Kapitel 21 Beleuchtungstechnik

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1 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN Kapitel Beleuchtungstechnik Ausgabe: April 2010 Auflage 5

2 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 1 Bestehende FL-Leuchten mit 300 lx sind 3,6m über der Arbeitsfläche montiert. Die neue Beleuchtungsstärke soll 400 lx betragen. Wie lange müssen die Pendel sein? l = 0, 9m I 1 E 1 = 2 2, E 2 = 2 r1 r2 I 1 = I 2 I Die Beleuchtungsstärke bei runden Leuchten nimmt quadratisch mit dem Abstand zu. r 1 r 2 2 r1 E 2 = E1 2 r2 Leuchtenabstand bei bekannter Beleuchtungsstärke E 1 Neuer Leuchtenabstand zur Bestimmung der unbekannten Beleuchtungsstärke E 2 Die Beleuchtungsstärke bei stabförmigen Leuchten nimmt linear mit dem Abstand zu. E = E 2 1 r r 1 2 Auflage 5

3 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 2 In welchem Frequenzbereich liegt das für das menschliche Auge sichtbare Licht? Machen Sie eine Tabelle mit Fequenzen und Farben. f1 = f 7 = Hz Hz Lösung: Farbe rot orange gelb grün blau violett Wellenlänge in [ nm ] Frequenz in 12 x10 [ Hz ] v f = λ m 300' 000' 000 = s m 3 m 300' s 12 = 9 = 428, 6 10 Hz m

4 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 3 Im ultravioletten Bereich, d.h. zwischen 100 und 380 nm, wird die Strahlung nicht mehr als Licht empfunden; sie kann aber Sonnenbrand und Bindehautentzündungen hervorrufen. In welchem Frequenzbereich ist daher eine gewisse Vorsichtmassnahme angebracht? f1 = f 12 2 = Hz 12 Hz Lösung: m 300' 000' 000 v f = = s 9 λ m v f = λ m 300' 000' 000 = s m 3 m 300' s 12 = 9 = 3' Hz m 3 m 300' s 12 = 9 = Hz m

5 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 4 Für eine Leuchtstofflampe sind folgende Daten bekannt: Osram, Standard, L36/30, (36 bedeutet Nennleistung 36W, 30 gibt die Lichtfarbe an), Lichtstrom=3000 lm, Leistung mit Vorschaltgerät=46W. Wie gross ist die Lichtausbeute ohne und mit Berücksichtigung der Verlustleistung im Vorschaltgerät? η η = 83, lm / W ovg 3 = 65, lm / W mvg 2

6 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 5 Um wieviel Prozent ist die Lichtausbeute von 3 Glühlampen à 100W/1380 lm (100%-Wert) geringer als diejenige einer Glühlampe von 300W/5000 lm? η 100 = 13,8 lm / W η 300 = 16,67 lm / W η % = 20, 77 %

7 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 6 Die Lichtausbeute ist zu berechnen für folgende StandardGIühlampen: 40W, 100W, 300W und 1000W (Machen Sie eine Tabelle:W, lm, lm/w). η 40 = 10,7lm / W η 100 = 13,8lm / W η 300 = 16,7lm / W η 1000 = 18,8lm / W

8 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 7 Von folgenden Lampen im Bereiche von 60W Nennleistung) ist die Lichtausbeute als Vergleich zu bestimmen: a) Glühlampe 60W, 730lm b) Sofittenlampe 60W, 365lm η = 6,1lm / W / W 82,8lm / W,5lm / W η = 12,2lm η = η = 145 c) Leuchtstofflampe 58W, 4800lm d) Natriumdampf- Niederdrucklampe 55W, 8000 Im.

