L70B50-Lebensdauer
Der Parameter L70 B50 ist eine der gebräuchlichsten Bezeichnungen für die Lebensdauer von professioneller LED-Beleuchtung und gleichzeitig eine der verwirrendsten für diejenigen, die nicht täglich mit diesem Thema zu tun haben. Es lohnt sich also, ihn einmal und gut zu erklären – in einer Sprache, die Investoren, Facility Manager und Installateure verstehen können, ohne dabei an technischer Präzision zu verlieren. Bei LED Line betrachten wir LxBy nicht als ein Marketing-Schlagwort, sondern als einen wichtigen Design-Indikator, den wir mit den Anforderungen der IEC/EN-Normen, der guten Industriepraxis, wie sie von LightingEurope beschrieben wird, und den europäischen Ökodesign-Anforderungen kombinieren. Dadurch wird sichergestellt, dass die in unseren Datenblättern angegebenen Parameter mit dem tatsächlichen Betrieb der Leuchten in den Anlagen übereinstimmen und den Planern eine sichere Grundlage für die Auswahl der Anzahl der Leuchten und die Planung der Wartung bieten.
Was genau bedeutet die Bezeichnung L70 B50? Der Buchstabe “L” bezieht sich auf die Wartung des Lichtstroms und die nachfolgende Zahl auf das Niveau dieser Wartung. L70 bedeutet, dass ein Teil der Leuchten (B50-50%) nach der angegebenen Zeit noch mindestens 70% des ursprünglichen Lichtstroms abgibt. Dieses “mindestens” ist hier wichtig: Wir sind von einem Grenzwert ausgegangen, unterhalb dessen wir von einer Verschlechterung des Nutzens sprechen, aber viele Leuchten werden immer noch stärker als 70 % leuchten. B” hingegen ist ein statistischer Indikator für den prozentualen Anteil der Menge, der unter den Schwellenwert L fallen wird. B50 ist der Median – nach der angegebenen Zeit wird die Hälfte der Population unter 70% Lichtstrom liegen und die Hälfte darüber. In der Praxis bedeutet die Angabe “L70 B50 = 50.000 h”, dass bei 50.000 Betriebsstunden unter den angegebenen Bedingungen (Standard-Umgebungstemperatur der Leuchte von 25 °C) mindestens 50 % der Exemplare einen Lichtstrom von 70 % oder mehr aufweisen. Der so definierte Parameter bezieht sich auf die so genannte allmähliche Degradation, die sich aus der natürlichen Alterung der Dioden und der optischen Materialien im Laufe der Zeit ergibt; er gilt nicht für plötzliche Ausfälle, die von der Industrie separat gemessen werden.
Warum B50 und nicht B10? Beide Werte sind in Industriematerialien anzutreffen. B10 bedeutet, dass nur 10 % der Bevölkerung nach einer bestimmten Zeit unter einen bestimmten L-Schwellenwert fallen, d. h. es handelt sich um eine statistisch “konservativere” Angabe. Dieser Unterschied wird jedoch manchmal überschätzt. Die tatsächlichen Degradationsverteilungskurven (Abb. 1) zeigen, dass bei langen Betriebszeiten – wie sie für professionelle Installationen heute typisch sind – die Abweichung zwischen B50 und B10 bei den Flusswerten angesichts der Messtoleranzen und der Variabilität der Umweltbedingungen gering ist. Mit anderen Worten, wenn wir zwei Leuchten mit ähnlicher Bauqualität und ähnlichen Betriebsbedingungen vergleichen, wird der Wechsel von B50 zu B10 die Berechnungen nicht grundlegend verändern. In der Planungspraxis lohnt es sich daher, sich in erster Linie auf den “L”-Wert und die Zeit, für die er angegeben wird, zu konzentrieren und den “B”-Indikator als Hilfsgröße zu behandeln – als Information über die Streuung der Grundgesamtheit, nicht über die Qualität einer einzelnen Einheit
Apropos “L”: Was ist der Unterschied zwischen L70, L80 und L90? Es handelt sich lediglich um den Grad der Aufrechterhaltung des Stroms. L80 bedeutet, dass eine Gruppe der Größe B nach einer bestimmten Zeit 80 % des ursprünglichen Flusses beibehalten hat – L90 bedeutet über 90 %. Aus der Sicht des Benutzers gilt: Je höher das “L”, desto geringer ist der Helligkeitsabfall im Laufe der Zeit und desto kleiner ist die Reserve (der so genannte Wartungsfaktor), die in der Berechnung benötigt wird, um die erforderliche Lichtstärke am Ende der Lebensdauer zu erreichen. In diesem Zusammenhang sind jedoch zwei Dinge zu beachten. Erstens bezieht sich “L” immer auf eine bestimmte Zeit und Bedingungen – eine Leuchte mit einer L90-Deklaration und einer Zeit von 35 000 h ist nicht unbedingt “langlebiger” als eine L70-Leuchte nach 100 000 h. Zweitens können die Unterschiede zwischen L80 und L90 bei Anwendungen, bei denen die realistische Lebensdauer der Anlage bei 50 000 bis 100 000 Stunden liegt, weniger geschäftsrelevant sein als z. B. die Wahl der richtigen Farbtemperatur, der Optik oder der Blendungsbegrenzung. Deshalb empfehlen wir, die Lx-Parameter immer im Zusammenhang mit dem realistischen Betriebsprofil und dem Wartungsplan der Anlage zu betrachten.
