Wie Du die Lichtberechnung in der Prüfung meisterst, wie Du das Tabellenbuch richtig benutzt, was Dich in dem Erklärvideo erwartet und wo Du das kostenlose Arbeitsblatt bekommst:
Lichtberechnung nach dem Raumwirkungsgradverfahren für Elektroniker – kostenloses Video

Ist die Lichtberechnung eigentlich prüfungsrelevant?

Als Elektroniker für Energie- und Gebäudetechnik wirst Du in Deiner Prüfung sehr häufig eine Aufgabe zur Lichtberechnung finden. Für Elektroniker für Betriebstechnik ist das Thema überraschender Weise auch relevant, jedoch kommt es hier nicht ganz so häufig vor. Generell empfehle ich, vor diesem Thema andere Baustellen anzugehen, beispielsweise die Leitungsdimensionierung.

Bist Du nun bei der Beleuchtungsberechnung angekommen, solltest Du einen Fokus darauf legen, die entsprechenden Seiten in Deinem Tabellenbuch kennenzulernen. Auch wenn in den Prüfungen teilweise Tabellen gegeben sind, kannst Du hier zumindest das Prinzip verstehen. Außerdem weißt Du dann, wie es funktioniert, wenn Du die Tabellen in der Prüfung doch benötigst.
Ich selbst benutze übrigens das Tabellenbuch des Verlags Europa Lehrmittel, bei dem ich mich herzlich für die Nutzungsgenehmigung in diesem Lernvideo bedanke.

Beleuchtungsberechnung Schritt für Schritt

1. Raumindex und Reflexionsgrad

Beim Kochen legt man sich vorhe bestimmte Zutaten schon bereit, damit alles funktioniert. Das solltest Du in einer Matheaufgabe auch manchmal tun. Die ersten Zutaten, die wir bei der Beleuchtungsberechnung benötigen sind der Raumindex (k-Faktor) und die Reflexionsgrade (Rho) der Oberflächen. Der Raumindex hängt von den Maßen des Raumes (Höhe, Breite und Länge), der Anordnung der Beleuchtung (z.B. hängende Leuchten) und der Arbeitshöhe ab. Hierzu gibt es eine Formel im Tabellenbuch auf Seite 209. Die Reflexionsgrade findest Du ebenfalls auf dieser Seite. Sie hängen vom Werkstoff und seiner Farbe ab, Die wichtigsten Beispiele sind in einer Tabelle zusammengefasst. Alleine mit diesem „Zwischenergebnis“ kannst Du oft schon wertvolle Punkte sammeln. Deshalb würde ich die Werte auch immer explizit hinschreiben. So hat der Prüfungsausschus die Chance, Deinen Lösungsweg nachzuvollziehen und Dir ggf. Teilpunkte zu geben.

2. Beleuchtungswirkungsgrad, Raumwirkungsgrad und Leuchtenbetriebswirkungsgrad

Du brauchst den Raumindex, die Reflexionsgrade und den Leuten-Typ. Damit kannst Du aus dem Tabellenbuch auf Seite 219 den Leuchtenbetriebswirkungsgrad (fürchterlich langes Wort, oder?) und den Raumwirkungsgrad herausfinden. Wie Du das machst, wird in meinem Lehrvideo genau erklärt. Um jetzt den Beleuchtungswirkungsgrad zu erhalten, multiplizierst Du den Leuchtenbetriebswirkungsgrad mit dem Raumwirkungsgrad. Schon hast Du eine weitere Zutat für Dein Kochrezept

3. Wartungsfaktor und Mindestbeleuchtungsstärke

Je nach Nutzung des Raumes muss es dort eine bestimmte Mindestbeleuchtungsstärke geben. Im Lesebereich einer Bibliothek muss es beispielsweise heller sein, als in einem Lagerraum, denn sonst könnten die Besucher vielleicht nichts lesen. Wie hell es genau sein muss, ist natürlich auch in einer Norm festgelegt (nämlich in der DIN EN 12461-1). Selbstverständlich findest Du auch hierzu etwas im Tabellenbuch und zwar auf Seite 210 unten. Dieser Wert ist allerdings auch oft in der Aufgabenstellung vorgegeben.

