Lichtdesign mit Sparpotential

November 2010

Vom Leuchtturm zum Standard

Lichtdesign mit Sparpotential

In der dunklen Jahreszeit sind ansprechende Informations- oder Werbedisplays in der Wahrnehmung überwiegend von verwendeten Leuchtmitteln abhängig. Werden bisher zum größten Teil Leuchtstoffröhren eingesetzt, ermöglichen neue LEDKonzepte eine energieeffiziente und kälteunempfindliche Beleuchtung.

Bild: Bach Museum Leipzig

Copyright © 2010 Umweltdienstleister. All Rights Reserved.

Herausgeber: IWP Wissenschaftsredaktion PF 67 02 28 10207 Berlin Redaktion: Uwe Manzke www.umweltdienstleister.de Bilder: apur.com GmbH

Lichtdesign mit Sparpotential In der dunklen Jahreszeit sind ansprechende Informations- oder Werbedisplays in der Wahrnehmung überwiegend von verwendeten Leuchtmitteln abhängig.

Werden bisher zum größten Teil Leuchtstoffröhren eingesetzt, ermöglichen neue LED-Lösungen eine energieeffiziente und kälteunempfindliche Beleuchtung.

Den größten Anteil an Betriebskosten für beleuchtete Werbedisplays gehen neben der Miete zu Lasten der Stromkosten für Leuchtmittel. Beleuchtete Werbeträger wie große Medienboards an Fassaden und Dächern oder leuchtende Displays innerhalb von Kaufhäusern oder Einkaufscentern unterliegen ebenso wie die Straßenbeleuchtung künftig der europäischen Energieeffizienzrichtlinie sowie Ökodesignanforderungen für Leuchtmittel und Vorschaltgeräte. Hersteller und Dienstleister arbeiten daher mit Hochdruck an neuen Konzepten zur Verbesserung von Leuchtstärke, Energieeffizienz und Wahrnehmbarkeit hintergrundbeleuchteter Displays.

Die Trends bei der Verwendung neuer LED-Leuchtsysteme unterliegen rasanten Technologiesprüngen.

Noch vor Jahren hauptsächlich für die Automobilbranche entwickelt und eingesetzt, hat sich heute die LED weitere Märkte bei der Innen-und Außenbeleuchtung erobert.

Aber auch in jedem Stadtbild oder auf Bahnhöfen hat man sich mittlerweile an Leucht-Displays gewöhnt. Bei genauerer Betrachtung in puncto Energieeffizienz und Design liegen hier jedoch noch ungenutzte Potentiale.

Ähnlich wie in der Fernsehproduktion wo die Bildröhre mittlerweile ausgedient hat und sich Flachbildschirme immer mehr etablieren, hat sich mit der LED eine komplett neue Technologie entwickelt, welche mit der herkömmlichen Beleuchtung überlegen ist . Wenn auch neueste Entwicklungen für die LED Straßenbeleuchtung lediglich als „Leuchtturmprojekte“ wahrgenommen werden, findet die LED mittlerweile in der Innenbeleuchtung und Werbebranche breite Verwendung. Neue Kombinationen und Design setzen Standards und ermöglichen Energieeinsparungen von bis zu 80% sowie eine gezieltere Lichtlenkung und gleichmäßigere Ausleuchtung unabhängig von der Bautiefe.

LED - Licht ist besonders gut für das Licht im Museum Bild: Kyffhäuser Museum Neue Rahmenlösungen ermöglichen Bautiefen zwischen 20-24 mm Da die LED Lichtflächen weder UV noch IR Strahlung erzeugen eignen sie sich besonders für den Einsatz in Museen. (Abb.1)

Die Flächenbeleuchtung wurde aus dem Bereich der Flachbildschirme auf großformatige LED-Lichtflächen übertragen und entsprechend modifiziert. Somit ist die Herstellung größerer Flächen und auch größerer Helligkeiten bei superflachen Ausführungen ( 6 – 8 mm Bautiefe ) möglich. Hierbei wird eine individuell berechnete Gravur auf eine Kunststoffplatte aufgebracht.

Dadurch entsteht eine berechnete Lichtverteilung innerhalb der Platte, die mit Hilfe von Reflektoren auf der Rückseite das Licht gleichmäßig über die gesamte Fläche verteilt.

Zur Erzeugung des Lichtes werden hochwertige und speziell ausgewählte SMD-LEDs zur Beleuchtung der Backlight-Folie eingesetzt. Der Vorteil dieser SMDBauform (Surface Mounted Device = oberflächenmontiertes Bauelement) liegt derzeit vorwiegend in der hohen Bandbreite an Lichtfarben und in ihrer effizienten Herstellung, welche durch sogenannte automatische Platinenherstellungsprozesse entwickelt werden. Bei diesen Ausführungen sind bereits Kühlkörper oder Wärmeableiter im Gehäuse eingearbeitet. So kann im Zusammenspiel mit einer optimierten Platinenkonstruktion und unter Verwendung von gegebenenfalls weiteren Kühlkörpern ein besseres Wärmemanagement zur Erhöhung der LED- Lebensdauer erreicht werden.