9 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 8 Eine Halle ist mit 36 Glühlampen von je 200W / 3150 Im beleuchtet. Aus wirtschaftlichen Gründen soll die Anlage durch Leuchtstofflampen L58/30 mit einer Leistungsaufnahme ink. Varschaltgerät von je 69W und einem Lichtstrom von 4800 Im ersetzt werden. a) Wie viele Leuchten 2x58W sind notwendig, um den gleichen Gesamtlichtstrom zu erreichen? b) Um wie viele Watt und % ist die Leistungsaufnahme mittels Leuchtstofflampen geringer? n=12 Leuchten P=5544W P=77%

10 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 9 Für die Beleuchtungsanlage von Aufgabe 8 soll noch geprüft werden, wie viele Natriumdampf-Niederdrucklampen NA55 mit 8000 Im nötig wären, um den Gesamtlichtstrom der ursprünglichen Anlage zu erreichen. Die Leistungsaufnahme der NA-Leuchte inkl. Vorschaltgerät beträgt 76W. Welcher Gesamtanschlusswert wäre dann vorhanden? P=1,14kW

11 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 10 Für eine Glühlampe 60W, 730lm, sind nach untenstehender Grafik die Lichtstärken für die Ausstrahlungswinkel 0, 50, 90, 120 zu bestimmen. I 51, 1cd 0 = I 55, 48cd 50 = I 45, 99cd 90 = I 49, 64cd 120 = Lichtstärke-Verteilkurve (LVK) einer freistehenden Glühlampe von 1000 lm

12 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 11 Glühlampen haben normalerweise eine mittlere Lebensdauer von 1000 Betriebsstunden. Welche Lichtmenge liefert während dieser Zeit eine Glühlampe 60W, 730lm 10 (ohne Berücksichtigung eines Lichtstromrückganges)? Lichtarbeit=Lichtmenge Q=Φt= lmh

13 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 12 Wie gross ist der Grenzwert der Leuchtdichte für das menschliche Auge (Grafiken für die Empindlichkeit und/oder Grenzwerte suchen und einkleben)? Antwort: Die Leuchtdichte Grenzwerte für moderne Bildschirme beträgt 1000 cd/m bis 3000cd/m 2

14 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 13 Eine Leuchte mit einem Opalglas von 250 mm Durchmesser ist mit einer Glühlampe von 150 W ausgerüstet. Die Lichtstärke in Blickrichtung beträgt 170 cd. Wie gross ist die Leuchtdichte, wenn durch das Opalglas 15% des Lichtstromes absorbiert wird? L=2945cd/m 2

15 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 14 Bei einer Glühlampe 100W, 1380lm, ist die Lichtstärke in Blickrichtung (α=50 ) I LVK = 76cd / 1000lm. Wie gross müsste die leuchtende Oberfläche sein, damit der noch erträgliche Grenzwert von 3000 cd/m 2 nicht überschritten wird? A=350cm 2

16 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 15 Die sichtbare Fläche einer Glühlampe von 150W, 2220 Im, beträgt 37cm 2. Wie gross ist die Leuchtdichte unter dem Blickwinkel von 40 ( I40 = 76 cd / 1000lm )? L=45 600cd/m 2 = 4,56cd/cm 2

17 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 16 Die Kunststoffglas-Abdeckung einer Leuchtstoffleuchte L18/31 ist 620mm lang. Die Lichtstärke in Blickrichtung beträgt unter Berücksichtigung der Verluste durch die Abdeckung 150 cd. Welche Höhe müsste die Wanne im Sichtbereich aufweisen, damit die zulässige Leuchtdichte von 0,26cd/cm 2 eingehalten wird? h=93mm

18 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 17 Eine Leuchtstoffrohre hat eine Lange von 1500mm, einen Durchmesser von 26mm und einen Lichtstrom von 4000Im. Die Lichtstärke in Blickrichtung beträgt 120cd/1000Im. a) Wie gross ist die Lichtstärke effektiv? b) Welche Leuchtdichte weist die Röhre auf? c) Wie ist die Blendwirkung zu beurteilen? I=480cd L=12 308cd/m 2 Offene Leuchtstoffröhren müssen ausserhalb des Sichtbereichs liegen, oder es ist eine Abdeckung (Raster) vorzusehen, damit der erträgliche Grenzwert nicht überschritten wird.

