Dies gilt nicht nur bei Neubauten, sondern auch bei Sanierungen in Bestandsanlagen. Einen wesentlichen Impuls für das Renovierungsgeschäft geben zudem anstehende Lampenverbote von weit verbreiteten Lichtquellen. Hier eröffnet sich ein hochinteressantes Geschäftsfeld für den Elektroinstallateur.
Die rasche Markttransformation hin zu LED darf heutzutage als abgeschlossen angesehen werden. Der wesentliche Treiber für die Abkehr von herkömmlichen Lichtquellen war ein exorbitanter Quantensprung bei den Einsparmöglichkeiten an elektrischer Energie mit einer entsprechend einhergehenden Betriebskostensenkung. In der Regel lassen sich Einsparungen von 50 % erzielen – bzw. in Verbindung mit Lichtmanagement sogar 80 %. Demzufolge ist LED im gewerblichen, industriellen und kommunalen Bereich mittlerweile Standard. Technologisch bestehen damit die Voraussetzungen für weitere Innovationen.
Ein Beispiel dafür sind digitale Services. Systemkomponenten von Beleuchtungsanlagen mit LED sind in der Lage, Betriebsdaten auszugeben. So ist es möglich, die Energieverbräuche zu überwachen, analysieren und optimieren. Auf Basis der ausgegebenen Daten lassen sich auch Wartungsbedarfe vorausschauend erkennen und Wartungszyklen an die Anlagennutzung anpassen. Das verschafft Perspektiven für das Elektrohandwerk, um einmal ausgeführte Anlagen anschließend im Sinne des Kunden intelligent weiter betreuen zu können (Bild 2).
Weitere Chancen liegen darin, dass Leuchten auch Aufgaben übernehmen können, die über die eigentliche Beleuchtung hinausgehen. Die per se überall vorhandenen Leuchten können gut als Träger für Sensoren dienen, um zum Beispiel in Verkaufsgeschäften den Personenfüllstand zu messen, auszuwerten und z.B. die Personalsteuerung an die Besucherfrequenz anzupassen. Auch in der Außenbeleuchtung können Zusatznutzen generiert werden. Sensoren in Leuchten und Leuchtenmasten können bei der Parkplatzsuche helfen, WLAN-Antennen einen drahtlosen Internetzugang bereitstellen oder Ladeeinrichtungen als »Tankstelle« für E-Bikes und Elektroautos dienen. All diese Möglichkeiten machen gerade auch Sanierungen noch einmal interessanter.
Handwerksunternehmen, die die Möglichkeiten moderner Beleuchtungssysteme erkennen und das für die Planung und Errichtung notwendige Know-how erwerben, stellen sich zukunftssicher auf. Im Sanierungsgeschäft hat das Elektrohandwerk exzellente Akquisitionsmöglichkeiten, denn der Elektroinstallateur ist die fachkompetente Schnittstelle zum Betreiber von Beleuchtungsanlagen. Aufgrund der Kenntnis über die Bestandsanlage kann etwaiger Erneuerungsbedarf ins Gespräch gebracht werden. Und passend zu den individuellen Kundenbedürfnissen können die richtigen Sanierungsvorschläge erfolgen.
Individuelle Beratung, Planung nach dem Stand der Technik und korrekte Errichtung sind die Erfolgsfaktoren im Sanierungsprozess. Im Folgenden sollen einige Hinweise bei kleineren und mittleren Projekten gegeben werden.
Gründe für eine Beleuchtungssanierung
Für die Erneuerung einer Beleuchtungsanlage kann es zahlreiche Gründe geben. Im Folgenden sollen drei wichtige Punkte angesprochen werden, bei denen der Elektroinstallateur besonders gut seine Fachexpertise einbringen kann.