Außerdem von der Nutzung des Raumes abhängig ist auch noch die Verschmutzung. Durch die Verschmutzung (aber beispielsweise auch durch die Alterung der Leuchtmittel) wird die Beleuchtung mit der Zeit dunkler. Normalerweise wird die Beleuchtung alle drei Jahre gewartet und gereinigt. Man muss also von vorne herein einplanen, dass es in dem Raum zum Ende des Wartungsintervalls auch immer noch hell genug sein muss. Dazu gibt es den sogenannten Wartungsfaktor. Man kann ihn einerseits sehr exakt bestimmen (siehe die Tabellen auf Seite 208). Andererseits wird er in Prüfungsaufgaben meist nur grob betrachtet. Er ist dann in der Aufgabenstellung gegeben oder kann auf der Seite 208 ganz unten (etwas unscheinbar) entnommen werden.

4. Anzahlt der Leuchten oder Beleuchtungsstärke berechnen

Wenn Du alle erwähnten Zutaten gesammelt hast, kannst Du Sie in eine einzige Formel einsetzen. Es ist die Formel Nummer 5 von der Seite 209 im Tabellenbuch. Du verwendest sie entweder so, wie sie ist, um die benötigte Anzahl von Leuchten zu berechnen oder Du stellst sie auf die Beleuchtungsstärke um. Dann kannst Du berechnen, wie hell es in einem Raum ist (wäre). Anschließend wird gegebenenfalls noch mit dem Wartungsfaktor multipliziert und fertig ist die Rechnung. Schau Dir für die Musterlösung das Video aufmerksam an!

Untertitel für Schüler mit Sprachschwierigkeiten

Falls Du Dich mit Deutsch manchmal noch schwer tust und bereit bist, es etwas besser zu lernen: Dieser Text ist für Dich:

Lichtberechnung. Hallo liebe Niesnutzer! Lichtberechnung ist auch ein ganz wichtiges Thema in der Prüfung. Das kommt quasi immer dran. Es ist also für Euch schon eine ziemlich sichere Möglichkeit Punkte zu sammeln. Und ich gebe zu, es ist nicht das eingängigste Thema. Aber wenn man sich ein bisschen damit beschäftigt, und das Rezept kennt, dann ist es doch gar nicht so schwer. Schaut mal zu und vielleicht vorher noch das Arbeitsblatt runterladen und mal selber probieren. Müsst Ihr selbst entscheiden. Ich weiß ja nicht, ob Ihr so was schon mal gemacht habt. Und dann anschließend die Lösung gucken. Oder direkt die Lösung gucken. Ganz wie Du willst.

