UBA empfiehlt Sicherheitsinfo auf der Verpackung Neue Messungen des Umweltbundesamtes (UBA) zeigen: Wer nach dem Zerbrechen einer Energiesparlampe sofort und gründlich lüftet, muss keine Gesundheitsrisiken durch Quecksilber befürchten. Diesen Sicherheitshinweis sollten die Hersteller allen Verpackungen beifügen, empfiehlt das UBA, dessen Präsident Jochen Flasbarth auch Nachholbedarf bei der Bruchsicherheit von Energiesparlampen sieht: „Splittergeschützte Modelle mit Plastik- oder Silikonmantel bieten schon heute Vorteile, da sie das sichere Aufräumen zerbrochener Lampen vereinfachen. Benötigt werden aber noch Lampen, aus denen das Quecksilber im Falle eines Bruches gar nicht erst austritt.“. Durch die neuen Messungen fand das UBA auch Hinweise, dass aus Energiesparlampen mit Amalgamtechnik deutlich weniger Quecksilber austritt, als aus solchen mit flüssigem Quecksilber. Den von der Europäischen Union (EU) beschlossenen Ausstieg aus der Glühbirnentechnik hält das UBA weiter für richtig, so Flasbarth: „Die bisherigen Glühlampen sind zu große Energieverschwender.“ Ab dem 1. September 2011 dürfen unter anderem Standardglühbirnen über 40 Watt, also auch die weit verbreitete 60-Watt-Birne, nicht mehr in den Handel gebracht werden. Das UBA hat bei vier neuwertigen Lampentypen die gesundheitlichen Risiken des Quecksilberdampfes nach Zerbrechen der Energiesparlampe untersucht. Versuche in einem Büroraum bestätigten eindeutig, dass schnelles und gründliches Lüften von 15 Minuten im Falle eines Bruches ausreichenden Schutz bietet. Danach können die Bruchreste bei weiter geöffnetem Fenster sachgerecht entsorgt werden. Ohne Lüften jedoch können gesundheitlich relevante Konzentrationen im Innenraum über mehrere Stunden auftreten und im ungünstigsten Falle bis zu zwei Tage andauern. Die untersuchten Produkte enthielten Quecksilber mit jeweils unterschiedlichen Anteilen von 1,5 bis 2 Milligramm (mg), dosiert als Flüssigquecksilber, Quecksilber-Eisen-Pille oder als Amalgam gebunden. Neuwertige Energiesparlampen mit Amalgam dampften bei den Versuchen des UBA deutlich weniger Quecksilber aus als Lampentypen mit anderer Quecksilbertechnik. Eine Studie des Bayerischen Landesamtes für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit bestätigt das. Das UBA untersuchte die Energiesparlampen auch auf ihre Bruchsicherheit. Das Ergebnis: Bisher ist keine Lampe vollständig bruchsicher; die handelsüblichen Schutzhüllen verhindern nicht, dass Quecksilber austreten kann. Energiesparlampen mit Splitterschutz, die etwa einen Silikonüberzug besitzen, brechen allerdings nicht so schnell. Außerdem sind sie besser gegen Zerbersten geschützt, so dass sich der Scherbenbruch bei diesen Lampen einfacher beseitigen lässt. Allerdings ist das Angebot splittergeschützter Lampen noch sehr begrenzt. Flasbarth appelliert deshalb an die Industrie, das Angebot an bruchsicheren Lampen weiter zu erhöhen: „Zerbrechen die Lampen, darf grundsätzlich kein Quecksilber austreten. Mit bruchsicheren Hüllen und Splitterschutz lässt sich das zum Beispiel erreichen.“ Auf längere Sicht empfiehlt das UBA, Lampen zu entwickeln, die ganz ohne Quecksilber auskommen; etwa die bereits im Handel erhältliche LED-Technik. Energiesparlampen sind ein Ersatz für Glühlampen. Diese können die neuen EU-Effizienzvorschriften (EG 244/2009) vielfach nicht erfüllen und werden deshalb nach und nach vom Markt genommen. Ab dem 1. September 2011 dürfen Standardglühlampen mit mehr als 40 Watt nicht mehr auf den Markt gelangen. Ab dem Herbst 2012 gilt dies auch für Lampen mit mehr als 10 Watt; Lampen mit weniger Watt, wie bei Weihnachtsbeleuchtung, sind weiter erlaubt. Die Verordnung soll helfen, den erheblichen Stromverbrauch durch Haushaltslampen von rund 112 Milliarden Kilowattstunden in der EU im Jahre 2007 zu senken. Im günstigsten Falle kann der Stromverbrauch bis zum Jahr 2020 um 39 Milliarden Kilowattstunden gesenkt werden - das entspricht der Jahresleistung von rund 10 Großkraftwerken (mit je 800 Megawatt Leistung).
