Die Beleuchtungsstärke ist der gesamte Lichtstrom, der auf eine Fläche pro Flächeneinheit fällt. Die Fläche – die Arbeitsebene – ist der Ort, an dem die wichtigsten Aufgaben im Raum oder in der Fläche ausgeführt werden.
Die Beleuchtungsstärke kann ausgedrückt werden als
E = Φ / A (1)
wobei
E = Lichtstärke, Beleuchtungsstärke (lm/m2, lux)
Φ = Lichtstrom – die von einer Lichtquelle abgegebene Lichtmenge (Lumen, lm)
A = Fläche (m2)
Messeinheiten Lichtstärke – Beleuchtungsstärke
Die Beleuchtungsstärke wird in Foot Candles (ftcd, fc, fcd) im imperialen System oder in Lux im metrischen SI-System gemessen.
- eine Fußkerze = ein Lumen Lichtdichte pro Quadratfuß
- ein Lux = ein Lumen pro Quadratmeter
- 1 Lux = 1 Lumen / Quadratmeter = 0.0001 phot = 0,0929 foot candle (ftcd, fcd)
- 1 phot = 1 Lumen / Quadratzentimeter = 10000 Lumen / Quadratmeter = 10000 lux
- 1 foot candle (ftcd, fcd) = 1 Lumen / sq ft = 10.752 lux
Außenbeleuchtungsstärken
Gängige Außenbeleuchtungsstärken bei Tag und Nacht:
| Zustand | Beleuchtung | |
|---|---|---|
| (ftcd) | (lux) | |
| Sonnenlicht | 10000 | 107527 |
| Voll Tageslicht | 1000 | 10752 |
| Überstrahlter Tag | 100 | 1075 |
| Sehr dunkler Tag | 10 | 107 |
| Dämmerung | 1 | 10.8 |
| Tiefe Dämmerung | 0.1 | 1.08 |
| Vollmond | 0.01 | 0.108 |
| Viertelmond | 0.001 | 0.0108 |
| Sternlicht | 0.0001 | 0.0011 |
| Nachtbeleuchtung | 0.00001 | 0.0001 |
Innenbeleuchtungsstärken
Die Außenbeleuchtungsstärke beträgt an einem klaren Tag etwa 10000 Lux. In einem Gebäude kann die Beleuchtungsstärke im fensternahen Bereich auf etwa 1000 Lux reduziert werden. Im mittleren Bereich können es nur 25 bis 50 Lux sein. Oft ist eine zusätzliche Beleuchtung notwendig, um das niedrige Niveau auszugleichen.
Nach EN 12464 Licht und Beleuchtung – Beleuchtung von Arbeitsstätten – Arbeitsstätten in Innenräumen beträgt die Mindestbeleuchtungsstärke 50 lx für Wände und 30 lx für Decken. Früher waren bei normalen Tätigkeiten Beleuchtungsstärken im Bereich von 100 – 300 Lux üblich. Heute liegen die Beleuchtungsstärken – je nach Tätigkeit – eher im Bereich von 500 bis 1000 Lux. Für Präzisions- und Detailarbeiten kann das Lichtniveau sogar 1500 – 2000 Lux erreichen.
Im Folgenden werden empfohlene Lichtstärken für verschiedene Arten von Arbeitsplätzen angegeben:
| Aktivität | Beleuchtungsstärke (lx, Lumen/m2) |
|---|---|
| Öffentliche Bereiche mit dunkler Umgebung | 20 – 50 |
| Einfache Orientierung für kurze Besuche | 50 – 100 |
| Verkehrsreiche Bereiche und Flure – Treppen, Rolltreppen und Fahrstühle – Aufzüge – Lagerräume | 100 |
| Arbeitsbereiche, in denen nur gelegentlich Sehaufgaben durchgeführt werden | 100 – 150 |
| Lagerhäuser, Heime, Theater, Archive, Laderäume | 150 |
| Kaffeepausenraum, technische Anlagen, Ballmühlenbereiche, Zellstoffwerke, Warteräume, | 200 |
| Einfache Büroarbeit | 250 |
| Klassenräume | 300 |
| Normale Büroarbeit, PC-Arbeit, Studienbibliothek, Lebensmittelgeschäfte, Ausstellungsräume, Laboratorien, Kassenbereiche, Küchen, Hörsäle | 500 |
| Supermärkte, mechanische Werkstätten, Bürolandschaften | 750 |
| Normale Zeichenarbeit, detaillierte mechanische Werkstätten, Operationssäle | 1000 |
| Detaillierte Zeichenarbeiten, sehr detaillierte mechanische Arbeiten, elektronische Werkstätten, Test- und Einstellarbeiten | 1500 – 2000 |
| Durchführung von visuellen Aufgaben mit geringem Kontrast und sehr geringer Größe über längere Zeit | 2000 – 5000 |
| Durchführung von sehr langwierigen und anspruchsvollen visuellen Aufgaben | 5000 – 10000 |
| Durchführung sehr spezieller Sehaufgaben mit extrem geringem Kontrast und kleiner Größe | 10000 – 20000 |
Berechnung der Beleuchtungsstärke
Die Beleuchtungsstärke kann berechnet werden als
E = Φl Cu LLF / Al (2)
wobei
E = Beleuchtungsstärke (lux, Lumen/m2)
Φl = Leuchtdichte pro Lampe (Lumen)
Cu = Nutzungskoeffizient
LLF = Lichtverlustfaktor
Al = Fläche pro Lampe (m2)
Beispiel – Beleuchtung
10 Glühlampen von 500 W (10600 Lumen pro Lampe) werden auf einer Fläche von 50 m2 eingesetzt. Mit Cu = 0,6 und LLF = 0,8 kann die Beleuchtungsstärke wie folgt berechnet werden