Zwei Leuchten, gleicher Preis: Die eine nennt 2.000 Lumen, die andere 3.000. Die 3.000 wirken wie der sicherere Kauf.
Wir bauen Arbeitsscheinwerfer für Land- und Baumaschinen, und die Lumenzahl ist der Wert, nach dem unsere eigenen Kunden zuerst fragen. Es ist zugleich der Wert, der ihre Frage am wenigsten beantwortet. Unser eigener Katalog liefert den Beleg gegen uns: 55 unserer Leuchten sind mit 40 W angegeben, und ihr veröffentlichter Lichtstrom reicht von 2.400 bis 4.800 Lumen.
Dieser Beitrag behandelt, was die Lumenangabe sagen kann und was nicht, an welche Beleuchtungsstärken eine US-Baustelle tatsächlich gebunden ist und welche Rechnung beides verbindet. Am Ende können Sie die veröffentlichten Werte einer beliebigen Leuchte nehmen und ausrechnen, ob sie den Mindestwert für die Fläche erreicht, die Sie ausleuchten.
Die kurze Antwort: 3.000 Lumen reichen für eine kleine Arbeitsfläche und bei Weitem nicht für eine große, und die Lumenangabe allein sagt nicht, in welchem der beiden Fälle Sie sich befinden. Gebraucht wird Lux, also Licht pro Quadratmeter auf der Fläche, an der gearbeitet wird — und Lux hängt ebenso sehr vom Lichtbild und vom Abstand ab wie vom Lichtstrom. Eine Leuchte mit 3.000 Lumen und engem Spot-Lichtbild überschreitet den OSHA-Mindestwert auf drei Meter Abstand mühelos; dieselben 3.000 Lumen, über den gesamten Arbeitsradius einer Maschine verteilt, unter Umständen nicht.
Keine der beiden Zahlen auf der Verpackung entscheidet es
Ein Lumen ist der gesamte Lichtstrom, der die Leuchte in alle Richtungen verlässt, in die sie abstrahlt. Darüber, wo dieses Licht ankommt, sagt er nichts.
Fangen wir damit an, was die beiden Zahlen auf der Verpackung miteinander anstellen. So sieht eine einzige Wattzahl über unser eigenes Programm hinweg aus:
| Nennleistung | Veröffentlichte Lumen, von niedrig nach hoch | Verhältnis |
|---|---|---|
| 24 W | 1.920 · 2.040 · 2.200 · 2.450 | 1,3× |
| 30 W | 1.100 · 1.200 · 2.000 · 2.100 · 2.400 · 2.500 · 3.000 | 2,7× |
| 40 W | 2.400 · 3.200 · 3.500 · 3.600 · 4.800 | 2,0× |
| 60 W | 3.500 · 4.800 | 1,4× |
Die Streuung ist nicht gleichmäßig: Bei 24 W und bei 60 W ist sie schmal, bei 30 W unterscheiden sich zwei Leuchten um den Faktor 2,7. Bei keiner Wattzahl aber legt die Wattzahl den Lichtstrom fest. Die Lichtausbeute reicht über das Programm von etwa 37 Lumen pro Watt (eine versiegelte Ersatzleuchte mit 30 W, YW-3301, mit 1.100 lm) bis 160 (ein kompakter Flood mit 20 W, YW-0601-20, mit 3.200 lm — 20 W ist keine der vier Wattzahlen in der Tabelle oben), denn eine Leuchte, die in eine bestimmte Aufnahme passen soll, und eine Leuchte, die Reichweite bringen soll, sind nicht dieselbe Art von Gegenstand. Die Werte hier stammen aus Einträgen zu Einzelleuchten, bei denen sich Wattzahl und Lumenwert auf dasselbe beziehen: eine Leuchte, ein Lichtstrom. Zwei Arten von Einträgen bleiben außen vor. Umrüstsätze nennen einen einzigen Summenwert für ein Leuchtenpaar. Mehrfarbige Leuchten nennen den Lichtstrom eines einzelnen Kanals gegen die Leistungsaufnahme der gesamten Einheit. In beiden Fällen messen die beiden Zahlen nicht denselben Gegenstand. Die Wattzahl entscheidet den Lichtstrom also nicht.
Aber der Lichtstrom entscheidet die Frage ebenso wenig, und genau daran gehen Käufer vorbei. Ein Lumen ist eine Summe, und eine Summe sagt nichts über die Richtung.