EU-weite Regelung spart bis 2020 rund 15,5 Millionen Tonnen Kohlendioxid pro Jahr Die Bandbreite der Stromeffizienz bei Haushaltslampen ist groß. Der Einsatz effizienterer Lampen kann das Klima schützen und die Verbraucherinnen sowie Verbraucher können Geld sparen. Deshalb beschlossen am 8. Dezember 2008 die EU-Mitgliedstaaten auf Vorschlag der EU-Kommission Mindesteffizienzanforderungen an Haushaltslampen. Schrittweise sollen Lampen mit geringerer Effizienz vom Markt verschwinden. Dies bedeutet das Aus für die meisten Glühlampen. Mit den beschlossenen Maßnahmen wird der Stromverbrauch der Privathaushalte EU-weit bis 2020 um 39 Terawattstunden pro Jahr und damit um fünf Prozent sinken. Rund 15,5 Millionen Tonnen klimaschädlichen Kohlendioxides lassen sich so sparen. Der „Glühlampenausstieg” erfolgt in vier Stufen. Mit der ersten Stufe sollen ab dem 1. September 2009 alle matten Glühlampen sowie jegliche Glühlampen mit einer Leistung über 75 Watt nicht mehr zum Verkauf stehen. Bis September 2010 sollen Standardglühlampen - gemeint sind Glühlampen mit Standardkolben, E27-Sockel, Lebensdauer 1.000 Stunden und ohne Kryptonfüllung - mit mehr als 60 Watt vom Markt verschwunden sein. Bis September 2011 solche mit mehr als 40 Watt. Ab 1. September 2012 sollen schließlich keine Glühlampen mit mehr als 10 Watt erhältlich sein. Für Halogenglühlampen gilt: Ab dem Jahr 2016 sollen nur noch die effizienteren Versionen in den Regalen zu finden sein. Kompaktleuchtstofflampen - umgangssprachlich auch Energiesparlampen genannt - sind bereits deutlich effizienter als Halogen- und andere Glühlampen. Dennoch dürfen ab der ersten Stufe auch hier nur noch besonders effiziente Modelle verkauft werden. Als Ersatz für die herkömmliche Glühlampe stehen Kompaktleuchtstofflampen und effiziente Halogenlampen zur Verfügung. In den letzten Jahren ist die Bandbreite der angebotenen Formen und Fassungen von Kompaktleuchtstofflampen gewachsen. Der kommende Glühlampenausstieg dürfte die Entwicklung noch beschleunigen. „Verbraucherinnen und Verbraucher sind gut beraten, so früh wie möglich auf effiziente Lampen, vor allem die Kompaktleuchtstofflampen umzusteigen, denn neben dem klimaschädlichen Kohlendioxid lassen sich damit auch Stromkosten sparen”, rät Dr. Thomas Holzmann, Vizepräsident des Umweltbundesamtes ( UBA ). Die beschlossene Regelung umfasst auch Anforderungen an die Gebrauchseigenschaften der Lampen. Kompaktleuchtstofflampen beispielsweise müssen ab dem 1. September 2009 im Mittel mindestens 6.000 Stunden lang brennen können. Während der Lebensdauer sinkt bei allen Lampen der abgegebene Lichtstrom. Dafür setzt die Regelung Grenzen. Weitere Anforderungen betreffen die Anzahl der Schaltzyklen, die eine Lampe ohne Ausfall leisten muss, die Zeit, bis sie aufleuchtet sowie die Zeit, bis sie eine bestimmte Helligkeit erreicht. Für Kompaktleuchtstofflampen geringer Qualität bedeutet dies das Aus. Kompaktleuchtstofflampen enthalten, wie andere Leuchtstofflampen auch, Quecksilber, damit sie ihre Funktion erfüllen können. Quecksilber ist gesundheitsschädlich. Daher gehören diese Lampen, wenn sie ausgedient haben, nicht in den Hausmüll oder gar Glascontainer, sondern sind bei einer geeigneten Sammelstelle abzugeben. Nur dann kann Quecksilber getrennt erfasst und das Lampenglas verwertet werden. Die Rückgabe ist für Privatpersonen kostenlos. Die Rückgabepflicht ist aber leider nicht ausreichend bekannt. Außerdem sind die Rückgabemöglichkeiten häufig mit langen oder umständlichen Wegen verbunden. UBA-Vizepräsident Holzmann zieht daher die Schlussfolgerung: „Da die EU-Verordnung eine Marktverschiebung zugunsten der Kompaktleuchtstofflampen bringen wird, besteht dringender Handlungsbedarf, verbraucherfreundlichere Lösungen für ihre Rückgabe zu schaffen.” Für Elektrohandel und ‑handwerk biete die freiwillige Rücknahme und ordnungsgemäße Entsorgung ausgedienter Leuchtstofflampen, auch über kommunale Sammelstellen oder Herstellersysteme, die Chance für eine höhere Kundenbindung. Insbesondere für das Gewerbe stehen zahlreiche Rückgabestellen zur Verfügung. Informationen über Rückgabemöglichkeiten können bei der kommunalen Abfallberatung und teilweise auch im Fachhandel bezogen werden. Die EU hat ebenfalls beschlossen, dass Verbraucherinnen und Verbraucher besser informiert sein sollen. So müssen die Hersteller in Zukunft unter anderem den Quecksilbergehalt auf der Verpackung angeben. Die EU-Verordnung ist eine Durchführungsmaßnahme zur Energiebetriebene-Produkte-Richtlinie (Ökodesign-Richtlinie) und gilt direkt in allen Mitgliedstaaten. Das heißt, es ist keine Umsetzung in deutsches Recht notwendig.