Hinter der Bezeichnung LxBy verbergen sich zwei weitere wichtige Ebenen, die oft übersehen werden. Die erste ist die Ebene, auf die sich die Erklärung bezieht: das LED-Modul oder die komplette Leuchte. Quellentests (LM-80-Berichte und TM-21-Extrapolationen) werden unter kontrollierten Temperaturbedingungen durchgeführt, normalerweise ohne das Leuchtengehäuse. Dies ist eine gute Grundlage für die Beurteilung der Qualität der LEDs selbst, aber in der fertigen Leuchte kommen konstruktive Faktoren ins Spiel: die tatsächliche Temperatur des LED-Übergangs im Gehäuse, das Wärmemanagement, der Einfluss der optischen Kammer und die Stromversorgung. Deshalb geben wir bei LED Line die LxBy-Parameter auf der Ebene der kompletten Leuchte an und geben in den Datenblättern deutlich an, für welche Umgebungstemperatur tq der Wert gilt. Auf diese Weise lassen sich die Leuchten “Äpfel mit Äpfeln” vergleichen, was sich in genaueren Berechnungen niederschlägt. Die zweite Ebene ist die Unterscheidung zwischen allmählicher Degradation (LxBy) und plötzlichem Ausfall. Während LxBy die langsame Degradation des Lichtstroms beschreibt, wird das Risiko eines plötzlichen Ausfalls – meist auf der Seite der Stromversorgung oder der Elektronik – separat durch den SF (Survival Factor) nach einem Dauertest beschrieben. Die EU-Ökodesign-Anforderungen schreiben einen Mindestprozentsatz an funktionierenden Quellen nach einem genau definierten Test vor; praktisch läuft dies auf den maximalen Prozentsatz an plötzlichen Ausfällen hinaus, den der Markt akzeptiert. Aus der Sicht des Nutzers ergänzen sich die beiden Informationen: Die eine sagt, wie schnell eine Leuchte an Helligkeit verliert, die andere, wie oft mit einzelnen Ausfällen zu rechnen ist.
Wie kann man nun den Datenblatt-Eintrag lesen und daraus Schlüsse für ein Projekt ziehen? Fangen wir mit der Temperatur an. LxBy-Angaben beziehen sich immer auf ein bestimmtes tq – wenn nicht anders angegeben, wird von 25°C ausgegangen. Viele Sport- und Industrieanlagen werden jedoch bei 30-40 °C und manchmal sogar darüber betrieben. Dieser Unterschied ist wichtig, weil die Materialalterung und thermische Ermüdung mit der Temperatur zunimmt. Als Nächstes betrachten wir die Zeit – vergleichen Sie keine “nackten” L80er mit L70ern, ohne die Betriebsstunden zu berücksichtigen. In einer typischen Halle, die 10 Stunden pro Tag und sechs Tage pro Woche genutzt wird, entsprechen 50 000 Stunden etwa 16 Jahren und 75 000 Stunden zwei Jahrzehnten. In einer 24/7-Anlage reduzieren sich diese Werte auf etwa sechs bzw. achteinhalb Jahre. Erst in diesem Zusammenhang wird deutlich, ob die Herstellerangabe für uns eine praktische Bedeutung hat oder nur formal ist.
