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Der Lampenwartungsfaktor einer LED-Leuchte

Im Rahmen einer lichttechnischen Planung mit LED-Leuchten und LED-Lampen ist der im vorangegangenen Kapitel eingeführte Wartungsfaktor in der genannten Form:

MF = LLMF · LSF · LMF · RMF

zu berücksichtigen. Dabei beschreiben die Faktoren LLMF und LSF den Anteil des Leuchtmittels zu dem Wartungsfaktor.

Der Lampen-Lichtstrom-Wartungsfaktor LLMF berücksichtigt den durchschnittlichen Lichtstromrückgang des LED-Leuchtmittels. Er entspricht dabei dem Restlichtstrom, der am Ende der für die Planung veranschlagten Nutzungszeit auf Grund der Degradation des LED-Leuchtmittels noch zur Verfügung steht.

Stimmt die geplante Gesamtbetriebszeit der Beleuchtungsanlage (in der Nutzungsdauer bis zur Außerbetriebnahme) mit der vom Hersteller genannten Bemessungslebensdauer L_x überein, so gilt:

Der Index „x” gibt per Definition den LLMF am Ende der mittleren Bemessungslebensdauer Lx in Prozent an (siehe auch Kapitel „Lebensdauer von LED-Leuchten”).

Bei Abweichungen der geplanten Nutzungszeit von der Bemessungslebensdauer kann der Lampen-Lichtstrom- Wartungsfaktor LLMF - in gewissen Grenzen - errechnet werden (siehe Kapitel „Lebensdauer von LED-Leuchten”). Werte des Lampen-Lichtstrom- Wartungsfaktors LLMF können für im Markt gebräuchliche Angaben der Bemessungsklassen L_x den Tabellen auf den folgenden Seiten entnommen werden.

Der zweite Einflussfaktor des Leuchtmittels, der Lampen-Überlebens-Wartungsfaktor LSF, wird für LED-Leuchtmittel durch die Ausfallrate z (siehe Kapitel „Lebensdauer von LED-Leuchten”) am Ende der veranschlagten Nutzungszeit C_z (z. B. : C_z = L_x) bestimmt. Dieser ist in der Regel nur von Bedeutung, wenn eine hohe Degradation, also ein niedriger x-Wert der zu berücksichtigenden Bemessungslebensdauer L_x, erreicht wird.

Der Index "z” der Ausfallrate C_z gibt die zu einem vorgegebenen Zeitpunkt zu erwartende Ausfallrate in Prozent an.

Die Ausfallrate steht mit dem LampenÜberlebensfaktor LSF in der Beziehung:

Auch die Werte des Lampen-Überlebens-Wartungsfaktors LSF können den folgenden Tabellen entnommen oder mit dem TRILUX Lifetime Rechner bestimmt werden. In den Tabellen ist ferner in der jeweils dritten Zeile ein Wert LaMF_kombiniert angegeben. Dieser ist das Produkt von LLMF und LSF und damit der in der Planung zu berücksichtigende Lampen-Wartungsfaktor LaMF, sofern ausgefallene Leuchtmittel nicht sofort ersetzt werden, also eine Gruppenauswechslung stattfinden soll:

LaMF = LLMF · LSF = LaMF_kombiniert

Bei der Einzelauswechslung ausgefallener Leuchtmittel kann der Lampen-Wartungsfaktor LaMF mit dem Lampen-Lichtstrom-Wartungsfaktor LLMF gleichgesetzt werden:

LaMF = LLMF

Weitere Tabellen berücksichtigen die Möglichkeit, die Degradation der LED-Leuchtmittel durch eine elektronisch geregelte Erhöhung der Leistungsaufnahme des Leuchtmittels, die sogenannte Konstant-Lichtstrom-Regelung (CLO, constant light output), zu kompensieren. Im Rahmen der angegebenen Bemessungslebensdauer können diese Leuchten bzw. Leuchtmittel mit einem Lampen- Lichtstrom-Wartungsfaktor LLMF = 1 geplant werden. Für den Energieverbrauch ist in der Planung jedoch der zeitabhängige Anstieg der Leistungsaufnahme zu berücksichtigen. Dieser wird in den Tabellen durch den Wert des Leistungs-Lebensdauer-Faktor PLF (power lifetime factor) gekennzeichnet.