Gemeinsame Presseinformation von Verbraucherzentrale Bundesverband und Umweltbundesamt Energiesparlampen sind in allen Belangen die bessere Wahl Die Energieexperten sind sich einig: Kosten- und Umweltbetrachtungen zeigen gute Gründe, von der Glühlampe Abschied zu nehmen. Einige sehen das anders und hamstern Glühlampen. Der Grund dafür dürfte auch in alten Vorurteilen gegen Energiesparlampen liegen. Stromsparexperten des Verbraucherzentrale Bundesverbandes und des Umweltbundesamtes räumen mit diesen Vorurteilen auf. Klar ist: Klassische Glühbirnen sind wahrlich keine Leuchten: Sie wandeln nur etwa fünf Prozent ihrer aufgenommenen Energie in Licht um. Besser sind moderne Energiesparlampen: Sie sparen Energie, halten länger und entlasten so die Haushaltskasse. Häufigste Kritik an den als „Energiesparlampen” bekannten Kompaktleuchtstofflampen: Sie bräuchten lange, bis sie hell werden, gäben kaltes Licht und gingen schnell kaputt. Tatsächlich wurde bei Qualitäts-Kompaktleuchtstofflampen die Aufhellzeit verkürzt. Bei der Lichtfarbe gibt es verschiedene Ausführungen: Warmweiß kommt dem Glühlampenlicht nahe. Und gute Kompaktleuchtstofflampen lassen sich 30.000 Mal an- und ausschalten, bevor sie kaputt gehen, so die Energieexperten. Auch die manchmal diskutierten Gesundheitsrisiken durch elektromagnetische Felder sind nicht belegt. Bei Kompaktleuchtstofflampen ist zwar die Herstellung aufwändiger als bei Glühlampen. Eine Studie im Auftrag der EG-Kommission zeigte aber: Berücksichtigt man den gesamten Lebensweg, schneiden die Kompaktleuchtstofflampen in der Bilanz für alle betrachteten Umweltwirkungen erheblich besser ab. Wichtig für die Verbraucherinnen und Verbraucher ist, nicht die billigste Lampe zu kaufen, sondern auf Qualität zu achten. Markenprodukte sind oft besser als Billig- oder „No Name”-Lampen. Gutes kostet etwas mehr, hält aber dafür länger und ist auf Dauer günstiger. Verbraucherinnen und Verbraucher können sich bei unabhängigen Stellen informieren. Das Heft 03/2008 der Stiftung Warentest etwa gibt Auskunft über Qualitätslampen. Mit der neuen EG-Verordnung zu Haushaltslampen sollen bis zum Jahr 2020 EG-weit etwa 39 Terawattstunden Energie im Verhältnis zum Trend gespart werden, so viel wie 11 Millionen Haushalte in einem Jahr verbrauchen. Durch die Umstellung auf Energiesparlampen können in der EU bis 2020 mehr als 15 Millionen Tonnen Kohlendioxid eingespart werden. Die Verordnung sorgt dafür, dass die ineffizienten herkömmlichen Glühlampen bis 2012 schrittweise aus den Regalen des Handels verschwinden. Sie stellt auch bei anderen Haushaltslampen Anforderungen an die Effizienz sowie an weitere Gebrauchseigenschaften wie die Lebensdauer. Die Anforderungen erfüllt neben einem Teil der Kompaktleuchtstofflampen auch ein Teil der Halogenglühlampen und der LED-Lampen. Minderwertige Lampen sollen so vom Markt verschwinden und die Qualität des Angebotes für die Verbraucherinnen und Verbraucher steigen. Glühlampen zu hamstern, ist also gar nicht nötig. Es belastet nur Umwelt und Haushaltskasse. Nicht überall reagieren die Verbraucherinnen und Verbraucher gleich. Während in Deutschland der Absatz von Glühlampen im ersten Quartal 2009 um 17 Prozent stieg, sank er nach Daten der Gesellschaft für Konsumforschung (GfK) in Frankreich um 8,6 Prozent, in Großbritannien um 22,5 Prozent und in den Niederlanden sogar um 34,5 Prozent. Berlin/Dessau-Roßlau, 29.07.2009
Für Haushaltslampen mit ungerichtetem und gerichtetem Licht wurde am 1. September 2013 ein neues EU-Energielabel mit Energieeffizienzklassen von E bis A++ eingeführt. Die bisher bekannte Kennzeichnung von A bis G entfällt. Die oberste Klasse spaltet sich auf in A, A+ und A++. Lampen mit gerichtetem Licht wie z. B. Reflektorlampen fielen bisher nicht unter die Kennzeichnungspflicht. Für sehr effiziente Lampen wie z.B. Leuchtdioden und Energiesparlampen können nun auch die Klassen A+ und A++ vergeben werden.
