Lux und Lumen tauchen heute in den Produktdetails vieler Leuchten auf – von der Raumbeleuchtung über Filmleuchten bis zur modernen LED-Fahrradbeleuchtung. Aber welcher Messwert macht Sinn, und lassen sich Fahrradscheinwerfer anhand von Lux und Lumen überhaupt sinnvoll vergleichen?
Vorab drei kurze Definitionen:
- 1 Lux (lx) ist die Maßeinheit für die „Beleuchtungsstärke“ einer Lichtquelle, bezogen auf eine definierte Fläche. Lux wird also verwendet, um die Lichtmenge in einem bestimmten Bereich zu messen. Ein Lux entspricht einem Lumen pro Quadratmeter. Damit kann die Gesamtmenge an sichtbarem Licht und die Intensität der Beleuchtung auf einer Oberfläche gemessen werden.
- Lumen (lm) bezeichnet die Maßeinheit des „Lichtstroms“ (gesamte Lichtmenge), die von einer Leuchtquelle (z.B. LED) abgegeben (oder auch reflektiert) wird. Eine Kerze oder der Vollmond strahlen etwa 1 Lumen ab, eine smartphone Taschenlampe 20 Lumen, ein Autoscheinwerfer 1500 Lumen.
- LED: Die Leuchtdiode (LED) ist eine der energieeffizientesten Beleuchtungstechnologien von heute. Im Vergleich zu herkömmlichen Lichtquellen bieten LEDs wesentlich mehr Lichtausbeute je Watt, längere Lebensdauer, sofortiges Einschalten, bessere optische Kontrolle, größere Designflexibilität, sind dimmbar und enthalten kein Quecksilber.
Lumen – insgesamt abgestrahlte Lichtmenge:
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Bild: Haibike
Hersteller wie SuperNova oder auch Haibike geben die Lumen an, und beziehen sich auf die Lichtmenge insgesamt, die eine Leuchte abstrahlt. Beispiel: Die beim Haibike FLYON integrierte LED-Frontleuchte „Skybeamer“ wird mit 5000 Lumen (beim sog. Fernlicht) angegeben.
Grob kann man sagen, je mehr Lumen, desto heller die Leuchte. Lumen entsprechen aber nicht unbedingt der wahrgenommenen Lichtintensität. Denn Lumen sagt leider nichts darüber aus, wohin das Licht geht oder wo es gemessen wurde.
Mehr Lumen bedeuten also nicht automatisch helleres („besseres“) Licht oder eine höhere Effizienz, da der Abstrahlwinkel das Lichtfeld (u.A.) die wahrgenommene Helligkeit zusätzlich beeinflusst.
Das Licht könnte alles zu den Seiten oder nach oben gehen – was im Gelände vielleicht erwünscht sein mag, aber nicht auf der Straße.
Lux – gerichtete Licht-Intensität
Lux ist als Vergleichswert für Fahrradbeleuchtung für die Straße schon etwas besser, weil der Wert aussagt, wieviel Licht auf der Straße ankommt, sprich: Lichtintensität auf der beleuchteten Fläche.
Lampenhersteller wie Busch+Müller, Büchel, Sigma oder Trelock verwenden Lux als Messwert, um die Helligkeit eines Strahls zu bestimmen. Wenn die Lichtleistung auf eine kleine Fläche fokussiert wird, sehen wir dies als sehr helles Licht. Beispiel: Ein Laserpointer bringt mehrere hundert Lux auf einen Punkt der Fahrbahn. Beim Radfahren will man einen so schmalen „Lichtkegel“ aber nicht…
Wenn sich die Lichtleistung dagegen in einem breiteren Lichtstrahl über einen größeren Bereich ausbreitet, erleben wir dies als weniger intensiv bzw. als schwächeres Licht.
Das Reflektordesign bestimmt das Lichtfeld
Das Ziel beim Fahrrad-Frontlicht ist eine möglichst helle, aber gleichmäßige (homogene) Ausleuchtung einer möglichst großen Fläche. Deshalb ist unter anderem das Reflektordesign entscheidend, um den Lichtweg zu steuern und das gewünschte Strahlmuster oder Lichtfeld mit minimalem Lichtverlust zu erzeugen.
Ein Hersteller könnte den Lichtkegel über das Reflektordesign nur halb so breit machen wie bei der 150-Lux-LED-Leuchte Ixon Space und das Licht dort konzentrieren. Dann hätte er mit 300 Lux einen Wert, der Eindruck schindet, aber in Wahrheit ein Lichtfeld so schmal wie bei einer Billigleuchte. Die nominell 1040 Lumen, die die Cree XM-L LED im IXON SPACE erzeugt, werden also so reflektiert, dass eben 150 Lux erreicht werden.
Den einen ultimativen Vergleichswert, der etwas über die ausgeleuchtete Fläche und deren Homogenität aussagt, gibt es leider nicht. Deshalb ist die Beurteilung des Fahrradlichts am ehesten im Vergleich von Bildern des Lichtfelds möglich.
Und was ist mit Watt?
Watt zeigt an, wie viel Energie eine Leuchte verbraucht, nicht wie viel Licht (Lumen) sie liefert. Deshalb macht es nicht viel Sinn, bei der Wahl der Fahrradbeleuchtung auf die verbrauchte Wattleistung zu achten. Die Wattzahl sagt nur, wie schnell die Batterie entladen wird und nicht wie viel Licht der Fahrradscheinwerfer erzeugt. Die LED in der IXON Space verbraucht etwa 10 Watt.