Für den Energieverbrauch einer solchen Leuchte von ihrem Neuzustand bis zu einem Zeitpunkt t innerhalb ihrer Bemessungslebensdauer gilt:

(Siehe Abbildung 3.30 und Kapitel „Bemessungslebensdauer bei Konstantlichtstrom-Regelung”.)

Wird die Bemessungslebensdauer überschritten, kann - in gewissen Grenzen - für die anschließende Zeit eine Lichtstromdegradation bei fester maximaler Leistungsaufnahme angenommen werden (siehe Kapitel, „Bemessungslebensdauer bei Konstantlichtstrom-Regelung”). Entsprechend muss dann der sich ergebende LLMF < 1 berücksichtigt werden.

Abbildung 3.30: Darstellungen des Lichtstroms, der Leistungsaufnahme und der Energieeinsparung mit CLO. Beispielhafte Gegenüberstellung mit technisch identischer Leuchte L₇₀=50.000h ohne CLO.

Hinweis: Die folgenden Tabellen gelten für Leuchten mit gesichertem Thermomanagement unter Einhaltung der Umgebungstemperatur tq und unter Berücksichtigung der Montageanleitung (siehe Kapitel, „Betriebsbedingungen” und Kapitel „Thermomanagement”).

Tabelle 3.14

Der Wert " L₉₀” bezeichnet eine Lichtstromdegradation einer LED-Einheit auf 90% des Anfangswertes bis zum Ende der “Bemessungslebensdauer” . Daraus ergibt sich für den zeitabhängigen Lampen-Lichtstrom-Wartungsfaktor zu diesem Zeitpunkt ein Wert von 0,9. Dieser ist gleichzeitig der Lampen-Wartungsfaktor bei Einzelauswechselung (LLMF). Er ist mit dem Lampen-Überlebens-Faktor (LSF) zu multiplizieren, um den kombinierten Lampen-Wartungsfaktor der Gruppenauswechslung (LaMF_kombiniert = LLMF · LSF) zu erhalten.

Tabelle 3.15

Der Wert " L₈₅” bezeichnet eine Lichtstromdegradation einer LED-Einheit auf 85% des Anfangswertes bis zum Ende der “Bemessungslebensdauer” . Daraus ergibt sich für den zeitabhängigen Lampen-Lichtstrom-Wartungsfaktor zu diesem Zeitpunkt ein Wert von 0,85. Dieser ist gleichzeitig der Lampen-Wartungsfaktor bei Einzelauswechselung (LLMF). Er ist mit dem Lampen-Überlebens-Faktor (LSF) zu multiplizieren, um den kombinierten Lampen-Wartungsfaktor der Gruppenauswechslung (LaMF_kombiniert = LLMF · LSF) zu erhalten.

Tabelle 3.16

Der Wert " L₈₀” bezeichnet eine Lichtstromdegradation einer LED-Einheit auf 80% des Anfangswertes bis zum Ende der “Bemessungslebensdauer” . Daraus ergibt sich für den zeitabhängigen Lampen-Lichtstrom-Wartungsfaktor zu diesem Zeitpunkt ein Wert von 0,8. Dieser ist gleichzeitig der Lampen-Wartungsfaktor bei Einzelauswechselung (LLMF). Er ist mit dem Lampen-Überlebens-Faktor (LSF) zu multiplizieren, um den kombinierten Lampen-Wartungsfaktor der Gruppenauswechslung (LaMF_kombiniert = LLMF · LSF) zu erhalten.

