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Pupil Lumens Plm – die neue Einheit berechnen, einschätzen und vergleichen

e27-led-birne-iconDie Einheit Lumen beschreibt den ausgesendeten Lichtstrom eines Leuchtobjekts und damit die Helligkeit. Dies steht auch immer auf den Verpackungen von LED’s. Aber immer öfters kennzeichnen Hersteller ihre Produkte mit der Einheit Plm – Pupil Lumens oder Effektivlumen. Doch was bedeutet die Einheit Pupil Lumens?

Effektivlumen – Ist das etwas anderes als nur Lumen?

Pupil Lumens bezeichnet die Helligkeit von Objekten (Leuchten, Sonne, Strahlern, etc.) in Abhängigkeit der Pupille. Das menschliche Auge nimmt Licht über die Netzhaut auf. Auf der Netzhaut wiederum befinden sich kleine lichtempfindliche Zellen auch Zapfen und Stäbchen genannt. Die Zapfen sind nicht sehr lichtempfindlich und deshalb nur bei ausreichender Beleuchtung aktiv. Zudem sind die Zapfen bei der Farbwahrnehmung aktiv. Daher sind die Zapfen für das photopische Sehen bzw. Tagsehen.

Die Stäbchen hingegen kümmern sich um monochromatisches Sehen, das heißt um Hell/Dunkel-Kontraste. Da die Stäbchen auch bei geringerer Beleuchtung aktiv sind, wird das Sehen auch skotopisches Sehen oder Nachtsehen genannt. Bei kurzwelligen Farbreizen reagieren die Stäbchen empfindlicher als die Zapfen. Somit kommt es zu einer unterschiedlichen Helligkeitsempfindung zwischen Zapfen und Stäbchen.

Vergleich der Daten eines LED Hallenstrahlers mit einer HQL Metalldampfleuchte

Vergleich der Daten eines LED Hallenstrahlers mit einer HQL Metalldampfleuchte

Vergleich der Daten eines LED Hallenstrahlers mit einer HQL Metalldampfleuchte

* Jährliche Stromkosten berechnen sich aus 24 Stunden x 365 Tagen x 28,73 Cent/kWh ( Durchschnittlicher Strompreis Stand April 2013, Quelle: http://de.wikipedia.org)

Doch wie kommt es zu diesem Ergebnis?

Hell ist nicht gleich hell

Bisher nahm man an, dass hauptsächlich das photopische Sehen für das Empfinden von Helligkeit zuständig ist. Dies kann mit Messgeräten durch die bekannte Einheit Lumen beschrieben werden. Doch Wissenschaftler haben entdeckt, dass auch das skotopische Sehen Einfluss auf die Helligkeitsempfindung nimmt. In verschiedenen Versuchen mit jeweils zwei Lampen kam es teilweise dazu, dass die Testpersonen die Lampen mit der geringeren Leuchtkraft als heller empfanden. Auch eine deutliche Überschätzung der Leuchtkraft kam vor.

Um diesem Effekt entgegen zu wirken, entstand die Einheit Pupil Lumens (Plm).
Dabei wird der herkömmliche Lumenwert pro Watt (Leistungsvermögen der Lampe) mit einem Korrekturfaktor multipliziert. Der Korrekturfaktor ist das Verhältnis von photopisch wahrgenommenem Licht zu skotopisch wahrgenommenem Licht (P/S). Der Endwert wird in Plm angegeben.

Plm/Watt = lm/Watt * P/S

Der Korrekturwert hängt dabei von der entsprechenden Lampe ab und variiert jeweils.

Eine Niederdruck-Natriumdampflampe hat zum Beispiel einen Lumenwert von 165/Watt. Der Korrekturfaktor beträgt 0,38. Multipliziert man nun die beiden Werte erhält man als Ergebnis einen Wert von 63 Plm/Watt. Somit wird die Lampe dunkler wahrgenommen als Messgeräte beschrieben haben. Eine Angabe in Effektivlumen gibt somit eine bessere Beschreibung der Helligkeitsempfindung an.

Beispiel für P / S Korrekturfaktoren anhand verschiedener Lampen:

Hierzu wurden vom Lawrence Berkley Laboratorium (LBL) verschiedene Korrekturfaktoren ermittelt:

Pupil Lumen Korrekturfaktor Beispiele

Pupil Lumen Korrekturfaktor Beispiele

Einige Beispiele und die Hintergründe werden auch in diesem englischen Video noch einmal aufgegriffen:

 

Effektivlumen richtig vergleichen

Nun stellt sich die Frage wie man Lampen richtig vergleicht. Anhand von Lumen zu vergleichen ist zwar nicht mehr korrekt, aber trotzdem eine einfache Möglichkeit. Hier gilt, je größer der Wert desto besser. Um aber von Lumen zu Effektivlumen umrechnen zu können, benötigt man den Korrekturfaktor der jeweiligen Lampe. Leichter ist es deshalb, wenn Hersteller ihre Produkte bereits mit Effektivlumen oder Pupil Lumens kennzeichnen. Auch hier gilt, je größer der Plm-Wert desto besser. Bei größeren Werten strahlen die Lampen auch heller.

In Zukunft können Lampen effizienter werden, wenn sie sich den Effekt von Pupil Lumens zu Nutze machen. Denn ein Licht im blauen Spektrumbereich erscheint für das Auge heller. Hersteller können so effizientere Lampen bauen, die bei geringer Leistung „heller“ strahlen.


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