Hintergrund von Makrodetail einer transparenten LED im blauen Ti
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01.11.2018 Kurzinformation 576 0

Die Leuchtengrundnorm: Norm für Allgemeine Anforderungen und Prüfungen für Leuchten überarbeitet

Seitdem Thomas Edison eine der ersten nutzbaren Glühlampen im Jahr 1878 patentieren ließ, ist viel Zeit ins Land gezogen. Doch seit dieser Erfindung vor 140 Jahren hat keine andere Lichtquelle den Lichtmarkt so nachhaltig revolutioniert wie die LED.

Für den Leuchtenhersteller ist das Leben mit der LED-Technik allerdings nicht einfacher geworden. Im Gegenteil: Die LED-Technik ist sehr komplex und stellt neue Herausforderungen an den Leuchtenhersteller. Die Tranformation der "alten Technik", z. B. von der auswechselbaren, robusten Leuchtstofflampe zu aktuell hochspezialisierten LED-Komponenten, bedeutet ein Umdenken in Entwicklung und Produktion.

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Roman Ott
Zuständiges Gremium
Deckblatt DIN EN 60598-1 (VDE 0711-1):2018-09

Deckblatt DIN EN 60598-1 (VDE 0711-1):2018-09

| DIN

LED-Technik verändert den Leuchtenmarkt und ist Treiber für die Leuchten-Normung

Der Leuchtenmarkt hat sich durch den Einsatz der LED-Technik stark verändert. Inzwischen kann jeder Metallbauer LED-Technik kaufen und verbauen und wird auf diese Weise zum Leuchtenhersteller. Auch umgekehrt ist es so; vermehrt werden Hersteller von LED-Halbleiter-Komponenten zum Leuchtenhersteller. Die LED-Technik erfordert es, bestehende Normen für Lichtquellen, Betriebsgeräte und Leuchten zu überprüfen und an die Belange der LED anzupassen oder von Grund auf neu zu erstellen.

DIN EN 60598-1 (VDE 0711-1):2018-09 ist eine harmonisierte Norm im Rahmen der Niederspannungsrichtlinie und dient dem Leuchtenhersteller als Basis für seine Leuchtenentwicklung, Prüfung und Kennzeichnung. Sie legt die allgemeinen Anforderungen und Prüfungen zur Sicherheit von Leuchten fest. Im Wesentlichen wird durch die Norm die elektrische-, thermische- und mechanische Sicherheit betrachtet.

Bei DIN EN 60598-1 (VDE 0711-1) handelt sich dabei um ein lebendes Werk, das ursprünglich auf einer VDE-Vorschrift aus dem Jahr 1943 zurückgeht. Über die letzten Jahrzehnte wurden kontinuierlich inhaltliche Änderungen vorgenommen, um dem Fortschreiten der Technik und den Anforderungen neuer Lichtquellen gerecht werden zu können. Durch die sich derzeit rasch entwickelnde LED-Technik ist die Zeitspanne zur Umsetzung erforderlicher Änderungen an der Norm allerdings noch einmal wesentlich kürzer geworden. Dieser Änderungsbedarf soll folgend an dem "Thermomanagement" einer Leuchte aufgezeigt werden.

Lichtleistung, Lichtausbeute und Temperatur bestimmen die Lebensdauer einer LED-Leuchte

Wird über neue Leuchtquellen nachgedacht, so ändert sich unter anderem auch der Wärmehaushalt der Leuchte. Strahlt die klassische Glühlampe die Wärme (95% der aufgenommen Energie) nach allen Seiten ab, ist dies bei einem LED-Modul hingegen nicht der Fall. Ein LED-Modul leitet die Wärme üblicherweise nach hinten über einen Kühlkörper ab und strahlt daher nur sehr wenig Wärme nach vorne in Lichtrichtung ab. Aufgrund des komplexen Aufbaus einer LED-Leuchte können dann schnell die Temperaturen im Inneren der Leuchte sehr kritisch werden. LED-Module, Betriebsgeräte und evtl. vorhandene Steuerkomponenten sind temperaturempfindliche, elektronische Bauteile deren Temperaturverhalten überprüft werden muss, um einen sicheren Betrieb mit langer Lebensdauer zu gewährleisten.

Triple Constraint: Lichtleistung, Lichtausbeute und Temperatur/Lebensdauer

Triple Constraint: Lichtleistung, Lichtausbeute und Temperatur/Lebensdauer

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DIN EN 60598-1 (VDE 0711-1):2018-09 hilft hier weiter und bietet die Grundlage für die Anforderungen an das Thermomanagement und die sicherheitsrelevanten Prüfungen. Unter Hauptabschnitt 12 ("Prüfung der Dauerhaftigkeit und der Erwärmung") werden die entsprechenden Grenzwerte und Prüfungen beschrieben. Bei Nichtbeachtung bestehen Risiken, die zur Überhitzung der Leuchte führen können, mit der Folge, dass die Lebensdauer der LED-Lichtquelle und anderer elektronischer Bauteile signifikant sinkt. Ist die LED-Lichtquelle fest in der Leuchte verbaut, ist damit auch die Lebensdauer der LED-Leuchte betroffen und es kommt zum frühen Totalausfall.

