Photobiologische Sicherheit COB LED Modul Stand Oktober 2013 / Risikogruppe 0 bzw. 1

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1 Seite 1 von 2 Photobiologische Sicherheit COB LED Modul Stand Oktober 2013 / Risikogruppe 0 bzw. 1 Vorwort: Mit diesem Infoschreiben möchten wir darauf hinweisen, dass jeder Inverkehrbringer von Leuchten und Leuchten Systemen im Zuge der CE Konformitätserklärung dazu verpflichtet ist, die photobiologische Sicherheit nach DIN EN nachzuweisen. Wir, die LemTec Innova, arbeiten bei allen Leuchten mit eigens produzierten LED COB Modulen. Somit können wir im Bereich der photobiologischen Sicherheit nach DIN EN nicht auf Prüfdaten von Lampen /Leuchtmittelherstellern verweisen. In unserer aktuellen Leuchten Serie zur allgemeinen Beleuchtung verwenden wir, dem Entwicklungsstand entsprechend, unsere COB Type 5009, welche aufgrund der Einstufung in Risikogruppe 0 bzw. 1 nicht kennzeichnungspflichtig ist. Aufgrund der aktuellen Marktsituation haben wir uns dazu entschieden, ein Gutachten (Anlage) für unsere eigens produzierten COB LED Module der aktuell verbauten Serie erstellen zu lassen. Grundlage: Lichtquellen erzeugen optische Strahlung, bevorzugt im Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm. Diese optische Strahlung wird durch die Hautschichten absorbiert und gelangt nicht in das Körperinnere. Eine Ausnahme bildet das Auge, welches in einem Wellenlängenbereich von ca. 400 nm bis 1400 nm transparent ist. Strahlung dieser Wellenlänge kann die empfindliche Netzhaut erreichen. Aus diesem Grund wurde die Norm EN für Lichtquellen/Leuchtmittel (Lampen und Lampensysteme) geschaffen. Einteilung der einzelnen Risikogruppen nach DIN EN 62471: Freie / Risikogruppe 0: Risikogruppe 1: Risikogruppe 2: Risikogruppe 3: Keine Kennzeichnung erforderlich Lampen/Leuchten stellen keine photobiologische Gefahr dar. Lampen/Leuchten stellen aufgrund normaler Einschränkungen durch das Verhalten der Nutzer keine Gefahr dar. Kennzeichnung erforderlich Lampen/Leuchten stellen aufgrund der Abwendreaktionen von hellen Lichtquellen oder durch thermisches Unbehagen keine Gefahr dar. In der allgemeinen Beleuchtung nicht zugelassen Lampen/Leuchten stellen schon für flüchtige oder kurzzeitige Bestrahlung eine Gefahr dar. Eine Verwendung in der allgemeinen Beleuchtung ist nicht erlaubt. LemTec Innova GmbH & Co. KG Tel.: +49 (0) Sittarder Straße 30 Fax: +49 (0) Viersen E Mail:

