Wartung und Wartungsfaktor

Für Innenräume und bestimmte Anwendungsfälle in der Außenbeleuchtung nennen Normen den Wartungswert der Beleuchtungsstärke. Wartungswert und Wartungsfaktor müssen bei der Lichtplanung beachtet werden.


Entscheidend für die Sehleistung ist das erforderliche Beleuchtungsniveau. Es wird durch die Beleuchtungsstärke – in der Straßenbeleuchtung ist die Leuchtdichte L die entscheidende Größe – und die Reflexionsgrade der beleuchteten Fläche beeinflusst. Dabei gilt: Je geringer die Reflexionsgrade und je schwieriger die Sehaufgabe, desto höher muss die Beleuchtungsstärke sein.

Wartungswert definieren

Über die Betriebszeit einer Beleuchtungsanlage nimmt ihr Lichtstrom ab, weil Lichtquellen, Leuchten und Raumoberflächen altern und verschmutzen. Für Beleuchtungsanlagen werden deshalb Wartungswerte definiert bzw. Beleuchtungsstärken in den relevanten Normen je nach Raumart, Aufgabe oder Tätigkeit empfohlen. Dieser Wartungswert (Ēm) kennzeichnet den Wert, den die mittlere Beleuchtungsstärke zu keinem Zeitpunkt unterschreiten darf – unabhängig von Alter und Zustand der Beleuchtungsanlage. So ist sichergestellt, dass auch nach jahrelangem Betrieb die Mindestwerte der Beleuchtungsstärke für alle anfallenden Sehaufgaben eingehalten werden. Der Wartungsplan, den der Lichtplaner erstellen muss, definiert den Zeitpunkt und Art der Wartung.

Um den Wartungswert über einen längeren Zeitraum zu halten, werden neue Beleuchtungsanlagen mit höheren Werten projektiert. Diese werden mit dem Wartungsfaktor ermittelt. Für die Planung gilt: Wartungswert = Wartungsfaktor x Neuwert.

Normen nennen Wartungswerte

Die erforderlichen Wartungswerte der Beleuchtung für verschiedene Sehaufgaben und Tätigkeiten sind in den relevanten Normen aufgeführt. Von hoher Bedeutung ist z. B. DIN EN 12464-1 für Arbeitsstätten in Innenräumen sowie DIN EN 12464-2 für Arbeitsstätten im Freien.

Beispiele für Wartungswerte in Innenräumen:

Büro 500 Lux
Operationsfeld bis 100.000 Lux
Verkehrsflächen 100 Lux

Gütemerkmale der Straßenbeleuchtung sind in DIN EN 13201-2 aufgeführt. Empfehlungen sind:

Anliegerstraße 7,5 Lux
Hauptverkehrsstraße 1,5 cd/m2
Parkplatz 15 Lux
Der Wartungswert kennzeichnet den Wert, den die Beleuchtungsstärken während der Betriebszeit einer Beleuchtungsanlage nicht unterschreiten dürfen.

Wartungsfaktor ermitteln

Der Wartungsfaktor kann individuell ermittelt werden. Er hängt von der Art der Lichtquellen und der Leuchten, der Staub- und Verschmutzungsgefahr des Raumes bzw. der Umgebung sowie von der Wartungsmethode und dem -intervall ab. Ein Wartungsfaktor von 0,8 bedeutet z. B., dass der anfängliche Lichtstrom von 100 Prozent bis zum Ende des Wartungsintervalls auf 80 Prozent zurückgehen wird. Da bei der Planung die betriebsbedingten Einflüsse auf die Abnahme der Beleuchtungsstärke häufig nicht exakt bekannt sind, werden bei einem Wartungsintervall von drei Jahren folgende Wartungsfaktoren angesetzt:

  • in sauberen Räumen: Wartungsfaktor von 0,67
  • in schmutzigen Räumen: Wartungsfaktor bis zu 0,5

In der Straßenbeleuchtung beträgt das Reinigungsintervall in der Regel vier Jahre. Der Wartungsfaktor ist auch hier stark vom Verschmutzungsgrad der Umgebung abhängig:

  • hoher Verschmutzungsgrad – Rauch und Staubwolken, z. B. in Industriegebieten
  • mittlerer Verschmutzungsgrad – bei hohem Verkehrsaufkommen mit mittlerer Rauch- und Staubentwicklung
  • geringer Verschmutzungsgrad – ausschließlich in reinen Wohngebieten und ländlichen Regionen ohne Rauch- und Staubbelastung

Der Wartungsfaktor (MF) setzt sich zusammen aus

  • Lampenlebensdauerfaktor (LSF) – beschreibt den Lampenausfall im Laufe der Nutzungsdauer,
  • Lampenlichtstrom-Wartungsfaktor (LLMF) – beschreibt die Abnahme des Lampenlichtstroms während der Nutzungsdauer,
  • Leuchtenwartungsfaktor (LMF) – nennt den Einfluss der Verschmutzung des optischen Systems der Leuchten. Entscheidend sind die Schutzart (IP = Ingress Protection) der Leuchten und der Verschmutzungsgrad der Umgebung sowie die festgelegten Reinigungsintervalle (in der Straßenbeleuchtung z. B. 4 Jahre),
  • Oberflächen-Wartungsfaktor (RSMF) – beschreibt den Rückgang des Reflexionsgrades von Decke und Wänden in allen Beleuchtungsanlagen mit Wänden und Decken.