Versorgungssicherheit mit Ersatzlampen
Bereits bei Glühlampen oder Quecksilberdampfhochdrucklampen führte deren unzureichende Lichtausbeute in der Vergangenheit zu Verboten. Mit der Ökodesignrichtlinie vom 5.12.2019 wurden nun die Anforderungen nochmals verschärft. Wichtig für alle gewerblichen Kunden des Handwerks: Ab 1.9.2023 dürfen lineare T8-Leuchtstofflampen nicht mehr in Verkehr gebracht werden – also Leuchtstofflampen mit 26 mm Glasdurchmesser in den Längen 600 mm, 1200 mm und 1500 mm. Zahlreiche Beleuchtungsanlagen in Industrie, Handel und Gewerbe sind hiervon betroffen. Des Weiteren gilt ab dann ein Verbot von Halogenlampen mit den Sockeln G9, G4 und GY6,35, die z.B. im Restaurant- und Hotelbereich zahlreich eingesetzt wurden.
Zuwarten ist angesichts des nahenden Verbotstermins nicht angeraten. Die anstehenden Lampenverbote gehören in jedes künftige Beratungsgespräch, damit ein planvolles Vorgehen für den Umgang mit der Situation zeitig abgestimmt werden kann.
Wartungsaufwand
Beauftragt der Kunde eine Wartung, darf unterstellt werden, dass er gewisse Unzulänglichkeiten bei der Beleuchtung bereits erkannt hat. Statt eines vorschnellen bloßen Lampenwechsels lohnt es sich zunächst zu prüfen, ob das System noch zukunftsfähig ist. Folgende Fragen stellen sich:
- Ist die Anlage in elektrischer, mechanischer und thermischer Hinsicht überhaupt noch sicher?
- Sind Materialien – insbesondere Kunststoffe – bedenklich gealtert?
- Sind Kompaktleuchtstofflampen noch korrekt im optischen System fixiert?
- Dringen wegen gealterter Dichtungen und Leitungsdurchführen Stäube und Feuchtigkeit ins Leuchteninnere ein?
- Sind Ersatzteile noch verfügbar?
- Zunehmend bereiten elektronische Vorschaltgeräte für Leuchtstofflampen Sorgen, die ihre Lebensdauer überschritten haben und nun nach und nach ausfallen.
Beschwerden der Nutzer
Immer dann, wenn Nutzer ihre Unzufriedenheit mit der Beleuchtung äußern, ist sofortiger Handlungsbedarf gegeben. Die Gründe sind vielfältig, und deshalb gilt es dann, alle lichttechnischen Gütemerkmale systematisch in den Blick zu nehmen. Bedauerlicherweise können in Einzelfällen auch neuere LED-Anlagen betroffen sein, bei denen qualitativ unzureichende Leuchten eingesetzt wurden oder bei denen Planungs- oder Errichtungsfehler unterlaufen sind.
Die fachlichen Anforderungen an einen Prüfer hat die deutsche gesetzliche Unfallversicherung im DGUV-Grundsatz 315-201 (Fachkundige Person für die Überprüfung und Beurteilung der Beleuchtung von Arbeitsstätten) definiert. Der Grundsatz kann kostenfrei von der Webseite der DGUV heruntergeladen werden.
Die geforderte Fachkunde kann in Seminaren an lichttechnischen Bildungseinrichtungen erworben werden. Der exakt definierte Lehrstoff umfasst 16 Lehrstunden. Für alle Unternehmen im Elektrohandwerk, die sich noch intensiver dem Sanierungsgeschäft widmen möchten, ist diese Fortbildung mit Erwerb eines DGUV-Zertifikats anzuraten.