Das Aus für die Glühbirne ist mit einer Entscheidung der EU-Kommission vom Mittwoch endgültig besiegelt. Die Europäische Kommission hat zwei Ökodesign-Verordnungen zur Verbesserung der Energieeffizienz von Haushaltslampen sowie Produkten zur Beleuchtung von Büros, Straßen und Industrieanlagen angenommen. Durch die beiden Verordnungen werden Anforderungen an die Energieeffizienz festgelegt, die bis 2020 zu Energieeinsparungen von nahezu 80 TWh sowie zu einer Verringerung der CO2-Emissionen um jährlich 32 Mio. t führen werden. Die ineffizienten Glühbirnen werden zwischen 2009 und 2012 schrittweise durch bessere Alternativen ersetzt.
Die Europäische Kommission hat am 18. März 2009 auf Grundlage der Richtlinie für energiebetriebene Produkte („Ökodesign-Richtlinie“) eine Verordnung zur Verbesserung der Energieeffizienz von Haushaltslampen verabschiedet. Die in der Verordnung enthaltenen Mindestanforderungen werden zu einem schrittweisen Verkaufsverbot herkömmlicher Glühlampen zugunsten energieeffizienterer Lampen führen. Informationen, welche Lampen zu welchem Zeitpunkt von der Regelung betroffen sind, hat das Umweltbundesamt (UBA) in einer ausführlichen Informationsschrift zusammengestellt. An das Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) sind im Zusammenhang mit der beschlossenen Neuregelung wiederholt Fragen zu möglichen gesundheitlichen Auswirkungen der Emissionen so genannter „Energiesparlampen“ herangetragen worden. Unter der umgangssprachlichen Bezeichnung „Energiesparlampen“ werden Kompaktleuchtstofflampen mit einem integrierten elektronischen Vorschaltgerät verstanden (siehe hierzu auch Anhang Technik). Darüber hinaus existieren verschiedene andere Lampentypen, die im Vergleich zu herkömmlichen Glühlampen ebenfalls als energieeffizient eingestuft werden können, auf die hier aber nur am Rande eingegangen wird. Die im Zusammenhang mit möglichen gesundheitlichen Wirkungen auftretenden Fragen beziehen sich auf die von den Lampen hervorgerufenen elektrischen und magnetischen Felder, auf etwaige Emissionen von UV-Strahlung sowie auf das erzeugte Lichtspektrum. Im Folgenden werden die dem BfS vorliegenden Informationen zu den jeweiligen Themenkomplexen zusammengefasst und auf Grundlage wissenschaftlicher Erkenntnisse bewertet.
Energieeffiziente Produkte Neue Geräte nutzen Strom effizienter. Der Stromverbrauch aller Haushalte sank 2022 gegenüber 2008 um 0,2 %. Vor allem durch die Standards der Energieeffizienz, festgelegt in der Ökodesign-Richtlinie, konnte eine Trendwende eingeleitet werden. Dabei helfen EU-Energielabel und der „Blaue Engel“ den Verbraucherinnen und Verbrauchern, effiziente Geräte zu erkennen. Stromverbrauch der Haushalte Der Stromverbrauch der Haushalte in Deutschland betrug im Jahr 2022 rund 139 Milliarden Kilowattstunden oder 139 Terawattstunden. Dies entspricht 29,1 % des gesamten Stromverbrauchs. Allerdings ist der Verbrauch seit 2008 trotz Effizienzsteigerung der Geräte auf etwa konstantem Niveau, was auf eine steigende Gerätezahl und -größe, aber auch auf eine steigende Pro-Kopf-Wohnfläche und eine gestiegene Bevölkerungszahl zurückgeführt wird. Große Geräte wie Kühl- und Gefriergeräte, Geschirrspül- und Waschmaschinen machen nach wie vor einen sehr hohen Anteil aus, wie auch der Stromverbrauch für Raumwärme und Warmwasser (siehe Abb. „Stromverbrauch der Haushalte nach Anwendungsbereichen im Jahr 2022“). Effizientere Produkte Viele große Haushaltsgeräte sind im Vergleich zu den 90-er Jahren deutlich effizienter. So verbrauchten Geschirrspülmaschinen im Jahr 1990 im Schnitt 490 Kilowattstunden (kWh) pro Jahr. Die effizientesten neuen Geräte liegen bei einem Stromverbrauch von unter 135 kWh pro Jahr. Für einige Produktgruppen bestehen dabei besonders große Unterschiede. So