Es werde Licht - alles über Lampen bzw. Leuchtmittel

Licht war schon immer ein besonderes Gut der Menschen. Zunächst war es das offene Feuer, das zur Nahrungszubereitung, zum Wärmen und eben dem Spenden von Licht diente. Öllampen beleuchteten zu Zeiten Jesu und noch viel länger die Häuser. Erst 1879 wurde die Glühlampe mit Kohlefaden von Thomas Alva Edison zum Patent angemeldet. Seither hat sich an der Technik einer Standard-Glühlampe nicht viel geändert. Aber viele Formen und andere Beleuchtungsarten sind hinzugekommen. Neben der Glühlampe gibt es nämlich beispielsweise noch Halogenlampen, Leuchtstofflampen oder Kompakt-Leuchtstofflampen (= Energie-Sparlampe). Jede Lampe hat zudem einen Sockel mit unterschiedlichsten Bezeichnungen wie E 14, T12 oder B15d. Auch die Leistung der Lampen variiert zwischen 15 und mehreren hundert Watt. Nicht jede Lampe darf man in jede Leuchte schrauben, sonst qualmt es, das heißt, das Gehäuse fängt im schlimmsten Fall an zu schmelzen. Wie man sieht, kann man selbst ganz schön ins Schwitzen kommen, wenn er oder sie auf der Suche nach dem richtigen Leuchtmittel ist.

Glühlampe

gluehlampe.jpg Glühlampen haben heute nicht mehr einen Kohlefaden wie bei Edison, sondern einen Wendel aus Wolframdraht. Dieser ist einfach oder doppelt gewendelt und kann bis zu einem Meter lang sein. Im Inneren des Glaskolbens befindet sich entweder ein Vakuum oder eine chemisch inaktive Gasatmosphäre. Meist handelt es sich hierbei um ein Gasgemisch aus Stickstoff und den Edelgasen Argon oder Krypton. Durch das Edelgas wird bei gleichem Stromverbrauch mehr Licht erzeugt. Der größte Teil der Energie geht jedoch als Wärme verloren. Bei einer normalen Glühlampe wird nur etwa 5 Prozent der eingesetzten Energie in Licht umgewandelt. Die Lebensdauer einer Glühlampe wird mit 1.000 Stunden beziffert. Bei der im Privathaushalt üblichen Brenndauer von etwa 3 Stunden pro Tag, muss die Glühbirne somit einmal im Jahr ausgetauscht werden. 

Dabei hat das häufige Ein- und Ausschalten des Lichts, ganz im Gegensatz zur Energie-Sparlampe, keinen Einfluß auf die Lebensdauer der Glühlampe. Um die Hälfte verkürzt wird die Lebensdauer jedoch durch eine konstante Überspannung von 5%. Sie beträgt demnach nur noch 500 Stunden. Normalerweise sind Glühlampen für eine Netzspannung von 230 V ausgelegt. Liegt die Netzspannung ständig darüber, fallen die Glühlampen schneller aus. Abhilfe schafft eine Glühlampe für 240 V oder das Vorschalten eines Dimmers (Standard-Phasenanschnitt-Dimmer). 

Das Wort "Birne" kann eigentlich aber nur für Allgebrauchslampen verwendet werden, denn es gibt auch kerzen- oder tropfenförmige Glühlampen. Diese werden häufig auch als Stilmittel an Leuchten eingesetzt. Meist auch keine Birnenform haben Reflektorlampen, die sich durch einen teilverspiegelten Kolben auszeichnen. Dadurch wird das Licht auf ein bestimmtes Objekt gerichtet. Weiterhin kann der Glaskolben klar oder matt sein. Im ersten Fall ist der Glühdraht sichtbar und kann leicht blenden, im zweiten Fall ist die Blendwirkung geringer. Zudem gibt es noch weiß opalisiertes Glas, farbig getöntes Glas, Rotlicht in den Dunkelkammern oder Schwarzlicht, wie man es aus Diskotheken kennt. 

Wegen des hohen Energieverbrauchs sollen Glühlampen nach und nach vom Markt verschwinden. Seit September 2009 sind Glühbirnen ab 100 Watt verboten. Bis 2016 sollen sämtliche Glühbirnen, aber auch Halogenlampen vom Den kompletten Stufenplan können Sie sich hier anschauen.