Stand der Technik: Lichtemittierende Dioden (LED)
Während vor zehn Jahren die Technologie-Entscheidung noch nicht in jedem Anwendungsfall zugunsten von LED ausfiel, so sind heute praktisch alle Betriebseigenschaften derart optimiert, dass die Halbleiterlichtquelle in jedem Fall die bessere Wahl darstellt. In der Kundenberatung haben in der Regel die folgenden drei LED-Eigenschaften besondere Relevanz:
Effizienz
Der wesentliche Hebel zur Senkung von Betriebskosten liegt in der höheren Lichtausbeute der LED. Diese Größe beschreibt quasi im Sinne eines Wirkungsgrades den abgegebenen Lichtstrom im Verhältnis zur aufgenommenen elektrischen Leistung. Während beispielsweise Leuchtstofflampen in ihrer effizientesten Ausführung als T5-Leuchtstofflampen auf ca. 105 lm/W kommen, liegen LED-Module heutzutage bei bis zu 210 lm/W. LED-Leuchten selber liefern einen weiteren, eigenen Effizienzbeitrag. Bei praktisch jedem LED-Beleuchtungssystem lässt sich das Licht der LED-Module weitaus verlustfreier aus dem optischen System lenken als das noch bei Optiken für herkömmliche Leuchtmittel der Fall war. Resultat sind äußerst hohe Lichtausbeuten für die gesamte LED-Leuchte. Bei Geräteträgern für Lichtbandsysteme sind das z. B. exzellente Werte von 175 lm/W.
Lebensdauer
Auch bei der Lebensdauer übertrumpfen LED alle bisherigen Lichtquellen. So reduziert sich bei einer Vielzahl marktüblicher LED-Systeme der Anfangslichtstrom um 20 % erst nach 50 000 h. Für besondere Anwendungen wie hohe Industriehallen gibt es zum Beispiel auch Lebensdauern von 70 000 h bei ebenfalls 20 % Lichtstromabfall. Altanlagen mit stabförmigen Leuchtstofflampen und induktiven Vorschaltgeräten zeigen dagegen einen Lichtstromabfall um 20 % bereits nach etwa 16 000 h. Die hohe LED-Lebensdauer führt daher zu deutlich längeren Wartungsintervallen, was wiederum Wartungskosten reduziert und Betriebsstörungen vermeidet, die beim Auswechseln herkömmlicher Lichtquellen regelmäßig entstehen.
Schalthäufigkeit und Lichtstromentwicklung
Manch gut gemeinter Einsatz von Bewegungsmeldern hat bei herkömmlichen Lichtquellen in der Vergangenheit zu Problemen geführt. Beispielsweise bei Leuchtstofflampen – insbesondere im induktiven Betrieb oder bei EVG-Betrieb mit unzureichender Elektrodenvorheizung – zeigen sich frühe Funktionsausfälle bei häufigem Schalten. Auch die langsame Lichtstromentwicklung prädestiniert herkömmliche Lichtquellen nicht gerade für Sensorsteuerungen. LED sind dagegen bei häufigem Schalten völlig unkritisch. Da wo es Sinn macht, können ohne Bedenken heutzutage LED-Beleuchtungsanlagen über Präsenzmelder gesteuert werden. Zu solchen Anwendungsfällen zählen beispielsweise Flure, Läger oder Verladerampen.
Aspekte bei der Leuchtenauswahl
LED-Systeme sind heutzutage in jedem Fall die richtige Technologieentscheidung, doch zuverlässige Arbeitsweise und Sicherheit werden nur dann sichergestellt, wenn man die Angaben der Leuchtenhersteller bei Planung und Ausführung beachtet. Hier ist der Elektroinstallateur in besonderer Verantwortung.
Anwendungskonforme Lebensdauer
Der Lichtstrom von LED-Leuchten nimmt im Laufe der Zeit ab (Degradation). Demzufolge wird eine Bemessungslebensdauer (Lx) definiert, die durch das Unterschreiten eines zuvor festgelegten Mindestlichtstroms »x [%]« beschrieben wird. Beispiel: 50 000 h, L80. Entsprechende Angaben finden sich in den Unterlagen der Leuchtenhersteller (Bild 3).