benötigen bei den Wäschetrocknern Spitzengeräte der Energieeffizienzklasse "A+++" weniger als 30 % der Energie von Geräten der schlechtesten verfügbaren Klasse "C". Geräte mit einer Kapazität von 7 kg weisen in der Klasse C einen jährlichen Energieverbrauch von 526 kWh auf, während es für dieselbe Gerätegröße auch A+++ Modelle mit einem Verbrauch von nur 138 kWh pro Jahr gibt. Mit dem Kauf des effizienteren Gerätes kann man bei einem Strompreis von 37,14 ct/kWh pro Jahr über 140 € Stromkosten sparen. Die Abbildung „Entwicklung des Stromverbrauchs der Haushalte nach Anwendungsbereichen“ zeigen die Effizienzverbesserung der einzelnen Anwendungsbereiche über den Zeitraum von 2008 bis 2022. Dabei ist zu berücksichtigen, dass in den Daten auch Änderungen im Gerätebestand enthalten sind. Maßnahmen der Politik: Ökodesign Maßgeblich zu der oben beschriebenen Entwicklung haben die unter der Ökodesign-Richtlinie erlassenen Effizienzanforderungen beigetragen. Bis Anfang 2022 hatte die Europäische Union knapp 30 solcher Verordnungen verabschiedet, die die Effizienz der betroffenen strombetriebenen Produkte erhöhen. Einige Beispiele: Büro- und Haushaltsgeräte dürfen seit dem 7. Januar 2013 im Bereitschafts- oder Auszustand nicht mehr als eine halbe Wattstunde oder bei Informations- oder Statusanzeige nicht mehr als eine Wattstunde verbrauchen. Auch für Fernsehgeräte, Computer, Haushaltslampen, Motoren und Heizungsumwälzpumpen gibt es Effizienzanforderungen. Alle Heizgeräte, welche feste Brennstoffe, Gas, Öl oder Strom für Ihren Betrieb benötigen, werden ebenfalls durch die Ökodesign-Richtlinie geregelt. Die Verordnungen werden im Schnitt alle fünf Jahre überprüft und an die technischen Entwicklungen angepasst. Dabei werden schnelllebige Produktgruppen in kürzeren Abständen überarbeitet, während die Produktgruppen, in welchen keine Technologiesprünge zu erwarten sind, in größeren Intervallen überarbeitet werden. Das EU-Energielabel Verbraucherinnen und Verbraucher können das EU-Energielabel bzw. die Energieverbrauchskennzeichnung als eine Orientierungshilfe beim Einkauf nutzen. Die Europäische Union (EU) hat diese Kennzeichnung des Energieverbrauchs in den 90-er Jahren eingeführt und immer wieder um neue Produktgruppen erweitert. Die Kennzeichnung informiert über den Energieverbrauch der Produkte anhand der Energieeffizienzklassen je nach Produktgruppe derzeit von A+++ bis G. Die EU erhofft sich, dass aufgrund des Labels keine neuen Energiefresser mehr in die Haushalte kommen. Mit der Revision der Richtlinie zur Energieverbrauchskennzeichnung ist eine Rückführung der Skala auf die Effizienzklassen A bis G vorgesehen. Der Umsetzungszeitraum ist produktabhängig, die ersten Produkte wurden 2021 wieder in einer A bis G Skala gekennzeichnet. Diese Verbrauchskennzeichnung wird regelmäßig erneuert. Anfang 2020 gibt es sie für 17 Produktgruppen: Kühl- und Gefriergeräte sowie deren Kombinationen, gewerbliche Kühllagerschränke, Elektrobacköfen, Geschirrspülmaschinen, Dunstabzugshauben, Waschmaschinen, Wäschetrockner, Waschtrockenautomaten, Lampen, Fernsehgeräte und Displays, Heizkessel und Warmwasserbereiter, Festbrennstoffkessel, Einzelraumheizgeräte, Raumklimageräte, PKW und -Reifen. Auch der Blaue Engel hilft Eine Entscheidungshilfe beim Kauf elektrischer und elektronischer Geräte bietet auch der Blaue Engel. Er zeichnet Produkte aus, die nach umfassender und lebenswegbezogener Betrachtung besonders umweltfreundlich und effizient sind und zugleich hohe Ansprüche an den Gesundheits- und Arbeitsschutz sowie die Gebrauchstauglichkeit erfüllen. Mit dem Blauen Engel sind auch besonders energiesparende und klimafreundliche Produkte gekennzeichnet, um Verbraucherinnen und Verbrauchern auch hier eine gute Orientierung beim Kauf zu liefern.