2 Seite 2 von 2 Risikobewertung: Die Beurteilung des Risikos muss auf Basis der Europäischen Norm DIN EN erfolgen. Diese klassifiziert Lichtquellen in Risikogruppen 0, 1, 2 und 3 (0 = kein Risiko, 3 = hohes Risiko). Die Sonne würde dabei in die höchste Risikogruppe fallen. Die Einordnung in die Risikogruppen erfolgt nach unterschiedlichen Kriterien. Ein Kriterium sieht einen Messabstand vor, der einer Beleuchtungsstärke von 500 Lux entspricht (aber nicht kleiner 200 mm). Nach DIN EN ist dieses Kriterium für Lampen, die für den Allgemeingebrauch bestimmt sind anzuwenden. Dies umfasst beispielsweise Lampen zur Beleuchtung von Büros, Schulen, Wohnungen, Fabriken und Straßen. Ein weiteres Kriterium misst die photobiologische Sicherheit aus einem Abstand von 200 Millimetern. Dieses zweite Kriterium gilt für alle anderen Lichtquellen, beispielsweise Lampen für Filmprojektion und Suchscheinwerfer. Bei einer konservativen Risikoabschätzung würde man also den Abstand von 200 mm heranziehen. Typischerweise sind unsere COB Module aber in Gehäusen verbaut und je nach Blickrichtung abgeschirmt. Nach Montage der Leuchten ist die Blickdistanz deutlich größer als 200 mm, was ein mögliches Risiko signifikant reduziert. Ergebnis: Die Messergebnisse bei der aktuellen LemTec Type liegen, wie in der Anlage ersichtlich, alle unter den vorgegebenen Grenzwerten der Risikogruppe 0. Einzig in dem für LED typischen höheren Blaulichtspektrum liegt das Ergebnis knapp über Gruppe 0, in der Risikogruppe 1 allerdings deutlich unter dem Grenzwert von Produkte wie die klassische Glühlampe, Halogenlampen, Leuchtstoffröhren, Energiesparlampen für den Einsatz in der Allgemeinbeleuchtung fallen in die Risikogruppen 0 oder 1. Alle Lichtquellen, die den Risikogruppen 0 und 1 zugeordnet werden, gelten als unbedenklich bezüglich einer photochemischen Gefährdung. Anlage: PhotoMetrik GmbH, Messbericht 0009/2013 LemTec Innova GmbH & Co. KG Tel.: +49 (0) Sittarder Straße 30 Fax: +49 (0) Viersen E Mail:

3 2013 Bericht 0009 / 2013 ABSCHÄTZUNG DER PHOTOBIOLOGISCHEN SICHERHEIT EINES COB-LED-MODULS, 25. OKTOBER 2013

4 Seite 1 von 9 INHALTSVERZEICHNIS 1 Auftrag Auftraggeber Vorgehensweise Messungen Ergebnisse Allgemeine Hinweise Informationen zur PhotoMetrik GmbH... 9

5 Seite 2 von 9 1 AUFTRAG Für das durch den Auftraggeber bereitgestellte Chip-On-Board-LED-Modul (COB-LED) soll auf Basis von Messungen und Berechnungen eine Betrachtung entsprechend der EN (Photobiologische Sicherheit von Lampen und Lampensystemen) durchgeführt werden. Durch Messungen gestützt, sollen die in der Norm beschriebenen Grenzwerte bestimmt und entsprechend in die definierten Risikogruppen eingeordnet werden. Abbildung 1: Beispielhafte Darstellung des zu bewertenden LED-Moduls (Quelle:

6 Seite 3 von 9 2 AUFTRAGGEBER LemTec Innova Gmbh & Co. KG Sittarder Straße Viersen Ansprechpartner: Thomas Müllers Tel: +49 (0)

