Baubiologie und Oekologie

Gesundes Bauen und Wohnen

Bayreuth, 24.11.2017

 

Zum Abschied der 60-Watt-Birne: eine baubiologische Bewertung von Leuchtmitteln

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Zum Abschied der 60-Watt-Birne: eine baubiologische Bewertung von Leuchtmitteln
29.08.2011 - Ab dem 1. September 2011 wird die Herstellung von 60-Watt Glühbirnen nach dem Willen des Gesetzgebers in Deutschland eingestellt. Anlass genug, die Erfahrungen mit den Ersatzprodukten allen voran der "Energiesparlampe" zu beleuchten. Dieser Begriff hat sich mittlerweile durch die permanente Wiederholung in der Presse regelrecht im Sprachgebrauch eingefressen. Der korrekte Name für das Leuchtmittel wäre "Kompaktleuchtstofflampe".

Mehrere Lampen im Test

Im Rahmen eines baubiologischen Seminars der Firmen Merkel-Messtechnik und Danell GmbH wurden folgende Produkte in die Untersuchung einbezogen: Glühlampe Osram matt 60 W, Halogenlampe Narva klar 60 W, Kompaktleuchtstofflampe Ilesa 20 W, Kompaktleuchtstofflampe Osram 11 W, LED-Lampe Green Power 3W.

Bewertung nach baubiologischen Kriterien

Die Bewertung der Leuchtmittel erfolgte nach acht baubiologischen Kriterien. Beschrieben werden die Ergebnisse der Produkte verbunden mit entsprechenden Hintergrundinformationen.

1. Niederfrequente elektrische und magnetische Wechselfelder

Das geerdete Kombigerät Merkel EM1 wurde in 30 cm Abstand von der Lampe am Stativ befestigt und über die AC-Schnittstelle des EM1 mit dem Oszilloskop Picoscope 6 der Firma picotech.com per Kabel verbunden. Die Daten wurden für die beiden Frequenzbereiche von 5 Hz bis 400 KHz und von 2 KHz bis 400 KHz ermittelt und per Formel auf den TCO-gerechten Frequenzbereich von 5 Hz bis 2 KHz umgerechnet. Der Spitzenwert bei den elektrischen Wechselfeldern lag bei 49 Volt je Meter bei der Kompaktleuchtstofflampe Ilesa 20 W, der niedrigste Wert mit 8 V/m bei der Halogenlampe Narva. Die Kompaktleuchtstofflampe erreichte auch bei den magnetischen Wechselfeldern mit 19 Nanotesla den Spitzenwert. Alle anderen Leuchtkörper lagen bei 4 bis 5 nT.

2. Hochfrequente Abstrahlung

Dipl.-Ing. Merkel setzte für den Versuchsaufbau den Hochfrequenz-Spektrumanalysator Advantest 4131 und eine aktive Magnetfeldsonde ein. Der erste Frequenzbereich lag zwischen 9 KHz und 1.000 KHz. Bei 77,5 KHz zeigte sich das Signal des europaweiten Zeitzeichensenders für Funkuhren. Nach Einschalten der Kompaktleuchtstofflampe war das Zeitzeichensignal vom Wellensalat der Lampe komplett überlagert. Ähnlich verzerrte Kurven zeigten die Kompaktleuchtstoffleuchten im Frequenzbereich von 1 MHz bis 10 MHz an. Aber auch die LED-Lampen hatten kein gleichförmiges Sinussignal wie es bei Glühbirne und Halogenlampe ersichtlich war.

3. Schallpegel im Ultraschallbereich

Die erwarteten Schallpegel der Kompaktleuchtstofflampe liegen im von Menschen nicht hörbaren Frequenzbereich von größer 20.000 Hz. Deshalb setzte Helmut Merkel einen Fledermausdetektor verbunden mit einem Handmikrofon ein. Tatsächlich gaben die Kompaktleuchtstofflampen ein quietschendes Geräusch ab. Alle anderen Leuchtkörper waren in Bezug auf Schallpegel nicht auffällig. Fledermausdetektoren können beim Bund Naturschutz bestellt werden.

4. Flimmeranteil des Lichtes

Je höher der Flimmeranteil, desto unverträglicher ist die Beleuchtung. In diesem Testsegment schnitten die LED-Lampen mit 70 bis 80 % Flimmeranteil am schlechtesten ab. Die Kompaktleuchtstofflampen kamen auf 30 bis 40 % Flimmeranteil. Am besten schnitt hier die Halogenlampe mit 15 % vor der Glühbirne mit 17 % ab.