Sockelbezeichnungen

Sind die Formen und Farben auch verschieden, die Fassung ist allen gleich. Den Schraubsockel gibt es in fünf Größen, immer mit dem "E" für Edisongewinde und dem Durchmesser in Millimetern. Die kleinste Fassung, E 5,5 verwendet man für Modelle und Spielzeug. Bei der Fahrradbeleuchtung und bei Kontrolllampen kommen Glühlampen mit einem Schraubsockel E 10 zum Einsatz. Mit normaler Netzspannung und vor allem in kleineren Leuchten werden Glühlampen bajonet.jpg mit der Bezeichnung E 14 verwendet. Leuchtmittel in der Standardgröße E 27 schraubt man in Wandleuchten oder Deckenleuchten. Sind Leistungen von 300 bis 1000 Watt gefragt, wird der Sockel größer. Die Bezeichnung lautet dann E 40. Bei kleineren Lämpchen für Fahrrad oder Taschenlampe findet man auch Glühlampen mit Bajonettsockel. Ein kleiner Bajonettsockel wird mit B15d, ein größerer mit B22d benannt (siehe Abbildung).

Halogen-Glühlampe

edison.gif Halogenlampen sind immer mehr im Kommen. Das liegt zum einen an den kleinen Abmessungen und der Lampenvielfalt - angefangen beim Punktstrahler bis hin zum Wandfluter. Zum anderen zaubern Halogenlampen durch das Spiel der Spektralfarben in den Reflektoren faszinierende Effekte auf die beleuchteten Objekte. Durch den Zusatz von Halogenen haben sie eine etwa 25% bessere Lichtausbeute und die doppelte Lebensdauer herkömmlicher Glühlampen. Dies ist bei Hochvolthalogenlampen so, die mit der Netzspannung von 230 V betrieben werden. Diese Lampen lassen sich einfach gegen normale Glühbirnen austauschen, denn sie werden z.B. mit Edisongewinde E 14 oder E 27 hergestellt. 

halogenlampen.gif Es gibt jedoch auch Niedervolthalogenlampen, die einen Transformator benötigen, der die Spannung auf 6, 12, oder 24 V reduziert. Gegenüber Hochvolthalogenlampen ist die Lebensdauer doppelt so hoch, also viermal so hoch, als bei einer herkömmlichen Glühbirne. Sie eignen sich daher vor allem auch für professionelle Anwendungen in Hotels, Verkaufs- und Ausstellungsräumen. Niedervolthalogenlampen besitzen kein Edisongewinde, sondern zwei Drahtstifte, die eingeklemmt und anschließend festgeschraubt werden. Kaltlichtreflektorlampen sind ebenfalls Niedervolthalogenlampen. Dies sind speziell beschichtete Glasreflektoren, die einen großen Teil der Wärmestrahlung der Halogenlampe durch den Reflektor nach hinten durchlassen. Das angestrahlte Objekt bleibt dadurch kühler. 

Wie bei der normalen Glühlampe bewirkt bei einer Halogenlampe eine Spannungserhöhung von 5% eine Reduzierung der Lebensdauer um 50%. Eine Spannungsreduzierung von 5% führt dagegen aber auch zu einer Verdoppelung der Lebenserwartung. Dies kann man sich durch den Einbau eines Dimmers zu Nutze machen. 

Leuchtstofflampe

leuchtstoff.jpg Die den meisten als Neonröhre bekannte Leuchtstofflampe erzeugt weit über die Hälfte des künstlichen Lichts auf der ganzen Welt. Zum einen ist die Lebensdauer mit etwa 12.000 Stunden extrem lang und zum anderen ist die Leuchtstofflampe sehr wirtschaftlich. Sie braucht nur etwa 1/5 soviel Strom wie eine Glühlampe. Die Lebensdauer einer Leuchtstoffröhre wird durch häufiges Ein- und Abschalten reduziert. Die angegebene Lebensdauer von Leuchtstofflampen wird zu 100% erreicht, wenn man einen Schaltrhythmus von 165 Minuten EIN und 15 Minuten AUS einhält. 

