Zu viele Leuchten verschwenden Energie und erzeugen Blendung; Zu wenig davon hinterlässt dunkle Ecken und belastet die Augen. Dieser Leitfaden führt Sie durch die Zonal-Cavity-Methode – den gleichen Ansatz, den Lichtdesigner verwenden – damit Sie die Anzahl und Abstände der Leuchten für jeden Raumtyp zuverlässig berechnen können.

Wie sich Fußkerzen auf die Anzahl der Spielpaarungen übertragen lassen

Fußkerzen messen, wie viel Licht auf eine Oberfläche fällt – die Arbeitsebene, normalerweise 30 Zoll über dem Boden. Unterschiedliche Aufgaben erfordern unterschiedliche Beleuchtungsstärken. Die IES (Illuminating Engineering Society) empfiehlt 30–50 fc für allgemeine Büroarbeiten, 50–75 fc für Küchentheken und Detailaufgaben, 10–20 fc für Wohnzimmer und Flure und 50–100 fc für Werkstätten und Zeichenbereiche.

Um ein Foot-Candle-Ziel in eine Geräteanzahl umzuwandeln, benötigen Sie drei zusätzliche Zahlen: die Fläche des Raums, die Lumenleistung des Geräts, das Sie verwenden möchten, und zwei Korrekturfaktoren – der Nutzungskoeffizient (CU) und der Lichtverlustfaktor (LLF). Die CU gibt an, wie viel der Leistung des Geräts tatsächlich die Arbeitsebene erreicht, nachdem sie von Wänden und Decke absorbiert wurde. Der LLF berücksichtigt die Tatsache, dass Leuchten mit der Zeit schwächer werden. Wenn Sie die erforderliche Gesamtlumenzahl durch die Nennleistung des Geräts dividieren und aufrunden, erhalten Sie die Anzahl der Geräte.

Verständnis des Raumhohlraumverhältnisses und des Nutzungskoeffizienten

Das Room Cavity Ratio (RCR) quantifiziert die Raumform in Bezug auf die Beleuchtung. Ein hoher, schmaler Raum hat einen hohen RCR, da im Verhältnis zur Bodenfläche eine große Wandfläche vorhanden ist und das in Richtung der Wände reflektierte Licht absorbiert wird, anstatt die Bodenfläche zu erreichen. Ein niedriger, breiter Raum hat einen niedrigen RCR und nutzt das Licht effizienter. Die RCR-Formel lautet: 5 × Montagehöhe × (Länge + Breite) / (Länge × Breite).

Der CU wird aus einer vom Hersteller der Vorrichtung bereitgestellten photometrischen Tabelle abgelesen. Für einen gegebenen RCR hängt der CU vom Reflexionsgrad der Decke, der Wände und des Bodens ab – hellweiße Oberflächen haben einen hohen Reflexionsgrad (80 %, 50 %, 20 %) und einen höheren CU; Dunkle Oberflächen absorbieren mehr Licht und reduzieren CU. Die meisten Wohn- und Gewerbeflächen liegen im Bereich von 0,40–0,65 CU. Wenn Sie die richtige CU aus den photometrischen Daten Ihrer spezifischen Vorrichtung verwenden, erhalten Sie die genaueste Anzahl der Vorrichtungen; Der Standardwert von 0,45 in diesem Rechner ist eine konservative Schätzung, die für den vorläufigen Entwurf geeignet ist.

Leuchtenabstände für gleichmäßige Ausleuchtung

Selbst bei der richtigen Anzahl an Geräten führt eine schlechte Platzierung zu hellen Flecken unter jedem Gerät und dunklen Zonen dazwischen. Die Standard-Faustregel für Einbau-Downlights besteht darin, den Abstand zwischen den Leuchten auf nicht mehr als das 1,5-fache der Deckenhöhe zu begrenzen: Bei einer Deckenhöhe von 9 Fuß sollten die Leuchten nicht mehr als 13,5 Fuß voneinander entfernt sein. In der Praxis ist ein Abstand von 4 bis 6 Fuß für eine gleichmäßige Wohnraumbeleuchtung üblicher.