LEDs und andere künstliche Lichtquellen Auf künstliche Lichtquellen - seien es Energiesparlampen (Kompaktleuchtstofflampen), Halogenlampen, Glühlampen oder LEDs (Licht emittierende Dioden) – möchte im Alltag wohl niemand verzichten. "Mach doch mal das Licht an" Wir legen einen Schalter um oder drücken auf einen Knopf und schon ist es da, das Licht, das unsere Wohn- und Arbeitswelten erhellt. Aber wie funktioniert das? Glühlampen und Halogenlampen Glühlampen und Halogenlampen sind sogenannte Temperaturstrahler. Licht entsteht, indem ein Metalldraht erhitzt und zum Glühen gebracht wird. Der größte Teil der zugeführten Energie geht dabei allerdings als Wärme verloren. Das macht diesen Lampentyp ineffizient. Leuchtstofflampen Leuchtstofflampen gibt es in Röhrenform (Leuchtstoffröhre) oder sozusagen "aufgewickelt" als Kompaktleuchtstofflampe (Energiesparlampe). Wird die Lampe angeschaltet, wird ein darin befindliches Gas angeregt. Bei dieser Anregung entsteht UV -Strahlung. An der Innenseite des Lampenrohres aufgebrachte Leuchtstoffe machen dann aus der energiereichen UV -Strahlung energieärmeres, sichtbares, "weißes" Licht. Licht emittierende Dioden (LEDs) LEDs sind vergleichsweise neu auf dem Markt. Nicht zuletzt aufgrund der Anforderungen an die Energieeffizienz und wegen ihrer vielseitigen Verwendbarkeit nimmt ihr Marktanteil zu. LEDs sind kleine Halbleiter-Bauelemente. Da sie grundsätzlich nahezu einfarbiges (also z.B. blaues, gelbes, rotes) Licht abgeben, muss man Tricks anwenden, um weißes Licht zu erzeugen, das sich aus einem Gemisch verschiedener Wellenlängen zusammensetzt. 1. Photolumineszenz Über einer blauen LED wird eine dünne Schicht aus Phosphorverbindungen aufgetragen. Das energiereiche blaue Licht der LED regt die Phosphorschicht zum Leuchten an. Ein Teil des blauen Lichts wird dabei in energieärmeres Licht mit größeren Wellenlängen ( z.B. Gelb) umgewandelt. Das entstehende Gemisch aus verschiedenen Wellenlängen wird als weißes Licht wahrgenommen. Je nach Art und Dosierung der Phosphorverbindungen kann der verbleibende Anteil des von einer LED abgestrahlten blauen Lichts größer oder kleiner sein. Bei Lampen der Allgemeinbeleuchtung ist Photolumineszenz die übliche Methode zur Erzeugung von Weißlicht. 2. Additive Farbmischung In diesem Fall entsteht weißes Licht durch die Kombination von einfarbigen roten, grünen und blauen LEDs. Durch gezielte Ansteuerung der einzelnen LEDs kann neben weißem Licht auch farbiges Licht erzeugt werden. Dieses Verfahren wird zum Beispiel bei Fernsehern angewendet, bei denen LEDs zur Bilddarstellung und zur Hintergrundbeleuchtung eingesetzt werden oder bei Bühnenbeleuchtung. Für Massenprodukte wie Haushaltslampen ist es nicht üblich. Spektren künstlicher Lichtquellen Das Spektrum einer Lichtquelle zeigt, welche Anteile die verschiedenen Farben (Wellenlängen) am abgestrahlten "weißen" Licht haben, beispielsweise wie hoch der Anteil von energiereichem violettem und blauem Licht ist. Wie Wellenlänge und Farbe zusammenhängen, ist in dem Artikel Was versteht man unter sichtbarem Licht? dargestellt. Gegenüberstellung der Spektren unterschiedlicher Lampen mit gleicher Farbtemperatur 2700 Kelvin = warmweiß. LED (farbig hinterlegt), Glühlampe (graue Linie), Kompaktleuchtstofflampe (gestrichelte schwarze Linie). Die Spektren künstlicher Lichtquellen unterscheiden sich deutlich. Bei Temperaturstrahlern wie der Glühlampe ist das Spektrum wie bei der Sonne kontinuierlich, steigt allerdings ins Langwellige, d.h. nach Rot an. Bei Leuchtstofflampen ist das Spektrum dagegen nicht kontinuierlich, sondern durch schmale Spektralbänder gekennzeichnet. Wie diese „Zacken“ aussehen, hängt von den jeweils verwendeten Leuchtstoffen ab (siehe Abbildung 1). Die Vielfalt der LEDs spiegelt sich in den Spektren wider. Der Blaulichtanteil von LEDs kann höher oder niedriger sein (siehe Abbildung 2). Abb. 2 Spektren handelsüblicher LED-Lampen für die Allgemein-beleuchtung mit unterschiedlichen Farbtemperaturen. 