Lichtstrom

Der Lichtstrom ist die gesamte Lichtleistung, die in einer bestimmten Zeitspanne von einer Lichtquelle in alle Richtungen abgestrahlt wird. Der Lichtstrom wird in Lumen gemessen. Jedoch ist Lumen eine photometrische Größe. Das heißt, zur eigentlichen Messung der Lumen wird ein Messverfahren bzw. Gerät benötigt, das die elektromagnetische bzw. radiometrische Abstrahlung der Leuchte innerhalb des für Menschen sichtbaren Lichts misst. Die gesamte Strahlungsleistung einer Lichtquelle ist also immer größer als die Zahl der Lumen, die sich innerhalb des sichtbaren Spektralbereichs bewegt. Da die Empfindlichkeit des menschlichen Auges außerdem von der Wellenlänge des Lichts abhängt, muss die Strahlungsleistung bei der Messung gewichtet werden. Dazu kommt eine weitere Relativierung.

Da bei Dunkelheit andere Zellen im Auge tätig werden als für das Tageslicht (Zapfen, Stäbchen) gilt der auf modernen LED Leuchten angegebene Wert für Lumen eigentlich nicht in der Nacht. Hierfür wäre theoretisch eine eigene Formel bzw. ein eigener Skalierungsfaktor nötig. Tatsächlich ist Lumen damit in jedem Fall ein Näherungswert, denn auch die Hellempfindlichkeitskurve für Tageslicht ist für jeden Menschen anders. Zudem bleibt der Lumenwert eine theoretische Größe, die nämlich u.a. durch das Design der Leuchte beeinflusst ist. Keine Leuchte strahlt das Licht gleichmäßig in alle Richtungen ab. Um die tatsächliche empfundene Helligkeit, also die ebenfalls photometrische Beleuchtungsstärke einer Leuchte zu messen, bedarf es weiterer Größen wie das genannte Leuchtendesign, den Abstand zur Position des Betrachters, die Reflektionsfähigkeit der Umgebung und des Bodens etc. Eine ganz ähnliche Relativierung muss für die zwei weiteren dieser vier Grundgrößen der Lichttechnik gelten. Die Leuchtdichte beschreibt als photometrische Größe die Flächenhelligkeit, die das Auge auf einer Fläche wahrnimmt, wenn eine Leuchte darauf scheint. Die Lichtstärke misst den Lichtstrom einer Leuchte in Bezug auf den Raumwinkel. Damit ist sie zwar unabhängig von der Position des Betrachters, aber der für ihre Messung herangezogene Wert Candela ist ebenfalls auf den für den Menschen sichtbaren Bereich berechnet.

Jedoch eignet sich Lumen als Messgröße im Alltag relativ gut, um die Helligkeit einer Leuchte einzuschätzen. Kombiniert man verschiedene Leuchten miteinander, gibt die addierte Zahl ihrer Lumen einen weiteren Anhaltspunkt für die erzielte Helligkeit. Jedenfalls ist Lumen der sinnvollere Wert als die frühere Bezeichnung Watt. Zu Zeiten der Glühbirne hatte man als Erfahrungswissen eine ungefähre Vorstellung, wie hell z.B. eine 60 Watt Birne leuchtet. Dabei beschreibt Watt in keinster Weise die Helligkeit, sondern nur die Energieaufnahme, die eine Leuchte für ihren Lichtstrom benötigt. Für den Vergleich von Lichtquellen ist also ein weiteres Verhältnis entscheidend. Wie viel Lumen erreicht eine Leuchte in Bezug auf ein Watt? Dieser Wert wird als Lichtausbeute bezeichnet und als Lumen pro Watt (lm/w) ausgedrückt. Es ist nicht nur ökologisch sinnvoll, die Erhöhung der Lichtausbeute anzustreben, es macht sich auch ganz pragmatisch im Geldbeutel bemerkbar. So galt zu Beginn der LED-Technologie ein Vergleich, der sich bei 100 Watt für eine Glühbirne mit ca. 1.500 Lumen zu einer LED Leuchte mit 7.000 bis 8.000 Lumen ausdrücken ließ. Jedoch ist heute dieser damals schon drastische Unterschied im Bereich 1:5 durch die beständige Weiterentwicklung der LED-Technologie noch viel stärker ausgeprägt und liegt derzeit bei ca. 1:8,5.