Für Leuchtenhersteller gilt es, den optimalen Arbeitspunkt einer LED-Leuchte zu finden, der in dreifacher Abhängigkeit steht: Eine geringe Wärmeentwicklung (=hohe Lebensdauer) bei gleichzeitig hoher Lichtleistung (lm) und bestmöglicher Lichtausbeute (lm/W).

Zwar ist die Welt der Leuchtenhersteller mit zunehmender Entwicklung der LED-Technik deutlich komplexer geworden, was aber viele Vorteile mit sich bringt: LED-Leuchten sind sehr effektiv und energieeffizient. Nie war es komfortabler, LED-Leuchten zu steuern: Lichtfarben auswählen, zeitgesteuert dimmen, intelligent vernetzen – ganz einfach, mit dem Smartphone und mittlerweile sogar per Sprachsteuerung. Von privaten Wohnräumen über öffentliche Beleuchtung bis hin zu Veranstaltungen – all diese Bereiche lassen sich durch die LED-Technik heutzutage deutlich besser und einfacher in Szene setzen.

Ein Leuchtenhersteller ist verpflichtet, die einschlägigen Sicherheits- und EMV-Richtlinien oder bei Einbau eines Funkmoduls auch zusätzlich die RED-Richtlinie zu beachten. Die Norm DIN EN 60598-1 (VDE 0711-1):2018-09 ist die Norm für die Leuchtensicherheit.

Ersatz- und Änderungsvermerk zur DIN EN 60598-1 (VDE 0711-1):2018-09

Die Norm DIN EN 60598-1 (VDE 0711-1):2018-09 ist ein Ersatz für:

  • DIN EN 60598-1 VDE 0711-1 Berichtigung 1:2016-04
  • DIN EN 60598-1 VDE 0711-1:2015-10

Gegenüber DIN EN 60598-1 (VDE 0711-1):2015-10 und DIN EN 60598-1 Berichtigung 1 (VDE 0711-1 Berichtigung 1):2016-04 wurden folgende Änderungen vorgenommen:

  • Anforderungen an die Konstruktion von LED-Leuchten wurden ergänzt;
  • Anforderungen an die photobiologische Sicherheit wurden hinzugefügt bzw. ausgeweitet;
  • Anforderungen an die Isolation zwischen verschiedenen Schaltungen wurden präzisiert;
  • Kriech- und Luftstrecken für Hochfrequenz (> 30 kHz) und Impulsspannungen wurden ergänzt;
  • Weitere allgemeine Aktualisierungen und Verbesserungen wurden eingearbeitet.
Buchempfehlung: LED-Beleuchtungstechnik (Uwe Slabke)

Buchempfehlung: LED-Beleuchtungstechnik (Uwe Slabke)

| VDE-Verlag

Buchempfehlung: LED-Beleuchtungstechnik

Die LED-Leuchte ist heute der Industriestandard für die Beleuchtung und verdrängt zunehmend alle anderen Lichterzeugungstechniken vom Markt. LED-Leuchten sind jedoch komplexe Systeme, die Elemente aus Elektronik, Thermodynamik und Lichttechnik in sich vereinen. Nur wer mit den Besonderheiten und Grenzen dieser Technologie vertraut ist, kann die Planung und Installation erfolgreich meistern.

Dieses Buch stattet den Praktiker mit jenem Wissen aus, das in Hinblick auf Planung, Installation und Wartung von LED-Beleuchtungsanlagen zwingend erforderlich ist. Dies beinhaltet die Grundlagen zur Funktion und zum Betriebsverhalten sowie die Installationstechnik. Die Qualitätsmerkmale der Leuchten sowie zweckmäßige Einbauhinweise sind ebenfalls Bestandteile dieses Fachbuches. Praxisnahe Hilfestellung gibt der Autor, der bereits jahrelange Erfahrungen auf dem Gebiet der LED vorweisen kann, für die oft zeitraubende Fehleranalyse.

Einen besonderen Schwerpunkt setzt der Autor auf die Umrüstung von konventionellen zu LED-Beleuchtungslösungen, hierzu geht er auf die Anwendung von Retrofitlampen und Konversionsleuchten ein.

Ausführlich beschreibt der Autor anhand mehrerer Beispiele aus der eigenen Berufspraxis die Planungsgrundlagen einschließlich der relevanten Normen und Richtlinien. Zuletzt wird ein Ausblick auf vielversprechende Entwicklungen in Richtung „Smart Lighting" und „Human Centric Lighting" gegeben. Ein Leitfaden zur Auswahl der auf dem derzeitigen Markt erhältlichen LED-Systeme rundet dieses Standardwerk ab.

Über den Autor:

Dr.-Ing. Uwe Slabke ist seit 2011 Institutsdirektor des LED Institutes in Bensheim. Nach seinem Studium der Elektrotechnik sowie anschließender Promotion am Fachgebiet Lichttechnik arbeitete er als Technischer Leiter sowie Entwicklungsleiter in renommierten Industrieunternehmen der Lichtbranche. Im Rahmen seiner jetzigen Tätigkeit beschäftigt er sich u. a. mit der Bewertung und Prüfung von LED-Beleuchtungssystemen und ist als Sachverständiger im LED-Bereich tätig.

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