erkennbar.
Ja, wenn die Leuchte nicht für diese Temperatur ausgelegt ist. Die deklarierte Lebensdauer gilt bei einer bestimmten Umgebungstemperatur (ta), typischerweise 25 °C; jede 10 °C mehr halbieren etwa die Lebensdauer des Treibers und beschleunigen die Alterung der LED. Die Industriefamilien von 3F Filippi geben die maximale Umgebungstemperatur an — bis 50 °C bei den Hochtemperaturversionen, mit Komponenten qualifiziert von −30 bis +70 °C — und sind nach der realen Temperatur am Montageort zu wählen, nicht nach der am Boden.
Ja, und das ist einer der entscheidenden Unterschiede zu Entladungslampen, die sich nicht regeln lassen und häufiges Schalten nicht vertragen. DALI-Versionen dimmen von 0,1 bis 100 % ohne Effizienzverlust oder Farbveränderung; Versionen mit integriertem Sensor schalten nur bei Anwesenheit ein und reduzieren den Lichtstrom, wenn durch die Oberlichter Tageslicht einfällt. In einer Halle mit wechselnden Schichten und Tageslicht bringt das weitere 30–40 % Einsparung, wie auf der Seite zur smarten Industriebeleuchtung erklärt.
Mit Typ und Anzahl der aktuellen Leuchten, Höhe und Brennstunden berechnet unsere technische Abteilung die gleichwertige LED-Lösung, die jährliche Einsparung und die Amortisationszeit. Kostenlos und unverbindlich.