7 Seite 4 von 9 3 VORGEHENSWEISE Die Messbedingungen, welche in der EN beschrieben werden, sind mit einem großen technischen, personellen sowie zeitlichen Aufwand verbunden. Um im Vorfeld der Messungen eine schnelle Abschätzung hinsichtlich der photobiologischen Sicherheit durchzuführen, können radiometrische Berechnungen, gestützt durch wenigen Messungen verwendet werden. Die EN62471 beschreibt verschiedene potentielle Schädigungen, welche bei Überschreitung gewisser Grenzwerte am Menschen durch eine Lampe oder eine Leuchte entstehen können. Die betrachteten Schädigungen betreffen die Haut sowie das Auge. Da Strahlung unterschiedlicher Wellenlänge verschiedene Eindringtiefen in das menschliche Auge aufweist, sind Vielfältige Schädigungen des Auges und auch der Haut möglich, welche alle durch die Norm Berücksichtigung finden. Kern der Ermittlung der Gefährdungen sind die in der Norm definierten spektralen Bewertungsfunktionen, welche durch photobiologische Messungen ermittelt wurden. Somit ist die Kenntnis der spektralen Strahlungsverteilung der Lichtquelle unumgänglich. In einem Laboraufbau wurde diese Strahlungsverteilung mit Hilfe eines Messgerätes zur Ermittlung der spektralen Strahldichte (Konica Minolta CS-1000, Seriennummer: , letzte Kalibrierung: ) im sichtbaren Spektralbereich durchgeführt. Da die potentiellen Gefährdungen für unterschiedlichste Oberflächen definiert werden (Haut, Auge, Netzhaut) sind laut Norm verschiedenste Messgeometrien zu realisieren. In dieser Abschätzung wird auf die konkreten Umsetzungen dieser Geometrien verzichtet, sondern über die Grundsätze der radiometrischen Strahlungsausbreitung, diese Geometrien simuliert. Da hierfür die Kenntnis der örtlichen Verteilung der spektralen Strahldichte (s.o.) notwendig ist, müssen diese Berechnungen auch durch Messungen gestützt werden. Zur Ermittlung der örtlichen Strahlungsverteilung wird ein ortsaufgelöstes Leuchtdichte-Messsystem verwendet (Leuchtdichtemesskamera Technoteam LMK98-3, Seriennummer: DXP 2031, letzte Kalibrierung: ). Die mit der Leuchtdichtemesskamera ermittelten Leuchtdichten werden verwendet, um die oben genannten relativen spektralen Messdaten auf einen Absolutwert zu skalieren. Durch die so ermittelten Messdaten und nachfolgende Strahlungssimulation lassen sich sämtliche Bewertungen der EN entsprechend durchführen und ermöglichen die anschließende Klassifizierung des COB-LED-Moduls. Die Versorgung des LED-Moduls erfolgte durch das vom Hersteller mitgelieferte Betriebsgerät. Alle verwendeten Mess- und Versorgungsgeräte sind kalibriert und rückführbar auf nationale Normale.

8 Seite 5 von 9 4 MESSUNGEN Sämtliche Messungen fanden in einem schwarzen Labor bei 22 C±2 statt. Die spektrale Strahlungsverteilung wurde zentral auf dem LED-Modul vermessen. Die Messregion des Gerätes wurde so eingerichtet, dass sämtliche Strahlung, welche die Oberfläche des LED-Moduls in Richtung des Messgerätes ausstrahlt, empfangen wurde. Abbildung 2: Spektrale Strahldichteverteilung des COB-LED-Moduls Zur Bestimmung der örtlichen Leuchtdichteverteilung wurde aufgrund der hohen Leuchtdichten ein ebenso durch die Firma Technoteam kalibriertes Dichtefilter verwendet. Diese Messung ermöglicht die Aufnahme von Leuchtdichteverteilung mit einer Auflösung in Objektebene von ca. 0,2mm/Pixel.

9 Seite 6 von 9 Abbildung 3: Ausschnitt einer Leuchtdichteaufnahme mit Auswerteregionen entsprechend. EN Bezüglich der detaillierten Berechnungen sei an dieser Stelle auf den Anhang zu diesem Bericht verwiesen.

10 Seite 7 von 9 5 ERGEBNISSE Tabelle 1 zeigt die aus den Messungen sowie Simulationen ermittelten Werte für das Messobjekt. Laut Norm existieren 4 Risikogruppen: - freie Gruppe: für Lampen, die unter keinen Umstände eine Gefahr darstellen - Risikogruppe 1: diese Lampen stellen unter Berücksichtigung normalen menschlichen Verhaltens keine Gefahr dar - Risikogruppe 2: die Klassifizierung in dieser Risikogruppe bedeutet eine natürliche Abwendungsreaktion des Menschen. Solange diese Abwendungsreaktionen die Expositionsdauer begrenzen, besteht keine Gefahr - Risikogruppe 3: alle Lampen, welche nicht mehr in die Risikogruppe 2 fallen, werden hier untergebracht. Sie stellen ein hohes Risiko trotz Abwendungsreaktion dar. Die Risikogruppen sind in der Tabelle unten eingefärbt. Die Einfärbung der ermittelten Werte entspricht der Zuordnung in die jeweilige Risikogruppe. Tabelle 1: ermittelte Werte des Objektes für die jeweiligen Gefahrentypen sowie -stufen Gefährdung freie Gruppe Risikogruppe 1 Risikogruppe 2 ermittelte Werte Aktinisches UV, Auge 0,001 0,003 0,03 0, Gefährdung der Augen im UV-A- Bereich ,0116 Photochemische Netzhautgefährdung (Blaulichtgefahr) Photochemische Netzhautgefährdung, kleine Quelle ,264 Thermische Netzhautgefährdung Thermische Netzhautgefährdung, schwacher visueller Reiz ,310 IR-Gefährdung der Augen ,0196 IR-Gefährdung der Haut Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Abschätzung der photobiologischen Sicherheit des COB- LED-Moduls abgesehen von einer Gefährdung zu einer Klassifizierung in der freien Risikogruppe führt, also im Sinne der Kriterien der Norm keine photobiologische Gefahr darstellt. Einzige Ausnahme ist die sog. Blaulichtgefahr durch den blauen Strahlungsanteil der LED. Hier wird das Messobjekt in die Risikogruppe 1 eingestuft, was unter Berücksichtigung normalen menschlichen Verhaltens keine Gefahr darstellt. Das COB-Modul stellt also nach dieser Abschätzung, welche konform mit bereits durchgeführten Messungen ist, in der normalen Anwendung keine Gefahr dar. Es ist zu beachten, dass die ermittelten Werte durch Einbau des Moduls in eine streuende Leuchte nur geringer und niemals höher ausfallen können.

