Umrechnung von LED-Lumen in Watt mit detaillierter Erklärung

Wenn wir im Laden Glühbirnen kaufen gehen, fragen wir oft: “Ich möchte eine 5-Watt-Glühbirne”, “Was kostet eine 20-Watt-Glühbirne?” und so weiter. Aber wissen Sie was? Die Zeiten, in denen man die Helligkeit von Glühbirnen in Watt gemessen hat, sind vorbei. Die neue Maßeinheit, die wir kennen sollten, ist Lumen. Im Folgenden erkläre ich Ihnen Schritt für Schritt den Zusammenhang und warum Sie Lumen statt Watt verwenden sollten.

Schritt 1: Was ist Watt?

Watt (Symbol: W) ist eine Leistungseinheit, die die Energienutzung und den Energieverbrauch widerspiegelt. Je höher also die Wattzahl, desto höher ist der Energieverbrauch der Lampe. Wenn wir für Strom bezahlen, bezahlen wir für die verbrauchte Wattzahl. Eine 15-Watt-Glühbirne beispielsweise verbraucht 15 Watt Energie, was einer Stromrechnung von 0,015 Kilowattstunden Strom pro Stunde entspricht.

Schritt 2: Was sind Lumen?

Lumen geben die Gesamtmenge des sichtbaren Lichts wieder, das von einer Lichtquelle pro Zeiteinheit abgegeben wird. Je höher also der Lumenwert, desto höher die Helligkeit. Aus historischen Gründen dauert es noch eine Weile, bis die Menschen Lumen als Helligkeitseinheit akzeptieren.

Schritt 3: Wie berechnet man die Lichtausbeute?

Nachdem wir die beiden Probleme verstanden haben, Watt und Lumenmüssen wir dann die Lichtausbeute berechnen. Dies kann uns dabei helfen, Lampen mit geringerem Energieverbrauch und höherer Helligkeit auszuwählen. Wie also sollte die Lichtausbeute berechnet werden?

Ich glaube, wir alle wissen aus der Physik, dass es eine physikalische Größe gibt, die die optische Leistung darstellt, nämlich den Lichtstrom (Symbol ist Φ). Die zuvor erwähnten Lumen (lm) stellen die Einheit dar. Darüber hinaus wissen wir auch, dass die Lampe eine bestimmte Menge Energie verliert, wenn sie Licht ausstrahlt. Wenn wir beides kombinieren, erhalten wir die Lichtausbeute, also das Verhältnis von Lichtstrom zu Leistung (lm/W).

Schritt 4: Effektive Lumen beibehalten, um niedrigen Stromverbrauch und hohe Helligkeit zu erreichen

Aus der vorherigen Erklärung wissen wir, dass Lampen definitiv Energie verlieren, wenn sie Licht ausstrahlen. Der Energieverlust bei verschiedenen Materialien ist jedoch unterschiedlich.

Beispielsweise müssen Glühlampen den Glühfaden erhitzen, bevor sie Licht abgeben können, und der Erhitzungsprozess führt dazu, dass 90 % der Energie verschwendet werden. Dies hat auch zur Folge, dass Glühlampen zwar viel Energie verbrauchen, aber nicht sehr hell und ihre Lichtausbeute sehr gering ist.

Das gleiche Problem besteht auch bei Lampen wie Halogenlampen. Obwohl sie verbesserte Versionen von Glühlampen sind, ist ihre Lichtausbeute immer noch nicht hoch. Dies liegt daran, dass Glühlampen (ungerichtete Lampen) Licht gleichzeitig in alle Richtungen ausstrahlen, wodurch die Helligkeit gleichmäßig in verschiedene Richtungen verteilt wird.

Um eine höhere Helligkeit zu erreichen, gibt es Richtlampen (z. B. GU10-Strahler), die möglichst viel Licht an eine Stelle strahlen und dabei bei gleichem Energieverbrauch mehr Helligkeit erzielen.

Allerdings haben nicht alle gerichteten Glühbirnen dieses Problem. Glühbirnen aus LEDs haben dieses Problem nicht, da der Abstrahlwinkel von LED-Glühbirnen immer gerichtet ist und das gesamte von ihnen abgegebene Licht in den Raum gelangt. Darüber hinaus müssen LED-Glühbirnen nicht erhitzt werden, um Licht abzugeben, sondern können nach dem Einschalten Licht abgeben, sodass der Energieverlust viel geringer ist als bei Glühlampen.

Um die Nutzung von energiesparenden und gleichzeitig hellen Lampen zu ermöglichen, führte die Europäische Union die Angabe der “Nutzlichtstromstärke” ein. Diese Kennzahl misst die nutzbare Lichtmenge, die in einem standardisierten 90-Grad-Kegel abgegeben wird. Die Angabe der “Nutzlichtstromstärke” ist in der Regel niedriger als die der Gesamtlichtstromstärke, da ein Teil des Lichts (z. B. Streulicht) zwar nicht nutzbar ist, aber dennoch in die Gesamtlichtstromstärke einfließt.

Warum verwenden wir Lumen statt Watt?