2700 K (Warmweiß, farbig unterlegt), 3000 K (Warmweiß), 4000 K (Neutralweiß) und 6000 K (Tageslichtweiß, auch „Kaltweiß“ genannt). Quelle: BfS Grundsätzlich gilt: Je höher die Farbtemperatur in Kelvin (K), desto höher der Blaulichtanteil. Wer den Blaulichtanteil niedriger halten möchte, kann eine Lampe mit warmweißem Licht wählen (siehe Empfehlungen für gute Beleuchtung ). Informationen zu den Wirkungen von Blaulicht und weiteren Wirkungen von sichtbarem Licht finden Sie in dem Artikel Wirkungen des Lichts . Sicherheit von Lampen und Lampensystemen Die photobiologische Sicherheit von Lampen und Lampensystemen liegt in der Verantwortung der Hersteller. Bei der Beurteilung der Sicherheit ziehen die Hersteller in der Regel einschlägige Normen heran. Betrachtet werden dabei nicht nur Wirkungen des sichtbaren Lichts, sondern auch mögliche Risiken durch UV -Strahlung oder Wärmestrahlung (Infrarot). Weitere Informationen zur photobiologischen Sicherheit von Lampen und Lampensystemen sowie zur Einordnung in Risikogruppen finden Sie in dem Artikel Schutz bei sichtbarem Licht . Lichtflimmern ("Flicker") Eine Eigenschaft künstlicher Lichtquellen, die als unangenehm empfunden werden kann, ist das "Lichtflimmern". Darunter versteht man Schwankungen der Helligkeit des Lichts. Die Hauptursache dieser Schwankungen liegt darin, dass künstliche Lichtquellen mit Wechselstrom betrieben werden. Ändert sich die Stromstärke, wie das bei Wechselstrom mit einer Frequenz von 50 Hz der Fall ist, ändert sich die Helligkeit 100 mal pro Sekunde. Anders als Glühlampen reagieren Kompaktleuchtstofflampen und LEDs schnell auf diese Stromstärkeschwankungen. was sich als Flimmern bemerkbar machen kann. Das Flimmern kann bis maximal 100 Hz bewusst wahrgenommen werden. Oberhalb dieser Frequenz kann das Auge die Helligkeitsänderungen nicht mehr auflösen und das Licht wird als gleichmäßig wahrgenommen. Allerdings gibt es auch Berichte über Beschwerden wie Kopf- oder Augenschmerzen oberhalb dieser sogenannten Flimmerverschmelzungsfrequenz. Um Flimmern zu vermeiden, muss mit Hilfe eines Vorschaltgerätes dafür gesorgt werden, dass die Lichtquelle für einen kurzen Zeitraum konstant mit Strom versorgt wird. Wie gut das gelingt, ist nicht zuletzt eine Qualitätsfrage. Weitere Informationen dazu finden Sie in dem Artikel Lichtflimmern und Stroboskopeffekte - allgemein: Temporal Light Artefacts (TLA) Stand: 19.03.2024
Lichtflimmern und Stroboskopeffekte – allgemein: Temporal Light Artefacts (TLA) Als " Temporal Light Artefacts " (TLA) bezeichnet man Wahrnehmungen, die auf zeitlichen Schwankungen der Helligkeit (der Leuchtdichte) oder der spektralen Verteilung von Licht beruhen. Dazu gehören "Lichtflimmern" ("Flicker") und sogenannte Stroboskopeffekte. Bei Lampen der Allgemeinbeleuchtung steht "Lichtflimmern" im Vordergrund Diese Form der Lichtmodulation ist vor allem darin begründet, dass Lichtquellen mit Wechselstrom und nicht mit Gleichstrom betrieben werden. Ändert der Strom seine Stärke, wie es bei Wechselstrom mit einer Frequenz von 50 Hz der Fall ist, ändert sich die Helligkeit (als lichttechnische Größe ausgedrückt: die Leuchtdichte) 100 mal pro Sekunde (= Flimmerfrequenz 100 Hz ). Das ist prinzipiell auch bei der Glühlampe der Fall. Allerdings reagiert der Glühdraht so langsam mit Abkühlung und Erwärmung, dass kein Flimmern wahrgenommen wird. Sowohl Leuchtstofflampen als auch LEDs reagieren hingegen schnell auf Strom- oder Spannungsschwankungen. Um bei LEDs Flimmern zu vermeiden, muss die Lichtquelle über einen kurzen Zeitraum weiterhin konstant mit Strom versorgt werden, auch wenn die Eingangsspannung abfällt. Ob das gelingt, hängt von der Güte des Vorschaltgerätes ab, ist also letztlich eine Qualitätsfrage. Auch beim Dimmen von LEDs kann Flimmern entstehen. Zur Regulierung der Helligkeit wird häufig das vergleichsweise kostengünstige Verfahren der Pulsweitenmodulation (PWM) eingesetzt. Dabei wird die Helligkeit der LED dadurch verändert, dass sie – vereinfacht ausgedrückt – schnell an- und ausgeschaltet wird. Je schneller das geschieht, desto unwahrscheinlicher ist es, dass Flimmern wahrgenommen wird. Leider gibt es keine belastbare Methode, um vor dem Kauf einer