19 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 18 Die Beleuchtungsstärke einer Beleuchtungsanlage soll mittels Luxmeter ermittelt werden. Zu diesem Zwecke wird der halbe Raum durch einen Raster von 2x2m eingeteilt gemäss Abbildung. Dabei werden folgende Luxwerte gemessen: Achse A: 1 bis 5 312/460/392/456/295 lx Achse B: 1 bis 5 320/552/420/560/315 lx Achse C: 1 bis 5 324/550/422/564/318 lx a) Wie gross ist die mittlere Beleuchtungsstärke? b) Wie steht es mit der Gleichmässigkeit? E m=417lx Gleichmässigkeit=1,41

20 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 19 Um welchen Faktor darf die minimalste Beleuchtungsstärke kleiner sein als die mittlere Beleuchtungsstärke? Faktor 1,5

21 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 20 Eine Quecksilberdampf-Hochdrucklampe hat in Abhängigkeit der Ausstrahlungswinkel folgende Lichtstärken:I 0 =4500cd, I 30 =4400cd, I 50 =3500cd. Wie gross ist die zu erwartende Beleuchtungsstärke, wenn die Leuchte 6m über der Nutzebene (Boden) angeordnet werden soll? E 0 =125lx E 30 =80lx E 50 =25lx

22 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN Zwei Strassenleuchten sollen im Abstand von 24m in der Mitte der Strasse 10m über Boden montiert werden. Die vorgesehenen Quecksilber- Dampflampen HQL250 hoben die Lichtströme von je lm. Aus der Lichtstärke-Verteilkurve (bezogen auf 1000Im) sind folgende Werte ablesbar: Winkel α [ ] Lichtstärke l [cd] Welche Beleuchtungsstärke ist noch Abbildung in der Mitte der beiden Queraufhängungen zu erwarten? (Ohne Berücksichtigung eines Beleuchtungswirkungsgrodes.) E für beidseitige Einstrahlung 10,9lx

23 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 22 Auf einem Zeichentisch von 2,8 m 2 Fl-äche soll eine Beleuchtungsstärke von 900Ix vorhanden sein. Welchem Lichtstrom entspricht dies? Φ=2520lm

24 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 23 Eine punktförmige Lichtquelle gibt im Abstand von 3m eine Beleuchtungsstärke von 400Ix ab. Welche Lichtstärke besitzt diese Lampe? I=3600 cd

25 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 24 In einem Büroraum wird auf Arbeitshöhe eine mittlere Beleuchtungsstärke von 540lx gemessen. Die Grundfläche beträgt 6,7mx10,5m. Wie gross ist der Nutzlichtstrom? Φ N=37 989lm

26 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 25 Ein Arbeitsplatz soll eine Beleuchtungsstärke von 800lx aufweisen. Welche Lichtstärke muss die Lampe haben, wenn sie 2,2 m über der Arbeitsfläche angebracht werden soll? I=3 872cd

27 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 26 Bei welcher Distanz hat eine Lampe mit einer Lichtstärke von 650cd noch eine Beleuchtungsstärke von 120lx? r=2,33m

28 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 27 Eine Leuchte ist 1,60 m über dem Arbeitsplatz montiert. Die Beleuchtungsstärke beträgt 520Ix. Welche Beleuchtungsstärke wäre noch vorhanden, wenn die Lampe um 1,00m höher plaziert würde? E 2=197lx

29 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 28 Im Abstand von 10m direkt unterhalb einer Strassenleuchte wird eine Beleuchtungsstärke von 8Ix gemessen. Welche Beleuchtungsstärke wäre auf der Strasse unterhalb der Leuchte vorhanden, wenn deren Montagehöhe über Boden a) 8m betragen würde? b) 12m betragen würde? E=12,5lx E=5,6lx Normen Gehäuse 1. Verschluss 2. Dichtung 3. Mastansatz mit Neigemöglichkeit 4. Fassungsträger Lichttechnik 5. Lichttechnische Einstellung 6. 3D-Spiegel 7. Abschlusswanne Elektrische Bauteile 8. Vorschaltgerät (hier elektromagnetisch) 9. Zündgerät 10. Kondensator 11. Netztrenner Weitere Bauformen 12. Langfeldleuchte mit 2D-Spiegel 13. Prismenoptik einer Kofferleuchte 14. Sekundärsystem 15. Zylinderaufsatzleuchte mit rotationssymmetrischer Entblendung 16. LED-Leuchte mit Linsenoptik

30 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 29 Ein Breitstrahler mit einer Glühlampe 150W, 2220lm, hängt 5m über Boden und hat bei einem Ausstrahlungswinkel von cd/1000Im (gemäss LVK). Welche Beleuchtungsstärke E h ist unter diesem Winkel anzutreffen? E h=14,5lx