Bei der Produktauswahl ist darauf zu achten, dass die Lebensdauer des Gesamtsystems (z.B. unter Einbeziehung der Betriebsgeräte) zu den typischen Gesamtbetriebsstunden des Anwendungsfalls passt. Detailliere Informationen zur Lebensdauer finden sich in der dritten Ausgabe des ZVEI-Leitfadens »Planungssicherheit in der LED-Beleuchtung.« Er kann im Servicebereich unter www.licht.de heruntergeladen werden.
Umgebungstemperaturen
Die Umgebungstemperatur beeinflusst das Betriebsverhalten einer Leuchte. Gerade bei LED-Leuchten ist dies von hoher Wichtigkeit. Der Wert ta legt die Bemessungsumgebungstemperatur (im Betrieb darf der Wert kurzzeitig um 10K überschritten werden) fest, bei der die Leuchte unter Einhaltung aller sicherheitsrelevanten Parameter betrieben werden sollte. Bei einem Wert von ta = 25°C ist keine Angabe auf der Leuchte bzw. in den Leuchtendokumentationen erforderlich.
Bei gewissen Anwendungen, z. B. in Küchen, Backstuben oder bestimmten Produktionshallen, kann man jedoch nicht pauschal eine Umgebungstemperatur von 25 °C unterstellen. In diesen Fällen müssen Leuchten zum Einsatz kommen, die der Hersteller für die dort anzutreffenden Umgebungstemperaturen freigegeben hat. Der zulässige Temperaturwert findet sich auf dem Leuchtentypschild und in den Produktdokumentationen.
Bei der Errichtung ist Sorge dafür zu tragen, dass die Abfuhr von Beleuchtungswärme sichergestellt ist. So darf man Einbauleuchten und Downlights nicht mit Wärmedämmmaterial abdecken, wenn dies vom Hersteller nicht freigegeben wurde. Ein Warnzeichen (Bild 4) weist dann darauf hin.
Umrüstung auf LED-Lampen (Retrofits)
Die einfachste Form der Sanierung besteht in der Umrüstung einer Bestandsanlage auf LED-Lampen, sogenannten Retrofits. Bei gewerblichen Anlagen ist das oft gleichbedeutend mit dem Austausch der vorhandenen Leuchtstofflampen gegen LED-Röhren. Altanlagen können so mit wenig Aufwand von LED-Vorteilen profitieren. Um Problemen bei solchen Maßnahmen vorzubeugen, sollten sachkundige Elektroinstallateure vorab licht- und elektrotechnische Prüfungen durchführen. Einige Checks davon sind im Folgenden aufgeführt.
Check: Lichtstrom
Zunächst ist zu prüfen, ob der Lichtstrom der LED-Retrofits mindestens dem der verwendeten Leuchtstofflampen entspricht (Tabelle 1). Geringere Lichtströme führen zu entsprechend geringeren Beleuchtungsstärken. Dies kann dazu führen, dass die in den Regeln für Arbeitsstätten vorgeschriebenen Beleuchtungsstärken nicht erreicht werden. Die Anlage ist dann nicht mehr konform zur Arbeitsstättenverordnung.
Check: Lichtverteilung
Nicht immer haben Retrofits eine zu Leuchtstofflampen vergleichbare gleichmäßige 360°-Lichtverteilung. Dies kann dazu führen, dass die in der Altleuchte vorhandene Optik ihre Aufgaben nicht oder nicht mehr vollumfänglich erfüllen kann. Die Lichtstärkeverteilung der Leuchte weicht dann vom ursprünglichen Zustand ab, was zu Ungleichmäßigkeiten bei der Beleuchtungsstärkeverteilung im Raum führen kann. Es empfiehlt sich, einen Musterraum oder Hallenteilbereich umzurüsten und dort lichttechnische Messungen und Akzeptanzbefragungen bei den Nutzern durchzuführen.