Also, es geht los! Wie ist das bei der Lichtberechnung? Ganz zentral sind zwei Formeln bei der Lichtberechnung, mit denen ich eigentlich immer meine Überlegungen beginne. Erst mal E_neu, also die Beleuchtungsstärke der neuen Anlage. Die ergibt sich aus dem Lichtstrom eines Leuchtmittels multipliziert mit der Anzahl der Leuchtmittel aufgeteilt auf die Fläche des Raumes. Das Ganze multipliziert man dann noch mit dem Beleuchtungswirkungsgrad, eta_B. Vorsicht, das ist kein n sondern ein eta. Dann hat man von der neuen Anlage die Beleuchtungsstärke. Mit der Zeit also zB nach 3 Jahren wird diese Beleuchtungsstärke dann immer schwächer. Das berücksichtigt man in der Beleuchtungsberechnung mit so einem Wartungsfaktor. Der ist üblicherweise kleiner als 1. Und dann multipliziert man also die neue Anlage mit dem Wartungs- faktor und hat dann die Lichtstärke, wie sie nach der gegebenen Anzahl von Jahren wäre. Wo krieg ich jetzt diese ganzen Variablen her? Also, die erste Variable das ist das phi_La. Das ist aus dem Tabellenbuch, 6150 Lumen. Wir gehen noch mal die Aufgabe und dann sehen wir bei den Leuchtmitteln ist es hier ein Leuchtmittel des Typs TL5 80W/840/HO und dieses Leuchtmittel finden wir im Tabellen- buch wieder. Ich habe dieses mal das Tabellenbuch aus dem Europa-Lehrmittel Verlag. Vielen Dank an den Europa Verlag an der Stelle, dass ich euer Buch benutzen darf. Ich habe die 27 Auflage. Falls Ihr also das gleiche Buch benutzen wollt, ich mach Euch unten einen Link in die Infobox. Damit Ihr euch das dann bestellen könnt. Ich bin auf der Seite 199. Da habe ich hier unten genau das Leuchtmittel gefunden, was in dieser Aufgabe gegeben war. Da seht Ihr hier die 6150 Lumen Lichtstrom für ein Leuchtmittel.
Wie viele Leuchtmittel haben wir? Da gehe ich noch mal gerade in die Aufgabe zurück. Da muss ich also die Anzahl der Lichtbänder mit der Anzahl der Leuchten multiplizieren. Und Vorsicht, ein ganz beliebter Fehler wäre jetzt zu vergessen, dass das hier zweiflammige Lamellemraster-Leuchten sind. Das heißt, die haben jeweils zwei Leuchtmittel. Deshalb muss ich dann 5 x 3 x 2 gleich 30 Leuchtmittel hier raus kriegen, wenn ich das ausrechne. Als nächstes rechne ich schon mal das A hier unten aus. Und das ist ganz einfach die Fläche eines Rechtecks. Ist einfach Länge mal Breite. Also 12m mal 10m sind 120 m^2. Fehlt mir nur noch das eta_B für hier. Dazu komme ich aber später. Was ich mir schon mal raus suchen kann, aus der Tabelle, ganz einfach, ist der Wartungs- faktor. Der ist in diesem Fall 0,67. Ich zeige Euch nochmal im Europa Buch wo das steht. Das ist nämlich auf der Seite 196. Da habe ich hier unten für einen sauberen Raum und einen dreijährigen Wartungszyklus (das war in der Aufgabe ja gegeben) den Wartungs- faktor 0,67. Im Klartext heißt das, nach 3 Jahren wäre nach dieser Rechnungen nur noch 67% der Beleuchtungsstärke vom Anfang übrig. Also E_neu mal 67% wäre dann E_alt, was man in 3 Jahren dann noch erwarten kann. Also ein paar Sachen kann ich jetzt schon mal hier in meine Formel hier tragen. Wie Ihr seht, hier hinten das eta_B, das habe ich noch nicht. Das ist leer. Und wie komme ich jetzt darauf? Eta_B berechne ich aus zwei anderen Wirkungsgraden. Nämlich und eta_Reta_LB. eta_R ist der Raumwirkungsgrad und eta_LB ist der Leuchtenbetriebswirkungsgrad. Wie ich da dran komme, zeige ich Euch jetzt. Für das eta_R brauche ich erstmal den Raumindex k. Den Raumindex k kann ich aus dieser Formel berechnen. Länge mal Breite des Raumes geteilt durch die Höhe… Die effektive Höhe des Raumes! Warum effektive Höhe, komme ich gleich noch drauf. /h( l + b ) also l und b habe ich ja und ich brauche also jetzt noch h. und in meiner Aufgabe waren ja 3 verschiedene Höhen gegeben. Nämlich die Höhe des Raumes, das aber noch nicht das h was ich hier einsetze. Dann die Höhe der Arbeitsfläche die ist 0,8 und die Höhe der Lampe (von der Decke aus gemessen) sind 0,7 Meter tiefer als die Decke. Und daraus ergibt sich dann für das effektive h. Die Raumhöhe minus die Höhe die die Leuchtkörper unter der Decke hängen, minus die Höhe der Arbeitsfläche, das wäre dann der effektive Abstand von der Arbeitsfläche bis hin zu den Leuchtkörpern. Dann hätte ich also, wenn ich das einsetze eine Höhe von 2 Metern. Einen Abstand von 2 Metern. Das Ganze kann ich jetzt einsetzen, hier in meine Formel. Also ich habe jetzt das l das b und das h. Und wenn ich das dann berechne, dann kommt nach meiner Rechnung raus: k= 2,7. Jetzt zeige ich Euch mal die Tabelle, in der wir das k gleich verwenden werden. Da sieht man, dass die k’s für so bestimmte Werte angegeben sind. Und 2,7 ist nicht dabei. Deshalb wählen wir den Wert, der am nächsten dran ist. Und das wäre dann k= 3. Das schreibt man dann auch einmal so hin für den Prüfungsausschuss und für Dich selbst. Dass man Bescheid weiß, k= 3. Zurück zum Tabellenbuch.

