»Heute ist die Utopie vom Vormittag die Wirklichkeit vom Nachmittag.« – Truman Capote hat es auf den Punkt gebracht: Niemals zuvor haben sich technische Neuerungen mit solcher Vehemenz und Schnelligkeit durchgesetzt. Das trifft in besonderem Maß auch auf die LED-Technologie zu. Die in diesem Beitrag gezeigten Beispiele aus ganz verschiedenen Anwendungsgebieten, zeigen das enorme Potenzial der leuchtenden Halbleiter, aber auch die Herausforderungen, die mit der neuen und im Vergleich zu klassischen Leuchtmitteln in jeglicher Hinsicht anderen Lampentechnologie verbunden sind.

1. Architekturbeleuchtung mit LED: Die beiden Stirnseiten und die Unterseite der Storchenbrücke im Schweizerischen Winterthur sind als Eingangstor »Nachthimmelblau« beleuchtet. Hierfür wurden vier LED-Strahler der Firma LIG Schaffhausen mit jeweils 58W Leistung verwendet. Die Mittelstütze (Pylonhöhe 38m) der Brücke wurde in Anlehnung an die Storchenbeine in ein orangerotes Licht getaucht. Für die Brückenunterseite und den Pylon wurden speziell für dieses Projekt entwickelte LED-Strahler von LIG, mit einer extrem engstrahlenden Optik (3°) eingesetzt, die das Streulicht und somit die Lichtverschmutzung auf ein Minimum reduzieren. Durch den geringen Energieverbrauch und die hohe Lebensdauer, konnten so die Betriebskosten extrem gesenkt werden

Der Einzug der LED-Technik in die Beleuchtungswelt kann nicht als reine Leuchtmittelsubstitution betrachtet werden, sondern stellt in Abhängigkeit der Anwendung ganz spezifische Anforderungen. Gefordert sind völlig neue Konzepte, die zudem auch die Chance bieten, die vielseitigen Vorteile der LEDs und deren besondere Charakteristik gezielt zu nutzen.
Dies bedingt eine enge Verzahnung von lichttechnischem, konstruktivem und elektronischem Know-how, da all diese Komponenten bei der Entwicklung von Beleuchtungslösungen mit LEDs stark miteinander in Wechselbeziehung stehen.

	2 Perfekte Integration: Waldmann ABL LED’s als signifikantes Beleuchtungselement eines Architekturprojekts		3 Die neue LED-Arbeitsplatzleuchte »Minela« verbindet Lichtqualität, Energieeffizienz und Designanspruch auf einem neuen Niveau.Neuartig ist die mit 5W betriebene High-Power-Multichip LED in Streifenbauform. Diese leuchtet die Schreibtischoberfläche großflächig und gleichmäßig aus.

Dekoratives LED-Licht

Für Beleuchtungsanwendungen im dekorativen Bereich gibt es für die LED eine Vielzahl von Vorteilen, so dass der Einsatz schon heute in vielen Projekten Realität ist. Viele Bauherren lassen sich trotz hoher Investitionskosten gegenüber konventionellen Lampentechnologien von LED-Lichtlösungen überzeugen. Wichtige Motove für diese Entscheidung sind die Möglichkeit einer fast uneingeschränkten Farbmischung, niedriger Energieverbrauch und eine hervorragender Langlebigkeit.

	4 a+b Lichtszenarien der Raumnutzung anpassen, das ermöglichen hier Waldmanns »Hybrid«-Leuchten und das »PULSE«-Lichtmanagement.

LED-Licht im Büro

In der Allgemeinbeleuchtung für Büroräume konnten sich LED-Lösungen bisher nur zögerlich etablieren. Dies ist darin begründet, dass für eine Substitution der sehr effizienten und kostengünstigen Leuchtstofflampen durch LEDs sehr hohe Lichtstrompakete bereit gestellt werden müssen. Dies bedeutet allein für das Leuchtmittel sehr hohe Investitionskosten. Allerdings können LEDs durch ihren punktlichtartigen Charakter eine effektivere Lichtlenkung ermöglichen.
Völlig neuartige Leuchtenkonfigurationen bringen allerdings die einzigartigen Vorteile der LED-Technologie auch in diesem Segment mehr und mehr zur Geltung. Zur Messe Light + Building 2010 werden für den Office-Bereich viele innovative LED-Lösungen erwartet.

	5 Speziell entwickelte Optiken und innovative Reflektorgeometrien erwirken höchste Wirkungsgrade und eine optimaler Lichtlenkung		6 LED-Leuchten werden mit speziell entwickelten Platinen angesteuert. Die Leistung und die Lebensdauer der Module werden dadurch maximiert.