Was sich zwischen zwei Leuchten mit derselben Wattzahl und derselben Lumenangabe unterscheidet, ist die Optik: ob das Licht als Flood, als Spot, als Trapez oder als Fernlicht austritt. Diese Entscheidung verändert die Beleuchtungsstärke auf Ihrer Arbeitsfläche um ein Mehrfaches, bei gleicher Lumenangabe. Behandelt wird sie in unserem Glossareintrag zu Lichtverteilungen, und sie ist die Angabe, die die Arbeit leisten sollte, die derzeit der Lumenzahl aufgebürdet wird.
Die Lichtwerte, an die eine US-Baustelle gebunden ist
Es gibt eine bundesrechtliche Anforderung, und sie ist nicht in Lumen geschrieben. Manche Bundesstaaten betreiben eigene, von OSHA genehmigte Programme, und andere Unterabschnitte von Part 1926 tragen eigene Beleuchtungspflichten — prüfen Sie also, was für Ihre Baustelle gilt. Die bundesrechtliche Untergrenze ist aber der Punkt, an dem die Diskussion beginnt.
29 CFR 1926.56 verlangt, dass „Baustellenbereiche, Rampen, Fahrwege, Flure, Büros, Werkstätten und Lagerbereiche auf nicht weniger als die in Tabelle D-3 aufgeführten Mindestbeleuchtungsstärken ausgeleuchtet sein müssen, solange Arbeiten im Gange sind.“ Tabelle D-3 lautet:
| Footcandle | Lux (ca.) | Bereich |
|---|---|---|
| 5 | 54 | Allgemeine Baustellenbeleuchtung |
| 3 | 32 | Allgemeine Baustellenbereiche, Betonieren, Aushub- und Abfallbereiche, Zuwege, aktive Lagerbereiche, Verladerampen, Betankung und Feldinstandsetzungsbereiche |
| 5 | 54 | Innenbereiche: Lagerhallen, Flure, Gänge und Fluchtwege |
| 5 | 54 | Tunnel, Schächte und allgemeine Untertagebereiche (10 fc an der Tunnel- und Schachtortsbrust beim Bohren, Schuttern und Berauben) |
| 10 | 108 | Allgemeine Baustelleneinrichtungen und Werkstätten |
| 30 | 323 | Sanitätsstationen, Krankenreviere und Büros |
Lesen Sie die ersten beiden Zeilen zusammen, bevor Sie weiterlesen. Die Vorschrift benutzt in beiden Zeilen fast dieselbe Formulierung: „Allgemeine Baustellenbeleuchtung“ (general construction area lighting) ist an 5 Footcandle gebunden, während „Allgemeine Baustellenbereiche“ (general construction areas) noch einmal in der Zeile mit 3 Footcandle auftaucht, neben Aushub, Zuwegen, Verladerampen und Feldinstandsetzung. So steht es in der Vorschrift selbst; es ist kein Widerspruch in diesem Beitrag — und es ist der Grund, warum es unsicher ist, für „eine Baustelle“ einen einzigen Wert zu nennen.
Ein Footcandle ist ein Lumen pro Quadratfuß; die Lux-Spalte nennt dieselbe Größe in Lumen pro Quadratmeter, mit 10,764 Lux je Footcandle.
Lesen Sie die Tabelle zweimal. Jeder Wert beschreibt Licht, das auf einer Fläche ankommt. Kein einziger beschreibt Licht, das eine Leuchte verlässt. Eine Vorschrift, geschrieben von Leuten, die etwas Messbares durchsetzen mussten, wählte genau die Größe, die sich an der Arbeitsfläche mit einem Messgerät prüfen lässt.
Das ist die Lücke, die jeder Kaufratgeber zu diesem Thema offenlässt. „3.000 bis 10.000 Lumen für den Bau“ zu empfehlen ist nicht direkt falsch, aber unwiderlegbar — es hängt keine Fläche daran, also lässt sich die Empfehlung gegen die eine Zahl, die ein Prüfer tatsächlich messen kann, gar nicht prüfen.
Die Rechnung zwischen beiden
Die Beleuchtungsstärke ist der Lichtstrom je Flächeneinheit:
Lux = Lumen ÷ Fläche in Quadratmetern
Nutzen Sie das als Obergrenze für den Mittelwert, nicht als Vorhersage. Die Rechnung unterstellt, dass jedes Lumen, das die Leuchte abgibt, innerhalb der angegebenen Fläche landet, gleichmäßig verteilt, ohne Verluste durch Optik, Streuscheibe oder Einfallswinkel. Der Mittelwert über diese Fläche fällt niedriger aus als dieser Wert; ein enges Lichtbild kann ihn auf dem Fleck, den es tatsächlich abdeckt, natürlich überschreiten — das ist derselbe Punkt über die Richtung, nur von einer anderen Seite betrachtet. Nützlich ist eine Obergrenze gerade deshalb, weil eine Leuchte, die an ihr scheitert, den Mittelwert in der Praxis nicht erreichen kann.