Die erste Leuchtenreihe sollte um die Hälfte des Abstands von der Wand versetzt sein. Wenn die Leuchten einen Abstand von 4 Fuß haben, platzieren Sie die erste Reihe 2 Fuß von der Wand entfernt. Dadurch entsteht eine ausgewogene Verteilung über den gesamten Boden anstelle einer hellen Mitte und eines dunklen Randes. Für die Arbeitsbeleuchtung in der Küche liefern zusätzliche Unterschrankleuchten 50–100 fc direkt auf der Arbeitsfläche, ohne auf Deckenbefestigungen angewiesen zu sein, sodass die Deckenanordnung eher für allgemeines Umgebungslicht als für maximale Arbeitsbeleuchtungsstärke ausgelegt werden kann.

Schaltungsdimensionierung und Code-Anforderungen

Der NEC 210.19(A)(1) verlangt, dass Stromkreise, die für Dauerlasten verwendet werden – definiert als Lasten, die 3 oder mehr Stunden lang unter Spannung stehen –, nicht mehr als 80 % der Leistungsschalternennleistung belastet werden dürfen. Bei einem 15-Ampere-Stromkreis bei 120 Volt beträgt die maximale Dauerbelastung 1.440 Watt; für einen 20-Ampere-Stromkreis 1.920 Watt. LED-Leuchten verbrauchen viel weniger Strom, als ihre Lumenleistung vermuten lässt: Eine 6-Zoll-LED-Leuchte mit 1.200 Lumen verbraucht normalerweise nur 12–18 Watt, was bedeutet, dass ein einzelner 15-Ampere-Stromkreis 80–120 solcher Leuchten verarbeiten kann.

In der Praxis sind Beleuchtungsschaltkreise durch die Anzahl der Leuchten begrenzt, die bequem über einen einzigen Schalter gesteuert werden können, und nicht durch die Wattzahl. In den meisten Wohnräumen wird für die Allgemeinbeleuchtung ein 15-Ampere- oder 20-Ampere-Stromkreis pro Raum verwendet. Außenbeleuchtung, Landschaftsbeleuchtung und große Gewerbeflächen erfordern möglicherweise spezielle Stromkreise. Vergleichen Sie vor dem Kauf von Materialien immer die endgültige Anzahl Ihrer Geräte mit der in den Ergebnissen angezeigten Stromkreiskapazität.

Lichtverlustfaktor und Langzeitleistung

Der in diesem Rechner verwendete Lichtverlustfaktor (LLF) von 0,80 ist ein konservativer Standardwert, der den Lumenverlust mit zunehmender Alterung der LEDs, die Ansammlung von Staub und Schmutz auf Reflektoroberflächen und geringfügige Spannungsschwankungen berücksichtigt. Über 50.000 Betriebsstunden – etwa 25 Jahre bei 6 Stunden pro Tag – behält eine hochwertige LED-Leuchte typischerweise 70–80 % ihrer ursprünglichen Leistung, was dem Standardwert von 0,80 entspricht.

Sie können den LLF an Ihre Bedingungen anpassen. Für einen Reinraum, ein Labor oder ein neu eingerichtetes Büro mit regelmäßiger Wartung verwenden Sie 0,85, um die Anzahl der Vorrichtungen leicht zu reduzieren. Verwenden Sie in einer Garage, einem Geschäft oder einer anderen staubigen Umgebung, in der die Geräte jahrelang ohne Reinigung auskommen, 0,70, um während des gesamten Wartungsintervalls für ausreichende Lichtverhältnisse zu sorgen. Eine niedrigere LLF bedeutet, dass der Rechner im Voraus mehr Leuchten angibt – das Design überstrahlt den Raum im Neuzustand absichtlich und die Lichtstärke ist akzeptabel, wenn er alt und schmutzig ist.