Tabelle 3.17

Der Wert " L₇₅” bezeichnet eine Lichtstromdegradation einer LED-Einheit auf 75% des Anfangswertes bis zum Ende der “Bemessungslebensdauer” . Daraus ergibt sich für den zeitabhängigen Lampen-Lichtstrom-Wartungsfaktor zu diesem Zeitpunkt ein Wert von 0,75. Dieser ist gleichzeitig der Lampen-Wartungsfaktor bei Einzelauswechselung (LLMF). Er ist mit dem Lampen-Überlebens-Faktor (LSF) zu multiplizieren, um den kombinierten Lampen-Wartungsfaktor der Gruppenauswechslung (LaMF_kombiniert = LLMF · LSF) zu erhalten.

Tabelle 3.18

Der Wert " L₇₀” bezeichnet eine Lichtstromdegradation einer LED-Einheit auf 70% des Anfangswertes bis zum Ende der “Bemessungslebensdauer” . Daraus ergibt sich für den zeitabhängigen Lampen-Lichtstrom-Wartungsfaktor zu diesem Zeitpunkt ein Wert von 0,7. Dieser ist gleichzeitig der Lampen-Wartungsfaktor bei Einzelauswechselung (LLMF). Er ist mit dem Lampen-Überlebens-Faktor (LSF) zu multiplizieren, um den kombinierten Lampen-Wartungsfaktor der Gruppenauswechslung (LaMF_kombiniert = LLMF · LSF) zu erhalten.

Tabelle 3.19

Der Wert " L₅₀” bezeichnet eine Lichtstromdegradation einer LED-Einheit auf 50% des Anfangswertes bis zum Ende der “Bemessungslebensdauer” . Daraus ergibt sich für den zeitabhängigen Lampen-Lichtstrom-Wartungsfaktor zu diesem Zeitpunkt ein Wert von 0,5. Dieser ist gleichzeitig der Lampen-Wartungsfaktor bei Einzelauswechselung (LLMF). Er ist mit dem Lampen-Überlebens-Faktor (LSF) zu multiplizieren, um den kombinierten Lampen-Wartungsfaktor der Gruppenauswechslung (LaMF_kombiniert = LLMF · LSF) zu erhalten.

Tabelle 3.20

Systemleistungs-Lebensdauer-Faktoren PLF (power lifetime factor) für LED-Beleuchtungsanlagen mit Konstantlichtstromregelung

Hinweis: Die Konstantlichtstromtechnologie ist auf die angegebene Bemessungslebensdauer ausgelegt. Mit ihr soll der energetische Aufwand für den technologisch bedingten Lichtstromrückgang von LED-Leuchten verringert werden, indem der maximal mögliche Lichtstrom einer Leuchte bzw. der typischerweise für eine identische Leuchte ohne Konstantlichtstromtechnologie in Datenblättern angegebene Bemessungslichtstrom heruntergeregelt wird, so dass zu Beginn des Betriebes der Beleuchtungsanlage auch eine entsprechend geringere elektrische Leistung benötigt wird. Um den Lichtstrom über die genannte Bemessungslebensdauer konstant zu halten, muss während der Zeit bis zur Bemessungslebensdauer die elektrische Leistung kontinuierlich erhöht werden. Diese Erhöhung in Abhängigkeit der Betriebsdauer ist in der hier aufgeführten Tabelle dargestellt. Die Qualitätskriterien von Beleuchtungsanlagen, z. B. Beleuchtungsstärken oder Leuchtdichten, müssen mindestens mit dem konstant gehaltenen Lichtstrom erreicht werden. Mit der Konstantlichtstromtechnologie bleibt die Leistung nach Erreichen der Bemessungslebensdauer konstant und der Lichtstrom der Leuchten bzw. der Beleuchtungsanlage nimmt ab. Die Abnahme des Lichtstroms nach der Bemessungslebensdauer ist in den vorangegangenen Tabellen dokumentiert.

Vorgehensweise: Die im Neuzustand direkt nach der Installation von Leuchten mit Konstantlichtstromreglung vorhandene Leistung der Leuchte ist mit den in den Tabellen aufgeführten Faktoren PLF zu multiplizieren, um für den jeweils betrachteten Betriebszeitpunkt einen entsprechenden Wert für die Leistungsaufnahme der Leuchte zu erhalten.