Durchgerechnet an unseren eigenen Leuchten:
| Leuchte | Nennleistung | Lumen | Ausgeleuchtete Fläche | Obergrenze der Beleuchtungsstärke | Gegenüber OSHA 3 fc (32 Lux) |
|---|---|---|---|---|---|
| YW-3301 | 30 W | 1.100 | 100 m² | 11 Lux | 0,34× — darunter |
| WL8620 | 30 W | 3.000 | 100 m² | 30 Lux | 0,94× — knapp darunter |
| YW-0602-18 | 18 W | 1.440 | 25 m² | 58 Lux | 1,8× — erreicht |
| YW-0401-60 | 60 W | 4.800 | 100 m² | 48 Lux | 1,5× — erreicht |
| YW-0607-580 | 580 W | 46.400 | 1.000 m² | 46 Lux | 1,4× — erreicht |
Sehen Sie sich vor allem anderen die ersten beiden Zeilen an. Beide Leuchten sind mit 30 W angegeben. Über denselben 100 Quadratmetern erreicht die eine 11 Lux und die andere 30 — keine von beiden erreicht den Mindestwert, aber es sind nicht im Entferntesten dieselben Leuchten, und die Wattzahl auf der Verpackung ist identisch. Weiter unten ist die Leuchte mit 18 W über den 25 Quadratmetern ihrer eigenen Zeile großzügig; verteilt man dieselben 1.440 Lumen über die 100 Quadratmeter der Zeilen darüber, fällt die Obergrenze auf 14 Lux und liegt damit deutlich unter dem Mindestwert. Die Leuchte mit 580 W in der letzten Zeile ist der Spiegelfall: großzügig über den 1.000 Quadratmetern, gegen die sie geführt ist, und verschwenderisch über den 25 Quadratmetern darüber, wo ihre 46.400 Lumen eine Obergrenze von etwa 1.856 Lux auf eine Fläche legen würden, die 32 braucht. Nichts davon ist zu sehen, solange keine Fläche an der Angabe hängt.
Deshalb ändert die Frage auch ihre Form, sobald man sie richtig stellt. „Wie viele Lumen brauche ich“ hat keine Antwort. „Wie viele Quadratmeter muss ich auf 3 Footcandle halten“ hat eine, und sie führt direkt zu einer Leuchtenzahl.
Was das ändert, wenn Sie zwei Angebote vergleichen
Drei praktische Folgen.
Gleiche Wattzahl, gleiche Lumen, andere Leuchte. Wenn zwei Lieferanten dieselbe Wattzahl und dieselbe Lumenangabe nennen, haben Sie immer noch nicht erfahren, welche Leuchte besser arbeitet. Fragen Sie nach dem Lichtbild und, sofern eine fotometrische Datei vorliegt, nach der Lichtstärkeverteilung in Candela. Das ist der Wert, der sich unterscheidet.
Die größere Lumenzahl kann der schlechtere Kauf sein. Diese Leuchte mit 580 W über einer Arbeitsfläche von 25 m² einzusetzen liefert, wie die Rechnung oben zeigt, weit mehr Licht, als die Aufgabe verlangt, zieht Strom, den Sie absichern müssen, und erzeugt Wärme, die das Gehäuse abführen muss. Die Leuchte auf die Fläche abzustimmen ist günstiger, als sie zu überdimensionieren.
„Effektive Lumen“ sind eine andere Zahl als Rohlumen. Manche Anbieter veröffentlichen die Summe der Chip-Datenblattwerte der LED-Hersteller, andere den an der fertigen Leuchte gemessenen Wert nach optischen und thermischen Verlusten. Beide können um ein Drittel oder mehr auseinanderliegen. Den Unterschied erklären wir in unserem Eintrag zu Rohlumen und effektiven Lumen. Sagt ein Angebot nicht, welcher der beiden Werte gemeint ist, ist das die erste Frage.
Wonach Sie stattdessen fragen sollten
Eine überprüfbare Spezifikation hat drei Teile, nicht einen:
Die Fläche und den Zielwert. „54 Lux über dem Hof von 30 m mal 20 m halten“ lässt sich mit einem Luxmeter prüfen. „Hell genug“ nicht.