Schließlich ist es wichtig, auf einen oft übersehenen, aber äußerst nützlichen Aspekt hinzuweisen: die Auswirkung des “L”-Wertes auf den Wartungsfaktor in der Berechnung und – folglich – auf die Anzahl der Leuchten, die erforderlich sind, um die normativen Anforderungen an die Raumbeleuchtung zu erfüllen. Ein höheres “L” für den gleichen Zeithorizont bedeutet ein kleineres “Sicherheitspolster” in der Planung. Im Profisport oder in Hochregallagern kann dies zu mehreren bis mehreren Prozent weniger Leuchten führen, ohne dass die Beleuchtungsqualität am Ende der Lebensdauer der Anlage beeinträchtigt wird, was die Anschaffungskosten (CapEx) direkt reduziert und die Wartung vereinfacht. Deshalb umfasst das Portfolio der LED-Linie neben einem breiten Angebot an Leuchten mit hohem Lichtstrom auch thermisch optimierte Ausführungen und Varianten mit Lichtstromreserve – so kann der Planer bewusst einen Teil der Reserve für weniger Lichtpunkte nutzen oder das Wartungsintervall verlängern. Dies ist immer eine unternehmerische Entscheidung, die auf dem Betriebsprofil des Gebäudes und den Anforderungen des Kunden basiert, und unsere Aufgabe ist es, eine verlässliche technische Grundlage zu liefern, nicht einen Slogan.
Lohnt es sich also immer, L90 gegenüber L80 oder L70 zu wählen? Darauf gibt es keine einheitliche Antwort. Die L90 ist manchmal wünschenswert für Anwendungen mit sehr hohen visuellen Anforderungen und langen Wartungsintervallen, aber in vielen Einrichtungen ist ein höherer Anfangslichtstrom, eine blendungsreduzierende Optik oder Farbstabilität lohnender – und eine richtig konzipierte L80-Leuchte mit vernünftigen Annahmen über die Betriebszeiten wird einen ebenso vorhersehbaren Nutzerkomfort bieten. Auch die Wahl von B10 anstelle von B50 ist nicht automatisch “sicherer”, wenn sie nicht durch eine Analyse der Umgebungsbedingungen und der Stromqualität gestützt wird. Aus diesem Grund fragen wir bei LED Line im Rahmen der Angebotserstellung immer nach dem realistischen Betriebsablauf, den Temperaturen, dem Staub, der Installationsmethode und den Standardanforderungen für den betreffenden Raum.
Aus der Sicht des Kunden ist die Vorhersehbarkeit das Wichtigste. Der Parameter L70 B50 – richtig verstanden und gelesen – bietet diese Vorhersagbarkeit. Er ermöglicht es abzuschätzen, wie sich die Helligkeit der Leuchten im Laufe der Zeit verändern wird, wie oft die Einstellungen des Steuerungssystems angepasst werden müssen und wann es sich lohnt, den Austausch von Komponenten oder Leuchten zu planen. Wenn man dann noch die gesetzlich vorgeschriebenen Dauertests und klare Angaben zur Referenztemperatur hinzunimmt, hat man einen Datensatz, der ausreicht, um eine Anlage bewusst für die nächsten Jahre zu planen. Das ist der Datensatz, den wir in der LED-Linie veröffentlichen, und wenn das Projekt weitergehende Analysen erfordert – zum Beispiel Varianten von L80 und L90 für unterschiedliche Betriebsprofile – erstellen wir Simulationen und Empfehlungen direkt für die betreffende Investition. Der gemeinsame Nenner bleibt ein faktenbasierter Ansatz: LxBy ist kein Selbstzweck, sondern ein Werkzeug, das in den Händen eines verantwortungsbewussten Herstellers und Planers zu geringeren Gesamtkosten, zur Sicherheit der Nutzer und zu einer gleichbleibenden Lichtqualität über die gesamte Lebensdauer der Anlage führt.
Norbert Chrzanowski
Technischer Direktor der LED-Linie
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