Lichtquelle festzustellen, ob sie unter den Bedingungen, unter denen sie letztlich verwendet wird, flimmert. Zusätzliche Informationen zum jeweiligen Produkt müssten gegebenenfalls beim Hersteller eingeholt werden. Wahrnehmung Das menschliche Auge kann, wenn die Frequenz niedrig genug und die Veränderung groß genug ist, Schwankungen der Lichtintensität visuell als Flimmern bewusst wahrnehmen. Erhöht sich die Flimmer- Frequenz , kann das Auge diese Veränderungen nicht mehr auflösen und nimmt die Strahlung als kontinuierlich wahr. Allerdings hängt diese sogenannte " Flimmerverschmelzungsfrequenz " (FVF) von verschiedenen Faktoren ab, so dass keine für alle Lichtquellen und alle Personengruppen einheitliche FVF definiert werden kann: Bei niedriger Lichtintensität, wenn als Sehrezeptoren nur die Stäbchen angeregt werden, liegt die FVF in der Regel bei nur etwa 25 Hz , bei höheren Lichtintensitäten, wenn auch die Zapfen beteiligt sind, bei bis zu 100 Hz (nach anderen Angaben bis zu 90-95 Hz ). Auch die Stärke der Helligkeitsschwankungen sowie die Flächenverteilung des Lichts auf der Netzhaut spielen dabei eine Rolle. Da der Anteil der sichtbaren Strahlung, der die Netzhaut erreicht, von der Durchlässigkeit der vorderen Augenmedien, insbesondere der Linse abhängt, wird die Empfindlichkeit auch von Faktoren wie dem Alter des Betrachters beeinflusst. Generell können jüngere Menschen höhere Flimmer-Frequenzen auflösen – d.h. visuell als "Flimmern" der Lichtquelle wahrnehmen - als ältere. Biologische Wirkungen Bei visuell wahrgenommenem Flimmern, aber auch oberhalb der Flimmerverschmelzungsfrequenz, werden Beschwerden wie Kopf- und Augenschmerzen oder verminderte visuelle Leistungsfähigkeit berichtet. Bis zu welcher Frequenz solche Wirkungen auftreten können und wie häufig sie sind, ist nicht abschließend geklärt. Bei der Vergabegrundlage des "Blauen Engels" für Haushaltslampen (RAL-ZU 151) wurde die Anforderung festgelegt, dass die Helligkeit im Frequenzbereich bis 200 Hz bei einer mit dem "Blauen Engel" ausgezeichneten Lampe um nicht mehr als 15 % nach oben oder unten schwanken darf. Betrachtet man die Schwere gesundheitsrelevanter Auswirkungen von "Lichtflimmern" oder Stroboskopeffekten, muss das Risiko für Anfälle bei Menschen mit speziellen Formen der Epilepsie bedacht werden, bei denen Lichtreize als Auslöser wirken können (photosensitive Epilepsie). Am ehesten scheinen derartige Anfälle von Frequenzen um 15-25 Hz ausgelöst werden zu können, d.h. weit unterhalb der bei Lampen auftretenden Flimmerfrequenzen. Von dieser Form der Epilepsie sind nur wenige Menschen betroffen, die zudem in der Regel um ihr Risiko wissen. Regelungen Abgesehen von zwei Normen zur Vermeidung von Stroboskopeffekten bei der Beleuchtung von Arbeitsplätzen existieren derzeit keine harmonisierten Normen zur Vermeidung oder Minimierung von TLA. Das Thema wird allerdings sowohl von Leuchtmittelherstellern als auch von nationalen und internationalen Gremien diskutiert, die sich mit der Qualität von Allgemeinbeleuchtung befassen. Allerdings enthält die EU -Verordnung 2019/2020 zur Festlegung von Ökodesign-Anforderungen an Lichtquellen (mit Änderungsverordnung 2021/341/EU, Anhang IV ) erstmals Anforderungen, die Flimmern und Stroboskopeffekte bei LED -Lichtquellen, die direkt mit Strom aus dem öffentlichen Stromnetz betrieben werden können, begrenzen sollen. Die Anforderungen gelten seit dem 01.09.2021 . Leuchtmittelhersteller sind zudem verpflichtet, ihre auf dem Markt befindlichen Produkte in einer EU weiten Datenbank, der European Product Database for Energy Labelling (EPREL) zu registrieren. Über einen QR-Code auf der Verpackung können die Verbraucherinnen und Verbraucher künftig zusätzliche Produktinformationen, darunter die Werte zu Flimmern und Stroboskopeffekten, abrufen. Fachgespräch Das BfS führte im März 2021 das Fachgespräch " Temporal Light Artefacts " durch. Unter anderem wurde über Messmethoden, Wirkungen, rechtliche Regelungen und Ansätze zur Minimierung diskutiert. Das Protokoll des Fachgesprächs steht zum Download zur Verfügung. Stand: 14.03.2024