Licht und Beleuchtung

fr den Arbeitsplatz und im Stall

Dr. Horst Cielejewski

Referat 43 Haltungsverfahren, Technik, Bauen

Landwirtschaftskammer Nordrheinwestfalen, Mnster

Der Lichtstrom [ Lumen (lm)]ist die von einer Lichtquelle abgegebene und vom Auge wahrgenommene Strahlungsleistung im sichtbaren Bereich des gesamten Spektrums.Beispiele:

Leuchtdiode 0,01 lm Glhlampe 60 W 600 lm - 730 lmGlhlampe 100 W 1350 lm - 1500 lm Leuchtstoffrhre 40 W 2300 lm Lumilux ecoplus daylight, (1,20 m lang) 36 W ca. 3.250 lmKompaktleuchtstoffrhre (Osram Dulux) 36 W ca. 2.900 lm12V Halogenlampe 50 W ca. 900 bis 1.200 lmQuecksilberdampflampe 100 W 4500 lm Halogenmetalldampflampe 70 W ca. 6.600 lmHalogenmetalldampflampe 400 W ca.36.000 lmNatriumdampflampe (Niederdruck) 55 W ca. 8.000 lm(Oranges Licht)Natriumdampflampe (Hochdruck) 400 W ca. 50.000 lm

Lichtstrke I [Candela (cd)]

Ist das Verhltnis von Lichtstrom zum ausgeleuchteten Raumwinkel (Steradiant)

Eine Lichtquelle erscheint um so heller, je kleiner ihre Flche im Vergleich zur Lichtstrke I ist. Die Leuchtdichte ist das, was Menschen als Helligkeit wahrnehmen

Lichtquelle Leuchtdichte Sonne am Mittag 1.600.000.000 cd/m100 W Glhlampe klar 10.000.000 cd/mSonne am Horizont 5.000.000 cd/m100 W Glhlampe matt 200.000 cd/mBlauer Himmel 10.000 cd/mKerzenflamme 5.000 cd/mMond 2.500 cd/mNachthimmel 0,001 cd/m

Beleuchtungsstrke E [Lux (lx)]

ist das Verhltnis von Lichtstrom zu beleuchteter Flche A (als Empfnger)

Die Beleuchtungsstrke eines Empfngers nimmt mit dem Quadrat des Abstandes zur Lichtquelle ab

==m

lmlx

AE

1 Lumen

1 Lumen/m = 1 Lux

1m

0,0001 lxBewlkter Nachthimmel ohne Fremdlichter

0,001 lxSternklarer Nachthimmel

0,25 lxMondlicht

10 lxStraenbeleuchtung

100 lxFlurbeleuchtung

500 lxBrobeleuchtung

1.000 lxBeleuchtung TV-Studio

10.000 lxOperationssaal

10.000 lxIm Schatten im Sommer

20.000 lxBedeckter Sommertag

100.000 lxHeller Sonnentag

Die Hellempfindlichkeit ist abhngig von der Wellenlnge und ist in sogenanntenHellempfindlichkeitskurven von der CIE (Commission Internationale de l'Eclairage) fr einen Standard-Beobachter festgehalten.

Es gibt mehrere solcher Kurven fr verschiedene Lichtverhltnisse, z.B. V() fr Tageslicht.

Es gibt ein Maximum bei ungefhr 550 nm, also bei grnem Licht. Bei rotem Licht ist die Hellempfindlichkeit um mehr als den Faktor 10 geringer; daher nehmen wir die rote LED (Wellenlnge ca. 650 nm) als viel dunkler wahr als die grne (Wellenlnge ca. 550 nm), obwohl sie physikalisch die gleiche Strahlungsleistung abgeben.

bei Tag

bei Nacht

Farbwirkung von Leuchtstofflampen

Farbwiedergabe-Index Ra Ra = 100 erscheinen alle Farben der Umgebung natrlich Ra-Bereich zwischen 90 und 100 = Leuchtstofflampen "de Luxe" (auch 1A)RA-Bereich zwischen 80 und 90 = gute Farbwiedergabe (auch 1B)

Farbtemperatur (in K = Kelvin) bis 3.300 K warmwei3.300 Kbis 5.300 K neutralweies Lichtber 5.300 K tageslichtweies Licht

27 steht fr Glhlampenhnlich (2.700 K), 30 fr Warmton (3.000 K), 40 fr Neutralwei (4.000 K), 65 fr Tageslichtwei (6.500 K)

Zusammengefasst zu drei Ziffern930 beste Farbwidergabe und Licht wirkt warm

Das Verhltnis aus Lichtstrom (Lumen) und Leistungsaufnahme (Watt) wird als Lichtausbeute bezeichnet

Bei einer Glhbirne betrgt die Lichtausbeute bis zu 15 lm/W, eine 100 W Glhbirne ergibt einen Lichtstrom von 1500 Lumen.