31 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 30 Wie ist der Beleuchtungswirkungsgrad definiert? Lösung: Der Beleuchtungswirkungsgrad η B ist definiert als Verhältniszahl zwischen dem Nutzlichtstrom φ N auf der Nutzebene und dem in einer Leuchte erzeugten Lichtstrom φ. Mischlichtlampe Quecksilberdampf-Hochdruck und Glühwendellampe

32 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 31 Von welchen Grössen ist der Beleuchtungswirkungsgrad abhängig? Lösung: η LB Leuchtenbetriebswirkungsgrad = Leuchtenwirkungsgrad inkl. Verminderungsfaktor infolge erhöhter Betriebstemperatur η R Raumwirkungsgrad = Berücksichtigung der Reflexionen durch Decke, Wände und Nutzfläche k(k i ) Raumindex= Einfluss der Raumabmessungen und der Höhe der Leuchte über der Nutzebene

33 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 32 Ein Raum hat eine Gesamtläche von 6,5mx14m und eine mittlere Beleuchtungsstärke von 530 lx (gemäss Messung). Es sind 24 Leuchtstofflampen L58/31 mit 5400 Im montiert. Der Leuchten-Betriebswirkungsgrad ist mit 0,6 angegeben. Wie gross ist demnach der Raumwirkungsgrad? η R = 0,62

34 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 33 Eine Bürobeleuchtung hat einen Nutzlichtstrom von 26'000 lm, während die Beleuchtungskörper total 64'500 lm als Neuwert abgeben. Wie gross ist der Beleuchtungswirkungsgrad? η B = 0,41 Lösung: φ N 26' 000 lm η B = = = φ 64' 000 lm LP 0, 4063

35 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 34 Die Beleuchtung eines Magazinraumes soll mit 8 Glühlampen à 100W/1380lm ausgerüstet werden Der Beleuchtungswirkungsgrad kann mit 0,35 angenommen werden. Mit welchem Nutzlichtstrom kann gerechnet werden? Φ N=3 864lm

36 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 35 Für einen Raum mit den Abmessungen a=7,6m, b=11,6m, h=3,4m soll der Raumindex k berechnet werden. Die Höhe der Nutzebene über Boden beträgt 85cm. k=1,8

37 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 36 Ein Büroraum hat eine Länge von 8,2m, eine Breite von 5,8m und eine Raumhöhe von 3,6m. Die massgebende Arbeitsebene Iiegt bei 85cm über dem Boden. Welcher Raumindex ist für eine indirekte Beleuchtung zu berücksichtigen, wenn die Leuchten 50cm unter der Decke aufgehängt sind? ki=1,85

38 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 37 Wie gross würde der Raumindex von Aufgabe 36 sein, wenn Pendelleuchten als Direktstrahler mit einer Pendellänge von 50cm gewählt würden? k=1,51

39 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 38 Der Büroraum von Aufgabe 36 hat in Abhängigkeit des errechneten Raumindexes einen Raumwirkungsgrad von 0,55. Der Betriebswirkungsgrad der Leuchten wird mit 0,69 angegeben. Mit welchem Beleuchtungswirkungsgrad kann gerechnet werden? η B = 0,38

40 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 39 Eine Bürobeleuchtung soll mittels Leuchtstofflampen projektiert werden und eine mittlere Beleuchtungsstärke von 500Ix aufweisen. Raummasse: 6,2m/8,8m/3,4m. Annahmen: Reflexionen: Decke 80%/Wände 50%/Nutzebene 30% Einflammige Leuchtstofflampe mit Lamellenraster L58/31 mit 5400 lm, Leistungsaufnahme inkl. Vorschaltgerät 71W, Leuchten-Betriebswirkungsgrad 0,62 Alterungs- und Verschmutzungsfaktor 1,25. Es sind zu bestimmen: a) Raumindex b) Raumwirkungsgrad c) Beleuchtungswirkungsgrad d) Gesamtlichtstrom e) Lampen- bzw. Leuchtenzahl f) Anschlusswert der Beleuchtungsanlage g) Zur Kontrolle ist die Beleuchtungsstärke mit der vorgesehenen Lampenzahl zu ermitteln. k=1,426 η R = 0,669 η B = 0,41 φ = 82'175 lm n=16 Lampen P=1136W E = 525, 7lx Lösung: a) h = b 0, 85 m = 3, 4 m 0, 85 m = 2,55 m a b 6, 2 m 8, 8 m k = = = h ( a + b ) 2, 55 m ( 6, 2 m + 8, 8 m ) 1, 426 b) Der Raumwirkungsgrad wird aus dem Raumindex k = 1, 426 bestimmt. Die entsprechende Tabelle ist im Kap..7.1 Raumwirkungsgrad aufgeführt. η R = 0,6693 c) η B = η η = 0, 62 0, 6693 = 0, 415 LB R d) φ = E A = 500 lx 6, 2 m 8, 8 m = 27 ' 280 lm N φ 27' 280 lm φ = N p = 1, 25 = 82'175 lm η B 0, 4149 e) n = φ φ LP 82' 175 lm = = 15, 22 = 16 Leuchten 5' 400 lm f) P = n = 16 71W = 1136 W P LP g) E Φ N η B = A p = n Φ LP η B l b p lm 0, 415 = = 525,7 lx 6, 2 m 8, 8 m 1, 25