Check: Elektrotechnik
Retrofits kann man nicht grundsätzlich gleichermaßen an allen Vorschaltgerätetypen einsetzen. Oftmals sind sie entweder nur für induktive oder nur für elektronische Vorschaltgeräte konzipiert. Die richtige Kombination muss in der Praxis sichergestellt werden können. Dies gilt insbesondere bei gemischten Anlagen in einer Liegenschaft. Tandemschaltungen (wie bei den Leuchten für 18-W-Lampen häufig üblich), Dimmen und der Betrieb an Gleichspannung sind meist nicht möglich.
Check: Haftung
Die meisten Hersteller von Leuchten in der Bestandsanlage haben andere Bestückungen ausgeschlossen als die, die auf dem Typschild spezifiziert sind. Es wird darauf hingewiesen, dass Sicherheitszeichen der Leuchte von Drittstellen erlöschen, z. B. ENEC oder VDE. Dies gilt ebenso für die Produkthaftung durch den Leuchtenhersteller.
Leuchtentausch 1:1
Ein besserer Sanierungsansatz ist der Austausch von Altleuchten gegen LED-Leuchten im Verhältnis 1:1. Als Resultat erhält man eine Beleuchtungsanlage nach dem Stand der Technik mit allen LED-Vorteilen. Sinnvoll sind LED-Leuchten mit Drittstellenzertifizierung: Eine neutrale Prüfinstitution bescheinigt die elektrische, thermische und mechanische Sicherheit gemäß EN 60598. Die Leuchten tragen dann das VDE- oder ENEC-Zeichen. Der Elektroinstallateur ist in diesen Fällen von eigenen Prüfungen zur Produktsicherheit befreit.
Der besondere Vorteil bei einem 1:1-Tausch besteht darin, dass man meistens Einbauöffnungen und Leitungsauslässe beibehalten kann. Die Montage dauert dann im Rahmen einer kurzen Betriebsunterbrechung nur wenige Stunden (Bild 5).
Aber auch beim 1:1-Tausch ist das Fachwissen des Elektroinstallateurs erforderlich. Dies gilt besonders bei der Leuchtenauswahl und der licht- und elektrotechnischen Überprüfung im Vorfeld. Die ausgewählten LED-Leuchten sollten annähernd die gleiche Lichtverteilung aufweisen wie die Altleuchten. Ebenso ist darauf zu achten, dass die neuen Leuchten mindestens den gleichen Lichtstrom aufweisen wie die Altleuchten. Für die Bestandanlage ergibt sich dieser Wert aus dem Gesamtlichtstrom der bislang pro Leuchte eingesetzten Lampen multipliziert mit dem Wirkungsgrad der Leuchte. Zur Sicherheit sollte eine lichttechnische Berechnung erfolgen, die die Erfüllung der genormten Gütemerkmale belegt. Außerdem sollte man darauf achten, dass der Hersteller die ausgewählte LED-Leuchte für die im Raum herrschende Umgebungstemperatur, die Netzspannung und Frequenz freigegeben hat. Bei besonderen Umgebungsbedingungen, z. B. durch Schwefel- und Ammoniak-Dämpfe, ist Rücksprache mit den Herstellern erforderlich.
Es kann sinnvoll sein, die neue Beleuchtungsanlage so auszuführen, dass höhere Beleuchtungsstärken als die momentan genormten Mindestwerte realisiert werden. Dies empfiehlt sich z. B. dann, wenn ältere Nutzer einen höheren Lichtbedarf haben. Es sind dann LED-Leuchten mit höheren Lichtströmen, aber weiterhin normgemäßer Entblendung auszuwählen. Die Beleuchtungsanlage wird zweckmäßigerweise dimmbar ausgeführt, damit sich Nutzer die Beleuchtungsstärke entsprechend ihrem individuellen Lichtbedarf flexibel einstellen können. In der Regel sind bei einem 1:1-Tausch keine Steuerleitungen vorhanden. Für diese Fälle bieten Leuchtenhersteller drahtlose Funklösungen an.