Im Innern der Lampe befindet sich außer Quecksilberdampf eine geringe Menge Edelgas, z.B. Argon oder Krypton. Zwischen den beiden Polen des Glasrohrs wird durch eine elektrische Entladung eine kaum sichtbare UV-Strahlung erzeugt, die den auf der Innenseite des Glases angebrachten Leuchtstoff zum Leuchten anregt. Es werden unterschiedliche Leuchtstoffe verwendet, die unterschiedliche Farben erzeugen. 

Leuchtstofflampen werden meist in Röhrenform hergestellt. Lampen in U- oder Ringform ermöglichen aber auch kleinere Leuchtenabmessungen. Leuchtstofflampen werden durch T2, T4, T5, T8 oder T12 beschrieben. Die bleistiftdünne T2-Leuchtstofflampe hat einen Durchmesser von 7 mm. Außerdem gibt es T5-Leuchtstofflampen mit einem Durchmesser von 16 mm und T8-Leuchtstofflampen mit einem Durchmesser von 26 mm. Relativ neu ist die T4-Leuchtstofflampe, die ebenfalls einen Durchmesser von 16 mm hat. Ältere T12-Leuchstofflampen haben einen Durchmesser von 38 mm.

Kompaktleuchtstofflampe

energiesparlampe.jpg Die Vorteile der Leuchtstofflampe hat man sich zu Nutzen gemacht und die Röhre auf ein Edisongewinde gepackt. So kann man die Lampe anstelle von Glühlampen beispielsweise zur Wohnraumbeleuchtung verwenden. Wegen des niedrigen Energieverbrauchs gegenüber Glühlampen bezeichnet man Kompaktleuchtstofflampen auch als Energiesparlampen. Sie sind zwar teurer, dafür halten sie wesentlich länger (12 Jahre statt eines Jahres bei gleicher Nutzung) und wandeln etwa 25 Prozent der eingesetzten Energie in Licht um. Man erinnere sich, bei Glühlampen sind es lediglich 5 Prozent. 

Folgende Tabelle zeigt den Vergleich zwischen Glühlampe und Energiesparlampe. Die erzeugte Helligkeit ist jeweils die gleiche:
 

GlühlampeEnergiesparlampe
Leistung:Energieverbrauch
nach 1.000 Stunden:
Leistung:Energieverbrauch
nach 1.000 Stunden:
25 Watt25 kWh5 Watt5 kWh
40 Watt40 kWh7 Watt7 kWh
60 Watt60 kWh11 Watt11 kWh
75 Watt75 kWh15 Watt15 kWh
100 Watt100 kWh20 Watt20 kWh
120 Watt120 kWh23 Watt23 kWh

LED

Leuchtdioden oder LEDs - (light emitting diodes) basieren auf Halbleiterverbindungen, die Strom direkt in Licht umwandeln. Ströme von wenigen Milliampere reichen bereits aus. Sie sind äußerst robust und erreichen eine Lebensdauer von etwa 100 000 Stunden, das heißt bei 24 Stunden Betrieb leuchten sie elf Jahre lang, und das mit konstanter Helligkeit. Und wenn sie dann doch einmal entsorgt werden müssen: LED-Leuchten kommen ohne Quecksilber aus, sind also besser zu entsorgen als manch anderer Leuchtentyp. Der Markt für Leuchtdioden ist groß, denn ihre Vorteile überzeugen. Sie sind klein, leicht, unzerbrechlich, langlebig und leistungsstark. In rot, grün oder gelbgrün gibt es sie schon lange, in blauer Farbe kamen sie erst vor wenigen Jahren auf den Markt. Inzwischen ist es auch gelungen, LEDs in weißer Farbe herzustellen. Die Einsatzbereiche von Leuchtdioden sind vielfältig. Neben LED-Signalanlagen und tageslichtfähigen Grossdisplays werden LEDs auch für die Beleuchtung eingesetzt und erobern auch die Wohnräume Weil LEDs eine vielseitig einsetzbare Lichtquelle sind, haben wir dem Thema einen eigenen Artikel gewidmet.