Was brauchen wir denn noch? Also hier auf der rechten Seite ist der Raumwirkungsgrad eta_R. Aus der Tabelle kann man den ablesen. Und wie wir gerade schon gesehen haben, ist nur diese Zeile für uns relevant. Da brauchen wir die Reflexionsgerade der Decke, der Wände und des Bodens. Die waren ja hier in der Aufgabenstellung gegeben. Beziehungsweise war da auch gegeben, aus welchen Materialien die Decke oder mit welcher Farbe die Wand gestrichen ist. Okay, dann gucken wir mal. Also das rho der Decke, das soll hier sein zwischen 40 und 50%. Das habe ich auch wieder aus einer anderen Tabelle aus dem Tabellen- buch ausgesucht. Und zwar ist das die hier. Die Decke, die ist ja aus Holzplatte hell, also zwischen 40 und 50. Die Wand ist mit hellblauer Farbe gestrichen. Und wenn das so ist, dann gehe ich wieder hier rein, hellblauer Farbanstrich, dann wäre das zwischen 40 und 45. Diese beiden Werte, die habe ich jetzt hier schon mal eingetragen. Der dritte Wert nämlich das rho vom Fußboden, ist der Reflexionsgrad. Rho vom Fußboden war mit 36% in der Aufgabe schon gegeben. 0,36 ist also 36%. Jetzt wenn man in der Tabelle noch mal schaut, diese ganzen rho’s, die gibt es auch wieder nicht so ganz direkt in der Tabelle… Sondern es gibt hier nur verschiedene Abstufungen. Deshalb müssen wir jetzt das rho finden, was am nächsten an unserer Abstufung liegt. Also 0,1/ 0,3/ 0,5 und 0,8 wären möglich. Das heißt, hier wäre eindeutig 0,5 am nächsten dran. Hierbei wäre auch wieder 0,5 am nächsten dran. Da wäre das 0,3 am nächsten dran. Mit diesen ganzen Werten und mit dem k. Also roh 1 bis 3 und k gehe ich jetzt in die Tabelle im Europa Buch. Und dann muss ich mir noch die richtige Leuchte raussuchen. Dann sehe ich, das ist hier so eine gleichförmig, allseitig strahlende Leuchte. Und dann habe ich hier eine Lamellenraster-Leuchte. Die Tabelle, die jetzt auf der rechten Seite ist für den Raumwirkungsgrad eta_R, die bezieht sich hier auf diese Leuchte. Also diese 3 Leuchten, die beziehen sich alle auf diese Tabelle hier. Ja, ich habe hier diese Zeile, aber welche Spalte ist für uns relevant? Die Decke war 0,5= roh1, die Wände waren 0,5 und der Boden war roh3= 0,3. Das heißt es ist diese Spalte hier, die für uns relevant ist. In dieser Spalte hier befinde ich mich und in dieser Zeile. Das heißt 66% wäre dann eta_R. Eta_R aus der Tabelle sind 66%. Da kann man ruhig mal einen Rahmen drum machen. Jetzt brauchen wir noch das eta_LB. Wer gerade schon aufgepasst hat, der hat in der Tabelle sogar schon gesehen, das eta_LB ist der Leuchtenbetriebs- wirkungsgrad. Der ist halt nur abhängig davon, welche Leuchte ich habe. In diesem Beispiel habe ich ja die Lamellenraster-Leuchte. Und die hat hier 82% Leuchtenbetriebswirkungsgrad. Jetzt setz ich das hier oben in die Formel ein. Dann sage ich 66% x 82% das ergibt einen Gesamtwirkungsgrad, den Beleuchtungswirkungsgrad, von 54%. Das kann ich jetzt endlich hier unten einmal einsetzen. Dann kann ich mir das ausrechnen. Habe ich 830 lx. Also ich bin jetzt hier bei der finalen Berechnung. Jetzt habe ich herausgefunden, wenn die Anlage neu ist, dann habe ich bei der Anzahl der Leuchtmittel und auf der Fläche mit dem Wirkungsgrad 830 lux. Also 830 Lumen Lichtstrom pro Quadratmeter. Wenn die Anlage alt ist, dann wie gesagt sind nur noch 67% übrig und das kann ich auch hier einsetzen. Also 830 lx mal 0,67 habe ich nur noch 556 lx.