5. Beleuchtungsstärke

Die Beleuchtungsstärke mit dem Formelzeichen E wird in der Maßeinheit Lux dargestellt. Sie gibt an, mit welcher Stärke der Lichtsstrom in Lumen (lm), der von einer Lichtquelle ausgesendet wird, auf eine definierte Fläche auftrifft. Dabei entspricht ein Lux einer Lichtquelle vom einem Lumen, die damit eine Fläche von einem Quadratmeter gleichmäßig ausleuchtet. Die Beleuchtungsstärke nimmt mit dem Quadrat der Entfernung von der Lichtquelle ab. Beispiel: Wenn die Lichtquelle anstatt einem Meter jetzt zwei Meter von einer Fläche entfernt ist, so verringert sich die Beleuchtungsstärke auf dieser Fläche auf 1/4 des ursprünglichen Wertes. 100 lx entspricht zudem 1 W/m2. Die Arbeitsplatznorm schreibt eine Mindestbeleuchtungsstärke von 500 lx vor.
Die Halogenbirne ist mit 1.200 Lux Spitzenreiter, 1.000 Lux erreichte die Glühlampe Osram ebenso wie Kompaktleuchtstoffleuchte Osram 11 W vor der Kompaktleuchtstofflampe Ilesa mit 885 Lux. Am schlechtesten schnitt in diesem Testfeld die LED-Lampe mit nur 540 Lux ab.
Zum Vergleich einige Lichtstärkewerte im Außenbereich:
heller Sonnentag: 100.000 lx, bedeckter Wintertag: 3.500 lx, Straßenbeleuchtung: 10 lx, Vollmondnacht: 0,25 lx und sternklarer Nachthimmel bei Neumond: 0,001 lx.

6. Spektralverteilung des Lichtes

Tageslicht zeigt eine gleichmäßige Verteilung des Grün-Rot-Blau-Anteils auf. Vorstellbar ist dies beim Betrachten eines Regenbogens. Das sichtbare Lichtspektrum liegt zwischen 380 und 780 Nanometern (nm). Die natürlichste Spektralverteilung hatten die Glühbirne und die Halogenleuchte. Vollkommen zerhackt und mit geringen Farbanteil präsentierte sich das Spektrum der Kompaktleuchtstofflampe.

7. UV-Anteil

Insbesondere im Museumsbereich ist der UV-Anteil von großer Bedeutung. Ein zu hoher UV-Anteil sorgt für schnellere Alterung der Kunstgegenstände. UV-Licht hat eine Wellenlänge von kleiner 380 nm. Bei diesem Bewertungskriterium schnitt die LED-Leuchte mit 14 Milliwatt (mW) am besten ab. Kompaktleuchtstofflampe Ilesa hatte mit 143 mW den schlechtesten Wert.

8. Materialzusammensetzung

Glühbirne und Halogenlampe enthalten geringe Mengen von Metall und Glas und sind über den Hausrestmüll zu entsorgen. LED-Lampen haben elektronische Vorschaltgeräte und sind damit als Elektronikschrott einzustufen. Elektronische Vorschaltgeräte sind ebenfalls in Kompaktleuchtstofflampen eingebaut. Besonders nachteilig ist jedoch das hochgiftige Quecksilber zu bewerten. Circa 2 Milligramm des Schwermetalls gelangen je Lampe in die Umwelt. Deshalb sind "Energiesparlampen" als Sondermüll zu entsorgen.

Zusammenfassung der Messergebnisse

Der einzige Vorteil der Kompaktleuchtstofflampen ist der relativ geringe Energieverbrauch. In allen anderen Bewertungsfeldern schneidet dieser Leuchtstofftyp sehr ungünstig ab.
Die vielfach als Zukunftslösung gesehene LED-Leuchte muss noch einige Nachteile überwinden. Der hohe Flimmeranteil und die inhomogenen Kurvenverläufe im elektromagnetischen Bereich sind durch Verwendung von Gleichstromanschlüssen zu beseitigen. Stark zu verbessern ist auch noch die Lichtstärke der LED-Leuchten.
Aufgrund der hohen Werte im Bereich elektrische Wechselfelder (Punkt 1) gehören Kompaktleuchtstofflampen nicht in Kopf- oder Körpernähe, nicht an den Schreib- oder auf den Nachttisch. Ein Meter Abstand sollte mindestens eingehalten werden.
Gesundheitliche Auswirkungen müssen noch systematisch festgestellt werden. Der relativ hohe Blauanteil im Licht der Kompaktleuchtstofflampe steht im Verdacht, die Funktionsweise der Zirbeldrüse zu beeinflussen, die dadurch weniger Melatonin produziert.
Als gesundheitsverträgliche Alternative zu Glühlampen bieten sich Halogenlampen an, die mittlerweile auch mit einem herkömmlichen Sockel erhältlich sind.

Joachim Weise