Flimmern und stroboskopische Effekte

Unter Flimmern versteht man im Allgemeinen eine periodische Schwankung der Intensität des Lichtes.

Starke Intensitätsschwankungen bei niedrigen Frequenzen (< 60 Hz) sind mit bloßem Auge sichtbar. Ein solches Flimmern wird in der Regel als unangenehm empfunden und kann unter Umständen zu erheblichen Störungen des Wohlbefindens führen. Bis zu einer Frequenz von 100 Hz ist Flimmern im peripheren Gesichtsfeld wahrnehmbar. In welchem Maße das Flimmern als störend oder akzeptierbar empfunden wird, hängt in hohem Maße von den Umgebungsbedingungen vor Ort und der zu verrichtenden Sehaufgabe ab.

Außerdem können Flimmern und Intensitätsschwankungen höherer Frequenzen zu Stroboskopeffekten führen. Zum Beispiel überlagert sich die periodische Lichtschwankung mit der periodischen Bewegung rotierender oder sich hin- und herbewegender Maschinenteile und verändert dadurch die Wahrnehmung des Bewegungsverlaufs. Dies kann zu gefährlichen Fehleinschätzungen führen.

Aber auch ohne sichtbare Wahrnehmung kann Flimmern bis zu Frequenzen von ca. 400 Hz bei empfindlich veranlagten Personen mit dem Auge erfasst werden und zu direkten physiologischen Auswirkungen führen.

Beleuchtungssysteme sollten deshalb grundsätzlich so ausgelegt werden, dass störendes Flimmern und Stroboskopeffekte weitestgehend vermieden werden. Um dennoch auftretendes Flimmern bezüglich der unterschiedlichen Aspekte seiner Auswirkungen zu bewerten, haben sich unterschiedliche Bewertungsschemata als sinnvoll erwiesen, die weiter unten beschrieben werden.

Häufige Ursache eines Flimmerns ist die 50-Hz-Netzspannung, mit der das Leuchtmittel bzw. das Betriebsgerät des Leuchtmittels versorgt wird. Beim Null-Durchgang der Spannung ist die Aufrechterhaltung des Lichtstroms nicht gewährleistet, was in der Regel zu einem 100-Hz-Flimmern führt.

Bei Einsatz von LED-Leuchten ist zu beachten, dass die LEDs in der Regel zwar mit stabilisierter Gleichspannung betrieben werden, ein gedimmter Betrieb jedoch häufig mittels einer Pulsweitenmodulation (PWM, siehe auch Kapitel, „Dimmung durch Betriebsstromregulierung und Pulsweitenmodulation”) realisiert wird. Die Frequenz der PWM sollte bei hochwertigen LED-Leuchten über 400 Hz betragen, womit die oben erwähnten negativen physiologischen Effekte sicher vermieden sind. In industriellen Betrieben muss eine Gefährdung durch stroboskopische Effekte ggf. gesondert betrachtet werden.

Bei LED-Retrofit-Lampen wird häufig auf eine aufwendige Gleichstromerzeugung zur Versorgung der LEDs verzichtet. Ein deutliches 100 Hz-Flimmern ist dabei die Folge, die zu den oben erwähnten Beeinträchtigungen führen kann (siehe auch Abbildung im Kapitel „Induktive Vorschaltgeräte”).

Flimmern und stroboskopische Effekte beim Betrieb von Entladungslampen werden heute üblicherweise durch die Verwendung von elektronischen Vorschaltgerät (EVG) mit deutlich höheren Frequenzen vermieden. Bei Niederdruck-Entladungslampen (Leuchtstofflampen und Kompakt-Leuchtstofflampen) sind EVG in Neuinstallationen heute Standard, womit das Problem des Flimmerns gelöst ist.