Neuplanung
Smarte Beleuchtungssysteme unterstützen Digitalkonzepte wie New Work, Industrie 4.0 oder Smart City. Bei Sanierungen führen in der Regel nur komplette Neuplanungen zu Lichtlösungen, die auf diese neuen Arbeitswelten zugeschnitten sind. Beispielhaft seien im folgenden Büros genannt.
Digitalisierung, aber auch demografischer Wandel, Individualität und Work-Life-Balance verändern moderne Arbeitsstrukturen im Büro. Projektarbeit, Vernetzung und informelle Kommunikation prägen verstärkt den Büroalltag und benötigen neue Arbeits- und Raumkonzepte. Damit steigen auch die Anforderungen an die Bürobeleuchtung. Dynamisches und individuelles Licht ist ein entscheidender Faktor für produktives Arbeiten und motivierte Mitarbeiter – sowohl für klassische Bürowelten, als auch für die flexiblen New-Work-Konzepte.
Dem Planer stehen mittlerweile unterschiedliche Lösungsansätze zur Verfügung: Die klassische Allgemeinbeleuchtung mit Anbau-, Einbau- oder Hängeleuchten schafft nahezu an jedem Ort im Raum gute Sehbedingungen. Alternativ können auch Arbeitszonenleuchten als deckengebundene Hängeleuchten oder ortsveränderliche Standleuchten infrage kommen. Sie beleuchten vorrangig den Arbeitsbereich und liefern über ihre Indirektanteile das notwendige Grundlicht in die Arbeitsumgebung.
Verglichen mit klassischer Allgemeinbeleuchtung sind Arbeitszonenleuchten meistens die effizientere Alternative. Innovative direkt-indirekt strahlende Tischleuchten folgen lichttechnisch dem Prinzip der Arbeitszonenstandleuchten. Mit einer neuartigen Lichttechnik verhindern sie störende Blendung beim Blick von oben in die Leuchte. Bei variablen Tischen ist die Beleuchtungsstärkeverteilung im Arbeitsbereich mit diesen Systemen unabhängig von der Höheneinstellung (Bild 6).
Ein Maximum an Lichtqualität ist dann sichergestellt, wenn Beleuchtungssysteme circadian ausgeführt sind. Prinzipiell ist das mit allen drei genannten Beleuchtungskonzepten realisierbar. Beleuchtungsstärke und Lichtfarbe ändern sich dann analog zum Tageslicht. Dies führt zu einer Stabilisierung des Tag-Nacht-Rhythmus des Menschen. Stimmung, Wohlbefinden und Leistungsbereitschaft werden dadurch positiv beeinflusst.
Know-how-Erwerb
Wer als Meisterbetrieb im Elektrohandwerk kompetent in das Sanierungsgeschäft einsteigen möchte, muss neue Lichtlösungen beraten, planen, verkaufen und errichten können. Die entsprechenden Anforderungen an die Qualifikation sind in den Normen DIN 67517 (Innenbeleuchtung) bzw. DIN 67518 (Außenbeleuchtung) beschrieben. Ein in diesem Sinne DIN-geprüfter Lichttechniker verfügt über ein umfassendes Wissen im Bereich Licht- und Beleuchtungstechnik und kann dieses sachgemäß für die Planung und den Betrieb von Innenbeleuchtungsanlagen anwenden (Bild 7).
Grundlage der Zertifizierung ist eine Prüfung (Online-Test) zum Nachweis der fachlichen Kenntnisse und Fähigkeiten. Das erworbene Zertifikat ist ein exzellentes Instrument, um die Qualifikation des Elektroinstallateurs gegenüber dem Markt und den Kunden glaubwürdig zu belegen. Für eine optimale Prüfungsvorbereitung bieten spezialisierte Akademien Schulungsreihen an, in dem die erforderlichen Fachkenntnisse für die Zertifizierungsprüfung(en) vermittelt werden.