41 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 40 Für einen Büroraum von 40m 2 GrundfIäche sind 8 Leuchtsofflampen mit je 4800Im vorgesehen. Der Beleuchtungswirkungsgrad kann mit 0,54, der Planungsfaktor mit 1,25 angenommen werden. Wie gross wird die Beleuchtungsstärke sein? E=415lx

42 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 41 Ein Verkaufsraum mit 90m 2 Fläche ist mit 20 Glühlampen 200W/3150Im beleuchtet. Mit dem Luxmeter wird eine mittlere Beleuchtungsstärke von 415Ix ermittelt. Welchen Beleuchtungswirkungsgrad hat diese Anlage? η B = 0,59

43 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 42 Für ein Klassenzimmer mit 70m 2 Grundfläche sind 2 Reihen mit je 6 Leuchten 2x 36W à 2350lm vorgesehen. Der Leuchtenwirkungsgrad ist 0,66, der Raumwirkungsgrad 0,76. Für die Alterung und Verschmutzung soll der Faktor 1,25 angenommen werden. Weiche Beleuchtungsstärke ist zu erwarten? E=322lx

44 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 43 Mit 22 Leuchten L58/ mit 5 400lm ist ein Unterrichtsraum mit einer Nutzfläche von 76m 2 beleuchtet. Es wird eine mittlere Beleuchtungsstärke von 780Ix festgestellt. Welcher Beleuchtungswirkungsgrad ist somit vorhanden? η B = 0,50

45 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 44 Ein Büroraum mit 38m 2 Grundfläche soll mit Leuchtstofflampen 58W/54001m beleuchtet werden. Der Beleuchtungswirkungsgrad kann mit 0,52 angenommen werden, die mittlere Beleuchtungsstärke soll 600Ix betrogen. Wie gross muss der Gesamtlichtstrom sein und wie viele Leuchten sind nötig, wenn mit normaler Alterung und Verschmutzung gerechnet werden kann? (p=1,25) Φ=54 808lm n=10 Leuchten

46 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 45 Eine Werkstatt für Feinbearbeitung soll 650Ix aufweisen. Die Grundfläche beträgt 34m 2, und der Raumwirkungsgrad ist 0,42. Der Leuchten- Betriebswirkungsgrad der freistrahlenden Leuchtstofflampe L36 mit 3450Im kann mit 0,75 angenommen werden. Wie viele Lampen sind notwendig, wenn mit einer erhöhten Verschmutzung (p=1,5) gerechnet werden muss? n=15 Leuchten 2xL36

47 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 46 Für einen Raum mit den Abmessungen 11,6 m, 7,2 m, 3,2 m ist eine Beleuchtungsanlage mit Leuchtstofflampen L58/ 5400lm zu planen. Der Raumwirkungsgrad wurde mit 0,68 ermittelt, der Leuchten- Betriebswirkungsgrad ist mit 0,6 angegeben, der Planungsfaktor kann mit 1,25 angenommen werden. Die erforderliche Beleuchtungsstärke soll im Mittel 400lx betragen. a) Wie viele Lampen sind notwendig? b) Welche Beleuchtungsstärke ist mit der gewählten Lampenzahl zu erwarten? n=19 Lampen E=424lx