11 Seite 8 von 9 6 ALLGEMEINE HINWEISE Die in diesem Messbericht enthaltenen Ergebnisse beziehen sich ausschließlich auf die zur Messung vorgestellten Produkte. Es wird keine Haftung für Verallgemeinerungen übernommen, die aufgrund der Messergebnisse für weitere Exemplare des durch das Messobjekt vertretenen Produkttyps angestellt werden. Der Messbericht gibt ausschließlich die gemessenen Größen, Messbedingungen und ggf. daraus abgeleitete, weitergehende Schlussfolgerungen wieder. Er stellt keine umfassende Wertung der vermessenen Produkte dar. Es wird ausdrücklich kein Vergleich mit anderweitigen Produkten angestellt. Der Auftraggeber ist in keiner Weise berechtigt, das Logo oder den Schriftzug der PhotoMetrik GmbH zu verwenden. Dies gilt insbesondere, aber nicht ausschließlich, für Werbezwecke. Soweit Messergebnisse oder Aussagen dieses Messberichtes oder zusätzlich bereitgestellte elektronische Daten in eigenständige Dokumente übernommen werden, gleich für welchen Zweck, so sind diese Messergebnisse oder Aussagen vollständig mit den angegebenen Messbedingungen und in ihrem inhaltlichen Zusammenhang zu zitieren. Dieser Messbericht darf Dritten nur ungekürzt als Original oder Vervielfältigung zur Verfügung gestellt werden. Der Messbericht besteht inkl. Deckblatt aus 10 Seiten. Darmstadt, 25. Oktober 2013 Dipl.-Ing. Nils Haferkemper PhotoMetrik GmbH Rheinstrasse Darmstadt Tel.: Mobil: Fax:

12 Seite 9 von 9 7 INFORMATIONEN ZUR PHOTOMETRIK GMBH Die PhotoMetrik GmbH wurde 2013 als Ausgründung aus der Technischen Universität Darmstadt gegründet und bietet Mess- und Entwicklungsdienstleistungen für den Kfz- und Allgemeinbeleuchtungsmarkt an. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der messtechnischen Charakterisierung von Lampen und Leuchten. Die Gründer und Geschäftsführer des Unternehmens Diplom-Ingenieure Andreas Groh, Nils Haferkemper und Wjatscheslaw Pepler sind aktuelle bzw. ehemalige wissenschaftliche Mitarbeiter des Fachgebiets Lichttechnik der Technischen Universität Darmstadt und promovieren auf den Gebieten der Lichtmesstechnik sowie der Farb- und Helligkeitswahrnehmung. Unsere Sachkenntnis basiert auf über 7 Jahren Erfahrung in Messdienstleistungen als auch in diversen Forschungs- und Entwicklungsprojekten in verschiedenen Richtungen der Lichttechnik.

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