Das ist jetzt die Frage- ist das genug? Müssen wir wieder in die Tabelle gucken. Also hier habe ich, auf der Seite 198, die folgende Tabelle. Da ist die mindest Beleuchtungsstärke wieder gegeben, die man in bestimmten Räumen braucht. Hier sind wir im Bereich Bildungsstätte also Ausbildungsstätte. Ursprünglich hatten wir einen hHörsaal. Ist aber jetzt gar nicht mehr relevant. Sondern der Raum soll jetzt ein Raum für technisches Zeichnen sein. In einem Raum für technisches Zeichnen, da muss es ganz schön hell sein, damit man da vernünftig arbeiten kann. Und zwar mindestens 750 lx. Das trage ich auch einmal hier ein. Der Prüfungsausschuss soll ja schließlich wissen, dass ich das nachgeguckt habe. Also E_soll währen 750 lx. Und hier seht Ihr schon das Zeichen. Der tatsächliche Wert, nach der angegebenen Zeit wäre leider kleiner als die 750 lux. Das heißt der Raum kann für das technische Zeichnen mit dem gegebenen Wartungsintervall nicht benutzt werden. Wenn er neu wäre könnte er wohl benutzt werden. Aber nachdem der Raum verschmutzt ist und die Leuchten schwächer geworden sind, dann kann er nicht mehr benutzt werden. Ok, also die richtige Antwort, da könnt Ihr auch noch eine Antwortsatz unten schreiben. Die richtige Antwort lautet: „in diesem Raum ist die Beleuchtungsstärke nach 3 Jahren zu klein und deshalb kann er für technisches Zeichnen nicht ohne weiteres benutzt werden“.

Wenn Ihr noch Fragen habt, zu dem Thema dann schreibt sie mir unten in die Kommentare. Falls du diesem Video noch keinen Daumen hoch gegeben hast, dann bitte jetzt einmal auf Daumen hoch. Und falls Du den Kanal noch gar nicht abonniert hast, was ich ja mal nicht hoffen will, dann bitte einmal den Kanal abonnieren. Damit Du kein Video mehr verpasst! Also ich sag mal Tschüss, bis nächsten Mittwoch!

Download Arbeitsblatt zur Aufgabe 006

Auch zu diesem Thema stelle ich ein kostenloses Aufgabenblatt zur Verfügung, das Du hier kostenlos herunterladen kannst:

Auch auf die Gefahr hin, dass ich mich wiederhole: Sportschau gucken gibt keine Muskeln! Deshalb musst Du selbst tätig werden und rechnen, anstatt nur zuzuschauen. Löse am besten zuerst selbständig die Aufgabe. Anschließend, oder sobald Du alleine wirklich nicht mehr weiter kommst, schau Dir mein Video an. Und jetzt: Ab an den Schreibtisch zum Rechnen! Möge Dir ein Licht aufgehen 🙂

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