Manche Leute fragen sich vielleicht, warum wir, wenn wir es gewohnt sind, Watt als Einheit für die Helligkeit zu verwenden, Lumen verwenden müssen. Historisch gesehen war Watt die Haupteinheit zur Messung der Helligkeit von Lampen, da die Watt-Anzahl die Helligkeit von Lampen bestimmt.

Die Einführung von Energiesparlampen und LED-Lampen hat jedoch die Auffassung vieler Menschen verändert, dass Watt die Helligkeit angibt. Da LED-Lampen mit weniger Strom mehr Licht erzeugen, bedeutet dies aus wirtschaftlicher und ökologischer Sicht, dass wir weniger Geld ausgeben und bessere Ergebnisse erzielen – warum also nicht? Daher empfehlen wir, beim Lampenkauf eher auf die Lumen als auf die Wattzahl zu achten.

Aus einer anderen Perspektive betrachtet liegt es daran, dass die Helligkeit umso höher ist, je höher die Wattzahl ist, aber auch der Energieverbrauch steigt. Früher, als die Helligkeit von Lampen im Allgemeinen gering war, dachten wir, es gäbe eine positive Beziehung zwischen der Wattzahl und der Helligkeit der Glühbirne. Das heißt, je höher die Wattzahl, desto heller die Glühbirne.

Doch jetzt, da die Helligkeit von Glühbirnen immer höher wird, haben Forscher herausgefunden, dass diese Glühbirnen nicht positiv mit der Wattzahl zusammenhängen. Stattdessen kann die Erhöhung der Wattzahl nach Erreichen einer bestimmten Helligkeit keinen Einfluss mehr auf die Helligkeit der Glühbirne haben.

Zweitens beeinflussen Materialänderungen auch das Verhältnis zwischen Watt und Helligkeit. Um beispielsweise den gleichen Energieverbrauch von 1000 lm zu erzeugen, benötigt eine Glühlampe 100 W, während eine LED-Lampe benötigt nur ca. 12W. Der Unterschied zwischen beiden beträgt bis zu 8 mal, weshalb jetzt eine Umstellung auf neue Maßeinheit empfohlen wird.

Wie rechnet man Lumen und Watt um?

Obwohl Faktoren wie unterschiedliche Materialien und Formen das Verhältnis zwischen Watt und Lumen beeinflussen, haben wir einen Durchschnitt ermittelt, um Ihnen ein klares Verständnis der Umrechnung von Lumen in Watt zu vermitteln.

Wie viele Lumen benötige ich für meine Szene?

Jeder Raum oder Bereich erfordert anderes Licht. Im Schlafzimmer, in dem wir schlafen, wünschen wir uns beispielsweise sanftes Licht, während wir im Wohnzimmer helleres Licht benötigen, um verschiedene Aktivitäten auszuführen. Daher ist es bei der Planung Ihres Projekts besonders wichtig zu wissen, wie viele Lumen jeder Raum benötigt. Hier sind einige Werte, die wir zu Ihrer Information zusammengestellt haben.

Was bedeuten die weiteren auf der Glühbirne angegebenen Eigenschaften?

Zusätzlich zu unseren üblichen zwei Werten, Watt und Lumen, ist die Glühbirne normalerweise auch mit Lampenfassungsspezifikationen, Farbtemperatur und Farbwiedergabeindex-Lampenparametern gekennzeichnet. Schauen wir sie uns einzeln an.

Spezifikationen der Lampenfassung (E)

Wenn Sie die Spezifikationen der Lampenfassung nicht beachten, funktioniert die von Ihnen gekaufte Glühbirne möglicherweise nicht richtig. Die Spezifikation der Lampenfassung ist der Durchmesser, gemessen durch das Gewinde des Lampensteckers, dargestellt durch E. Wenn der Durchmesser beispielsweise 14 mm beträgt, handelt es sich um eine E14-Lampenfassung. Im täglichen Leben übliche Spezifikationen sind E10, E12, E14, E17, E27 und E40.

Farbtemperatur (K)

Die von der Glühbirne abgegebene Farbe wird als Farbtemperatur bezeichnet und in K ausgedrückt. Je niedriger der Wert, desto gelber oder rötlicher ist die Farbe des Lichts; je höher der Wert, desto weißer oder bläulicher ist die Farbe des Lichts. Allgemein gilt: Wenn die Farbe der Glühbirne gelblich ist, beträgt der Farbtemperaturwert etwa 3000, und wenn die Glühbirne weiß ist, beträgt die Farbtemperatur etwa 5000 bis 7000.

Farbwiedergabeindex (Ra/CRI)

Der Farbwiedergabeindex gibt an, ob die unter der Lichtquelle angezeigte Farbe der Farbe im Sonnenlicht ähnelt. Je höher der Farbwiedergabeindex, desto geringer ist die Farbverzerrung und desto näher kommt die angezeigte Farbe der durch Sonnenlicht beleuchteten Farbe. Je niedriger der Farbwiedergabeindex, desto größer ist die Farbverzerrung und desto weiter weicht die angezeigte Farbe von der durch Sonnenlicht beleuchteten Farbe ab.
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