LED-Leuchten für Maschinenarbeitsplätze

Die lichttechnischen Anforderungen an die maschinenintegrierte Beleuchtung sind in der EN1837, die Anforderungen an die Beleuchtung von Arbeitsstätten im Innenbereich in der DIN EN 12464-1 definiert.
Für diese Tätigkeiten mit unterschiedlichen Sehaufgaben sind individuelle Beleuchtungsarten gefragt, die für die entsprechenden Beleuchtungsstärken und Gleichmäßigkeiten bei gleichzeitiger Vermeidung von Blendung und Stroboskopeffekten sorgen.
Neben den lichttechnischen Anforderungen ergeben sich für LED-Lichtlösungen im Bereich der Industriebeleuchtung jedoch auch Anforderungen an den Schutzgrad, das Elektronikkonzept sowie das konstruktive Design.
So muss beispielsweise ein hoher IP-Schutz durch ein entsprechendes konstruktives Konzept hergestellt werden, welches auch die thermischen Anforderungen der LED mit berücksichtigt. Hierbei spielt eine gute Wärmeleitung bis zu den Oberflächen, die mit der Umgebung über Konvektion einen Wärmeaustausch betreiben, eine besondere Rolle. Für LED Lichtlösungen in Industrieapplikationen ist vor allem das Argument der langen Lebensdauer ein wichtiger Faktor.

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7 LED-Licht am Maschinenarbeitsplatz: »Head LED« eignet sich besonders als Punktlicht nahe dem Bearbeitungsbereich. 8 »Flat Tec Hybrid« kombiniert Punkt- und ­Flächenlicht im engen Maschineninnenraum. 9 Das Modell »Mach LED« ist individuell im Bearbeitungsraum von Maschinen einsetzbar. 10 Lupenleuchte »Ring LED« mit hochwertiger Eschenbach-Linse.

LED-Lösungen für den medizinischen Bereich

Die Anforderungen im Medizinbereich (OP- und Untersuchungsleuchten) ergeben sich im Wesentlichen aus der DINEN60601-2-41. Die Norm definiert unter anderem auch die erforderlichen lichttechnischen Parameter. Entsprechend ist bei OP-Leuchten in 1m Abstand eine Beleuchtungsstärke von mindestens 40klx im Zentrum des Beleuchtungsfeldes zu erreichen, wobei eine ausgewogene Verteilung erzielt werden soll. Das bedeutet konkret, dass der Leuchtfelddurchmesser d50 – also jener Durchmesser, bei der die Beleuchtungsstärke 50% der zentralen Beleuchtungsstärke beträgt – mindestens halb so groß sein muss wie der d10-Durchmesser. Weitere Anforderungen beziehen sich auf die spektrale Zusammensetzung des Lichts, auf seine Farbtemperatur, allgemeine und spezielle Farbwiedergabeindizes, Farbort und photometrisches Strahlungsäquivalent zur Vermeidung von hohen IR-Strahlungsanteilen und damit verbundener Gewebeaustrocknung. In Abhängigkeit der Leuchtenklassifikation sind zum Teil auch Vorkehrungen zur Ausfallsicherheit zu treffen, die im Havariefall ein Beleuchtungsniveau von 50% bzw. mindestens 40klx gewährleisten, wobei eine etwaige Unterbrechungszeit kürzer als 5s sein muss.

11 Die mobile »Halux LED« ist dimmbar, hat drei Farbstufen und eine patentierte Gelenktechnik.

In diesem Bereich spielt auch eine andere Besonderheit der LED gegenüber konventionellen Lampentechnologien eine wichtige Rolle, nämlich ihre raumwinkelbegrenzte Lichtabstrahlung in den Halbraum. Die Abstrahlcharakteristiken von LEDs erfordern neue Konzepte in der Entwicklung und spezifischen Anordnung geeigneter Lichtlenkelemente, die eine Beleuchtungsverteilung gemäß der geforderten Leuchtfelddurchmesser mit ausreichender Tiefenausleuchtung realisieren. Am effizientesten sind dafür Sekundäroptiken geeignet, die nahezu den gesamten zur Verfügung stehenden Lichtstrom auf die Bewertungsfläche lenken.

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Dipl.-Ing. Stefan Eiselt, Geschäftsführer der Lighting Innovation Group (LIG), Schaffhausen (CH);
Jörg Korper, Leiter Unternehmenskommunikation, Herbert Waldmann GmbH & Co. KG, Villingen-Schwenningen

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Fotos 1: Markus Ronner, Stadtwerke Winterthur; 6: Lighting Innovation Group (LIG);
2 – 4, 6 – 10: Waldmann GmbH & Co. KG, Villingen-Schwenningen
Foto 11: derungs licht AG, Gossau (CH)

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LICHT 03/2010