Der Rest der elektrischen Energie geht in Form von nicht sichtbarer Strahlung und Wrmestrahlung verloren.

bis ca. 35Leuchtdiode wei

13Glhlampe (40 W)

15Glhlampe (100 W)

28Halogenglhlampe (12 V)

4080Energiesparlampe (mit E14 oder E27 Gewinde)

6090Leuchtstofflampe (36 W, mit induktivem Vorschaltgert)

80110Leuchtstofflampe (36 W, mit elektronischem Vorschaltgert)

30(*)Leuchtrhre (umgangssprachlich Neonrhre)

80100Quecksilberdampflampe

bis ca. 150Natriumdampf-Hochdrucklampe

90Xenon-Gasentladungslampe (PKW)

bis ca. 200(*) Natriumdampf-Niederdrucklampe

ca. 95Schwefeldampflampe

0,1Kerze (bezogen auf ca. 150 W Heizleistung)

Lichtausbeutein lm/WLichtquelle

2.1 Landwirtschaft2.1.1 Beschicken und Bedienen von Frdereinrichtungen und Maschinen2.1.2 Viehstlle2.1.3 Stlle fr kranke Tiere, Abkalbstlle2.1.4 Futteraufbereitung, Milchrume, Gertereinigung2.7.3 Arbeitspltze und kritische Zonen in Schlachthfen, Metzgereien,

Molkereien, Mhlen, auf Filterbden in Zuckerraffinerien2.7.4 Schneiden und Sortieren von Obst und Gemse2.7.5 Herstellung von Feinkost-Nahrungsmitteln, Kchenarbeit, Herstellung von

Zigarren und Zigaretten2.7.6 Kontrolle von Glsern und Flaschen, Produktkontrolle, Garnieren, Sortieren, 2.7.7 Laboratorien2.7.8 Farbkontrolle6.2.1 Unterrichtsrume in Grund- und weiterfhrenden Schulen6.2.2 Unterrichtsrume fr Abendklassen und Erwachsenenbildung 6.2.3 Hrsle7.12 Zahnrztliche Behandlungsrume7.12.1 Allgemeinbeleuchtung7.12.2 Im Patientenbereich7.12.3 In der Mundhhle7.12.4 Weiabgleich der Zhne

20050

200200

500300

500500500

1000300500500

500100050005000

Beleuchtungsanforderungen (Lux) nach DIN EN 12464-1

Richtwerte fr Beleuchtungsstrken Auszug aus DIN 5035 Teil 2

100 Lux Lagerrume, Treppen, Verkehrswege in Gebuden

200 Lux Lagerrume mit Leseaufgabe, Archive

300 Lux Broarbeitspltze ausschliel. in Fensternhe, Versand

500 Lux Datenverarbeitung, Kassenbereiche, Besprechungsrume

750 Lux Technisches Zeichnen

1000 LUX Farbprfungen, Farbkontrollen, Warenprfung

Licht im Melkstand

Probleme + Anforderungen:

dunkle, lichtschluckende Flchen

Schattenbildung durch eigene Person und Bauteile

gleichmige Ausleuchtung von Vorwartehof/Melkstand/Austrieb

min. ??? Lux Raumbeleuchtung (AVO)

Min. ??? Lux Arbeitsfeldausleuchtung

Farbwiedergabestufe 8 oder 9 zur Bestimmung vernderter Milch

Lichtfarbe > 5000 Kelvin

Ausleuchtung im Melkstand

Empfehlungen:

Leuchtmittel: Leuchtstoffrhren

Armatur: IP 65 (Staub/Strahlwasser gesch.)