MF = LSF x LLMF x LMF x RSMF

Im Foyer sind hinter der Metallrasterdecke rechnergesteuerte Leuchten verborgen, die dynamische Lichtmuster basierend auf einer kontinuierlichen Analyse des Besucherstroms erzeugen. (Foto: licht.de/Zumtobel)
Die schmalen, minimalistischen Einbauleuchten beleuchten im Open Office nicht nur Arbeitsplätze und die Besprechungszone, sondern auch Verkehrsflächen wie Flur, Treppe und den Wartebereich. (Foto: licht.de/Glamox)
Durch das Abschalten jeder zweiten Straßenleuchte entstehen sogenannte Tarnzonen, die eine große Unfallgefahr auf den Verkehrswegen darstellen. Durch das gleichmäßige Herunterregeln aller Leuchten können diese vermieden werden. (Foto: licht.de/Trilux)
Im Kultur- und Bildungsquartier sorgen Downlights für die Grundbeleuchtung, Wallwasher für die gleichmäßige Aufhellung der Wandfläche und in den Fluren bieten lineare Pendelleuchten mit direkter und indirekter Lichtverteilung Orientierung. Die Einbauleuchten sind mit der Schutzklasse IP54 für den Einsatz im Außenbereich geeignet. (Foto: licht.de/Zumtobel)

 

Wartungsplan dokumentieren

Mit LED-Leuchten wird auf eine hohe Lebensdauer Wert gelegt. Ein Wechsel der LED-Module ist in vielen Fällen nicht mehr vorgesehen. Beim Wartungsplan muss daher beides berücksichtigt werden: der dauerhafte Lichtstromabfall sowie eine regelmäßige Reinigung der Leuchten.

Der Planer muss das Wartungsprogramm – die Intervalle zum Reinigen und Wechseln der Lichtquellen und Wartung der gesamten Beleuchtungsanlage – dokumentieren. Diese Dokumentation kann mit entsprechender Lichtplanungssoftware erstellt und im Wartungshandbuch aufgenommen werden. Verantwortlich für die Einhaltung des Wartungsplanes ist der Betreiber der Anlage.

Berechnungsebene

In der Regel wird die Fläche, auf der die Beleuchtungsstärke realisiert werden soll, als Berechnungsebene für die Messung herangezogen. Empfehlung für Büroarbeitsplätze: 0,75 m, für Verkehrsflächen maximal 0,1 m über dem Boden.

Die Beleuchtungsstärke ist einfach messbar; ihre Berechnung relativ unkompliziert. Einen höheren Planungs- und Messaufwand erfordert die Bestimmung der Leuchtdichte für die Straßenbeleuchtung. Sie ist abhängig

  • vom Lichtstrom der eingesetzten Lichtquellen,
  • von der Lichtstärkeverteilung der Leuchten,
  • der Geometrie der Beleuchtungsanlage sowie
  • den Reflexionseigenschaften des Straßenbelags.

Leuchten höherer Schutzart vorteilhaft

Leuchten geringer Schutzart – zum Beispiel IP 20 – verschmutzen schneller als geschlossene Leuchten höherer Schutzart von IP 50 und höher. Sie müssen daher früher, geschlossene Leuchten entsprechend später gewartet werden. Sie sind deshalb in stark beanspruchten Bereichen, wie z. B. in der Industriebeleuchtung, vorzuziehen. Einen Vergleich der Leuchtenwartungsfaktoren zeigt die nachfolgende Tabelle.

Leuchtenwartungsfaktor (LMF) im Vergleich

Reinigungsintervall 1 Jahr 2 Jahre 3 Jahre

Umgebung

SS S N V SS S N V SS S N V

IP 50-Leuchte

0,96 0,94 0,90 0,86 0,93 0,91 0,86 0,81 0,92 0,90 0,84 0,79

IP 20-Leuchte

0,94 0,88 0,82 0,77 0,91 0,83 0,77 0,71 0,89 0,79 0,73 0,65
SS=sehr sauber / S=sauber (Reinräume, Rechenzentren) / N=normal (Montagehallen, Lagerhallen, Laboratorien) / V=verschmutzt (Chemische Anlagen, Holzverarbeitung)

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