Qualitativ hochwertige LED können im Schnitt derzeit ca.

30.000 Betriebsstunden und unter optimalen Bedingungen sogar über 50.000h erreichen.

Forschung „Energieeffizienz bei beleuchteten Werbemedien kann besser sein.“ Die Herausforderung liegt in der Auswahl und der Anordnung der LED , der Optimierung der Gravurstruktur zur Lichtstreuung,der Auswahl des Reflektors, bis hin zur Wärmeableitung, leistungsfähigerer LED Displays.

Möbel werden Lichtspender

Der Einsatz der LED – Lichtflächen ist jedoch nicht auf die Bereiche Marketing und Werbung beschränkt. Es gibt Einsatzmöglichkeiten als superflache Flächenleuchte (Abb.1), als leuchtende Wandeinbauelemente oder als Leuchtfläche, die direkt in Möbel integriert sind. Künftig können dadurch auch Möbelhersteller für Küche, Bad, Zimmer und Büro profitieren und so neben Design auch eine erhellende Funktion übernehmen.

Trends nachgefragt: Welche Möglichkeiten haben digitale oder beleuchtete Medien bei der Energieeffizienz?

Frauke Müller, Leiterin Unternehmenskommunikation, Wall Aktiengesellschaft - setzt auf LCD (Liquid Crystal Display)

Hohe Helligkeit und flache Rahmen der LED Displays ermöglichen auch den Einsatz als individuelle Deckenbeleuchtung-nicht nur im Verkaufsraum

Auch wenn LED`s neben Energieeinsparung und freiem Design neue Applikationen ermöglichen, sind bei der Umsetzung und Entwicklung ingenieurtechnisches Fachwissen und handwerkliches Geschick gefordert. „Seit 1993 arbeiten wir auf dem Gebiet der Displaybeleuchtung. Seit 2004 beschäftigen wir uns mit der LED Technik. Das Ziel ist es, mit immer weniger Energie immer größere Flächen immer gleichmässiger und heller zu beleuchten“, erklärt Detlef Schulz Geschäftsführer der apur.com GmbH. Dabei soll die Lichtfläche superflach sein und natürlich noch schick aussehen.

Wir sehen beispielsweise den Trend nach eigenständiger Helligkeitssteuerung die sich nach Umgebungslicht richtet. Dabei werden langlebige Produkte gesucht die einen dauerhaften Medieneinsatz ermöglichen, so dass nicht schon nach zwei Jahren neue Mittel eingesetzt werden müssen. So spart man Ressourcen und Energie.

Wir sehen außerdem als Trend, dass digitale Medien nach Frequenz in Passagesituationen (z.B. an Bahnhöfen oder Flughäfen) gesteuert werden. Heißt, zu Tageszeiten, zu denen sehr wenig Menschen auf einem U-Bahnhof unterwegs sind (nachts), werden die digitalen Werbeträger abgeschaltet.

ZIM-KOOP „Derzeit arbeiten wir im ZIMSOLO Forschungsprojekt an der nächsten Generation effizienter LED - Lichtflächen. Die „Flat Light Displays“ (Bild rechts) bieten künftig entscheidende Vorteile wie beispielsweise eine noch höhere Energiekosteneinsparung von 50-80 % durch einen maximalen Energieeinsatz von 50 Watt je m² bei einer Leuchtkraft von mindestens 500 Candela pro m². Auch werden größere Leuchtflächen mit bis zu einer Abmessung von 1.800x 3.000 mm aus einem Stück künftig herstellbar sein“, beschreibt Schulz die Aussichten. http://www.apurcom.de

Das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM), gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, ist ein bundesweites technologieund branchenoffenes Programm zur Förderung des innovativen Mittelstands.

LED ermöglichen auch in kalter Jahreszeit eine gleichmäßige Ausleuchtung.

Durch Dimmung kann auf die Umgebungslichtsituation schnell reagiert werden.

Bei einer Größe von z.B. 500x500mm können Lichtstärken für bis über 3000cd/m² erreicht werden. Lichtfarben: Standard von 5000-7000K, Spezial 3000K-12000K

Gefördert werden Kooperationsprojekte (ZIM-KOOP) 3 Einzelprojekte (ZIM-SOLO) 3 und Netzwerkprojekte (ZIM-NEMO) 3 www.zim-bmwi.de