Faustzahl: 10 W/m => 800 Lux +

Farbwiedergabestufe: z.B. 9 1A (Ra 90 100)

Farbtemperatur: Daylight 5000-5400 Kelvin

Zusatztechniken Elektr. Vorschaltung 40.000 Herz

Einbauhhe: max. 2,50 m ber Grubenboden

Anzahl Lichtleisten: 2 + 2

Lichtoptimierung: 90 Drehung der Leuchten 2,5m

ber Standflche

> 2m

H =

2,3

0

40 cm

H =

2,2

0

Empfehlungen zur Positionierung

Fazit Licht:

Licht optimiert die Arbeitsqualitt

Licht vermindert die Unfallgefahr

moderne Regelungen sparen Energie

Blendung vermeiden

Leuchtenarmaturen an Gegebenheiten

anpassen (Feuchtigkeit/Abstrahlcharakteristik)

Geeignete Lichtfarbe whlen

Licht(programm) im Stall

gleichmige Verteilung des Lichts im Stall

Feuchtraumleuchten

2 x pro Jahr sauber machen

Lichtfarbe nicht wichtig

jhrliche Kontrolle des Lichtniveaus

Lichtverlustquellen

Spannung

1% Spannungverlust 5,0 % Lichtverlust

Verlust von Licht durch Alterung der Birne

Verlust von Licht durch Verschmutzung der Armatur/Lampe

Temperatur

Einflu der Temperatur auf Neon-Rhren

Die Lichtstrkeverteilung beschreibt die rumliche Verteilung der Lichtstrke. Form und Symmetrie der Lichtstrkeverteilung kennzeichnen tief- und breitstrahlende bzw. symmetrisch und asymmetrisch strahlende Leuchten (oder Reflektorlampen). Zur Darstellung dient die Lichtstrkeverteilungskurve (LVK): Sie entsteht, wenn die in Polarkoordinaten dargestellten Lichtstrken einer Leuchte (oder Reflektorlampe) in ihren verschiedenen Ausstrahlungsrichtungen miteinander zu einem Kurvenzug verbunden werden.

AL 2002 ARMATUR

Schtzrahmen fr Lampenbestckung

Lampenabstand = 1,5 x Einbauhhe

LampedergsstrkeBeleuchtun(2oder3)Kxlx)200(160x[m]eStallflch

Lampenzahlbis=

K = 2 bei geschlossenen Stllen

K = 3 bei offenen Stllen

2424242425 0 0 025 0 0 025 0 0 025 0 0 0

3333xxxx2 0 02 0 02 0 02 0 0xxxx1 0 0 01 0 0 01 0 0 01 0 0 0=

Lichtkalkulation

140

140

139

140

141

141

140

139

139

160

160

159

158

158

160

160

159

158

150

150

149

150

149

150

150

148

150

201

203

202

200

199

201

203

203

201

242

246

246

245

240

241

245

247

245

201

203

202

200

199

201

203

203

201

150

150

149

150

149

150

150

148

150

160

160

159

158

158

160

160

159

158

140

140

139

140

141

141

140

139

139

20 .00 m

6.00

m

Emax= 247 lx

Emin= 139 lx

E = 176 lx

Investition pro m: 5,00 - 8,00

Energiekosten pro m / Jahr: 0,60 - 2,50

Einsatzzeit pro Jahr: 1800 - 2500 h

vereinfachte Kostenschtzung

Stall: 3 reihig, 100 Pltze, 48 m x 20 m, => 28 Lampen 250 W 20500 lm

( => 12 Lampen 400 W 50000 lm)

Strom (2500 h x 250 W x 0,16 /kWh) 100 / Jahr

Zinsansatz 19 / Jahr

Birne hlt 5 Jahre, Lampe 15 Jahre (100 + 100 + 275) : 15 = 32 / Jahr

Mehr Futter fr mehr Leistung 1 kg je Tag 0,15 55 / Jahr

Gesamtkosten 98 / Jahr

Hhere Milchleistung 2 l / Tag 0,30 219 / Jahr

Kosten pro Lampe 151 / Jahr

Kosten fr 28 Lampen 4228 / Jahr

Lampenkosten pro Kuh 42,28 / Jahr

Faustregeln: Die Breite eines Lichtbandes sollte nicht grer sein als die halbe Hhe des

Raumes Die Abstnde der Dachlichtbnder untereinander sollten mindestens die doppelte

Lichtbandbreite betragen

Anteil der notwendigen Dachoberlichtflche an der Raumgrundflchein Anlehnung an DIN EN 12464-1

Viehstlle 1/10Beschicken und Bedienen von Frdereinrichtungen und Maschinen, Stlle fr kranke Tiere, Abkalbestlle, Futteraufbereitung, Milchrume, 1/7GertereinigungHrsle, Zeichensle, bungsrume und Laboratorien, Lehrwerksttten, Kchen 1/5

Vielen Dank fr ihre Aufmerksamkeit