48 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 47 Ein Klassenzimmer hat folgende Raummasse. Länge=11,2 m, Breite=7,2m, Zimmerhöhe=3,5m. Als Reflexionsgrade werden angenommen für die Decke 0,5, die Wände 0,5, Nutzfläche 0,3. Vorgesehen sind Leuchtstofflampen L lm zur Montage an der Decke. Leuchten-Betriebswirkungsgrad=65%. Gesucht sind: a) Raumindex bzw. Raumwirkungsgrad nach Tabelle! b) Anzahl Lampen für eine Beleuchtungsstärke von 500lx. (p = 1,25) k=1,65 η R = 0,58 n=14 Leuchten 2xL58

49 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 48 Ein Unterrichtsraum soll eine mittlere Beleuchtungsstärke von 500Ix aufweisen. Die Raummasse sind 8,2m, 9,2m,3,3 m. Für die Projektierung werden folgende Annahmen aetroffen: Leuchtstofflampe mit Raster 2x136/ mit 2x3100Im, Leistungsaufnahme inkl. VG=2x46W. Leuchten-Betriebswirkungsgrad=0,6 Reflexionsgrade: Decke 0,8, Wände 0,5, Nutzfläche 0,3 Alterungs- und Verschmutzungszuschlag = 1,25 Es sind zu bestimmen: a) Raumindex b) Raumwirkungsgrad c) Beleuchtungswirkungsgrad d) Gesamtlichtstrom e) Leuchtenzahl (nach Rechnung und Vorschlag) f) Anschlusswert der Anlage g) In Abhängigkeit der gewählten Lampenzahl ist die zu erwartende Beleuchtungsstärke zu ermitteln. k=1,77 η R = 0, 73 η B = 0, 44 Φ= lm n=18 Leuchten P=1,66kW E=520lx

50 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 49 Wie gross ist der Raumindex für einen Raum mit folgenden Abmessungen: L=6,2m, B=4,4m, H=3,3m? Die Nutzebene ist 85cm über dem Fussboden, und die Leuchte ist an einem 90cm langen Pendel befestigt. 1,66

51 ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK LÖSUNGSSATZ BELEUCHTUNGSTECHNIK REPETITIONEN 101 Frage Welche Einheit hat der Lichtstrom Φ (Phi)? Vorschrift Literatur Antwort [lm] Lumen (ET01-A) von oben von der Seite Wird derselbe Lichtstrom nur in eine Richtung gelenkt, ist die Lichtstärke I grösser. 102 (ET02-A) Frage Von welchen Faktoren bzw.werten hängt die Lichtausbäute η (Eta) ab? Vorschrift Literatur Antwort Φ lm η = P W Leuchtentyp Licht- Ausbeute Glühlampe 14 Halogenglühlampe 28 Leuchtstofflampe 80 Energiesparlampe 90 Leuchtdiode 30 Queqsilberdampflampe 90 Natriumdampf Hochdruck 150 Xenon-Lichtlampe 90 Natriumdampf Niederdruck 180 Schwefeldampf Lampe NIN Frage Unter welchen Umständen darf ein FL- Vorschaltgerät unmittelbar auf Holz montiert werden? Tabelle Leuchten mit begrenzter Oberflächentemperatur Beschreibung der Kennzeichnung Symbole Leuchten dürfen auf brennbaren Stoffen montiert werden F (Entzündungstemperatur>200 C) Vorschrift Literatur F1.4.2 Antwort Wenn die entsprechenden Zeichen aufgedruckt sind. Beispiel: M M Leuchten eignen sich für staub- und fasernstaubgefährdete Bereiche F F Leuchten eignen sich für die Montage in und an Möbeln aus brennbaren Stoffen (schwer- und normalentflammbar M Leuchten eignen sich für die Montage auf Stoffen mit unbekanntem Brandverhalten M M Leuchte eignet sich nur zur Montage auf nichtentflammbarer Oberfläche F Einbauleuchte die mit isoliermaterial abgedeckt werden darf Leuchte mir begrenzter Oberflächentemperatur (gilt für 115 C 180 C) Leuchte nur für self shielded Halogen- Glühlampen (Halogen-glühlampen mit Glasschutz vor Lampe) Mindestabstand zur angestrahlten Fläche in Meter F D...m Vorschaltgerät/Trafo mit erfülltem Basisschutz zur Montage ausserhalb der Leuchte Bild Auflage 5