Das Lichtbild je Einbaulage. Flood für die Nahbereichsarbeit rund um die Maschine, Spot oder Fernlicht für Reichweite, Trapez dort, wo eine rechteckige Fläche besser zur Aufgabe passt als ein Kreis.
Den Nachweis. Eine fotometrische Datei, sofern der Lieferant eine hat, oder zumindest die Aussage, ob die Lumenangabe ein Rohwert ist oder an der fertigen Leuchte gemessen wurde.
Unsere Arbeitsscheinwerfer sind mit 9–32 V DC angegeben, sodass eine Leuchte sowohl 12-V- als auch 24-V-Bordnetze abdeckt und das Gespräch über die Spezifikation bei der Optik bleibt statt bei elektrischen Varianten.
Häufig gestellte Fragen
Sind 3.000 Lumen hell für einen Arbeitsscheinwerfer?
Für eine einzelne maschinenmontierte Leuchte ist das ein mittlerer Wert — beachten Sie aber, dass sich die Frage in den Einheiten, in denen sie gestellt wurde, gar nicht beantworten lässt. Ob 3.000 Lumen hell genug sind, hängt von der Fläche ab, die Sie ausleuchten. Über 25 Quadratmeter verteilt liegen sie bequem über dem OSHA-Mindestwert von 3 Footcandle; über 100 Quadratmeter verteilt erreichen sie ihn nicht einmal vor optischen Verlusten.
Wie viele Lumen brauche ich für einen Arbeitsscheinwerfer?
Ohne Fläche gibt es auf diese Frage keine Antwort in Lumen. Legen Sie die Fläche fest, die Sie ausleuchten müssen, und die Beleuchtungsstärke, die Sie halten müssen — nach 29 CFR 1926.56 sind das 5 Footcandle für die allgemeine Baustellenbeleuchtung und 3 für Aushub, Zuwege, Verladerampen und Feldinstandsetzungsbereiche — und teilen Sie dann. Das Ergebnis nennt den Lichtstrom, den alle Leuchten zusammen liefern müssen, und das läuft meist auf eine Leuchtenzahl hinaus statt auf eine einzelne größere Leuchte.
Sind 2.000 Lumen hell genug für einen Arbeitsscheinwerfer?
Über einer kleinen Arbeitsfläche ja. Eine Leuchte mit 2.000 Lumen über 25 Quadratmeter ergibt eine Obergrenze von 80 Lux, deutlich über den 32 Lux, die 3 Footcandle entsprechen. Über einer Fläche von 100 Quadratmetern ergibt dieselbe Leuchte eine Obergrenze von 20 Lux und liegt damit unter dem Mindestwert.
Bedeutet eine höhere Lumenzahl eine hellere Arbeitsfläche?
Nicht zuverlässig. Zwei Leuchten mit gleicher Lumenangabe, aber unterschiedlichen Lichtbildern bringen sehr unterschiedliche Beleuchtungsstärken auf dieselbe Fläche, weil die eine ihren Lichtstrom bündelt und die andere ihn streut. Mehr Lumen mit breiterem Lichtbild können weniger Licht auf der Aufgabe hinterlassen als weniger Lumen mit einem auf den Abstand abgestimmten Lichtbild.
Hängen Sie eine Fläche daran
Schreiben Sie vor dem nächsten Angebot zwei Zahlen auf: die Arbeitsfläche in Quadratmetern und die Beleuchtungsstärke, die Sie darauf halten müssen. Alles Übrige — Leuchtenzahl, Wattzahl, Lichtbild, ob 3.000 Lumen reichen — folgt aus diesen beiden und lässt sich anschließend mit einem Messgerät prüfen.
Wenn Sie die Rechnung an Ihren eigenen Maschinen durchgerechnet haben möchten, senden Sie Einbaulagen und Arbeitsabstände mit Ihrer Anfrage, und wir kommen mit einer Leuchtenzahl zurück statt mit einer Lumenangabe. Beginnen Sie beim Programm LED-Arbeitsscheinwerfer oder bei den Schwerlast-Arbeitsscheinwerfern, wenn die Leuchten Hochdruckreinigung und Dauervibration ausgesetzt sind.
Weiter: LED-Arbeitsscheinwerfer für Baumaschinen: welche Werte vergleichbar sind behandelt die übrigen Werte auf einem Datenblatt und welche davon sich zwischen Lieferanten überhaupt vergleichen lassen.
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