Der LED-Chip ist übrigens effizienter und wandelt viel mehr Energie in Licht um als etwa eine Halogenlampe. Deshalb erzeugen 1 Watt Halogen-Licht und 1 Watt LED-Licht nicht die gleiche Lichtmenge. Diese Effizienz ist natürlich insbesondere bei der Batteriebeleuchtung ein großer Vorteil.
Das Lichtfeld: Das Maß der Dinge bei der Fahrradbeleuchtung
Deswegen sind Bilder die treffendste Aussage beim Fahrradlicht. Hersteller Busch+Müller zeigt bei den Produktseiten der Frontleuchten jeweils Bilder des Lichtfelds. In der Realität sieht das menschliche Auge sogar noch weit mehr Abstufungen und Helligkeitsunterschiede, als über solche Fotos abbildbar sind (siehe auch unsere Bildergalerie und Video beim IXON SPACE Test) .
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Bild: Busch+Müller
Damit die Fahrradleuchten nicht blenden, ist eine saubere Einstellung der Neigung und stabile Fixierung wichtig. Eine konkrete Vorschrift zur Ausrichtung des Lichtkegels gibt es seitens des Gesetzgebers nicht mehr. Bei der Montage der Leuchte muss allerdings vorn eine Höhe zwischen 40 cm und 120 cm eingehalten werden, hinten zwischen 25 cm und 120 cm.
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Bild: Pressedienst Fahrrad
LED-Fahrradbeleuchtung speziell fürs E-Bike
Mittlerweile gibt es spezielle „E-Modelle“ im Angebot der Hersteller. So hat beispielsweise Busch & Müller sieben Scheinwerfer und drei Rücklichter im Programm. Top‐Modell ist der „IQ‐X E“ (ca. 149,90 Euro – B+M Produktseite), ein Scheinwerfer mit 150 Lux Leuchtstärke. Neuester Trend am E‐Bike: Ein Fernlicht wie bei Autos ist seit 2017 gesetzlich erlaubt und wird z. B. beim „IQ‐XM“ (ca. 199 Euro – B+M Ankündigung auf Facebook) umgesetzt. Mit einem Dynamo wären solche Lichtstärken nicht möglich.
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Bild: ebikespass.de
Auch von Supernova gibt es mit der „M99 Mini Pro – 25 km/h ein Modell mit Fern- und Abblendlicht nach neuer StVZO fürs Pedelec.
Je mehr Energie verbraucht wird, desto mehr Wärme wird erzeugt – und Wärme führt immer zu einem Energieverlust. Eine nur 5 x 5 Millimeter große LED wie im IXON SPACE Akku-Scheinwerfer kann schon mal 150° heiß werden. Deshalb kommt es bei solchen leistungsfähigen LED-Fahrradleuchten auch auf die Konstruktion und das Material des Gehäuses an – etwa aus Aluminium. Damit kann die gesamte Leuchte zum Kühlkörper werden. Effektive Kühlung gewährleistet eine stabile hohe Lichtausbeute über einen längeren Zeitraum und verlängert die Lebensdauer des LED-Fahrradbeleuchtung.
Einen Umrechner Lux -> Lumen und Lumen -> Lux findet ihr auf leds.de. Dabei werden Abstrahlwinkel und Entfernung in die Rechnung einbezogen.
Forderungen des Gesetzgebers
Der vom Gesetzgeber minimal geforderte Wert zur Fahrradbeleuchtung vorn beträgt 10 Lux – der stammt wahrscheinlich noch aus der Glühbirnchen-Zeit. Damit geht es aber mehr ums Gesehen-Werden als ums Sehen bei Nacht. Übrigens erkennt man alle nach der StVZO zugelassenen Leuchten an einem K mit Wellensymbol auf dem Gehäuse. Nicht jede im Netz angebotene LED-Leuchte ist StVZO-konform!
Quellen für diesen Post:
- https://www.pd-f.de/2018/10/04/7605_nichts-fuer-blender-fahrradscheinwerfer-richtig-einstellen/
- https://www.beleuchtungdirekt.at/blog/lumen-lux-unterschied
- https://www.heise.de/preisvergleich/busch-mueller-ixon-space-frontlicht-196l-a1609974.html
- https://www.cree.com/led-components/products/xlamp-leds-discrete/xlamp-xm-l
- https://www.westeck-led.de/was-ist-led-erklaerung.html
- https://www.suprabeam.com/uk/light
15. Januar 2021
Der Vollmond strahlt nicht ein Lumen ab, sondern sein Licht beleuchtet bestenfalls die Erdoberfläche mit 1 Lux.
Der gesamte Lichtstrom (Lumen), den der Mond abstrahlt, ist deutlich größer. Und zwar ganz richtig wirklich deutlich.
Immerhin beleuchtet er die gesamte Erdhalbkugel, von der er gerade sichtbar ist. Und diese Halbkugel hat eine Oberfläche von 510 Billionen Quadratmetern. Weil das Mondlicht am Rand dieser Halbkugel nur streifen einfällt, erzeugt es dort weniger Beleuchtungsstärke (lux). Dieser Effekt bewirkt, dass der Mond nicht etwa 510 Billionen Lumen zur Erde fallen lässt, sondern nur halb soviel (255 Billionen Lumen).
Aber das ist nur der Teil des Lichtstroms, der die Erde trifft. Da geht ja auch viel Licht an der Erde vorbei. Wenn wir um den Mond eine Kugel mit 384000 km Radius legen, dann ist die Erde gerade an der Oberfläche dieser Kugel. Sie füllt aber nur den 14400sten Teil dieser Oberfläche aus.
Das heißt nicht, dass der Mond 14400 mal den oben genannten Lichtstrom erzeugt. Denn er ist ja nicht von allen Punkten dieser riesigen Kugel aus als Vollmond sichtbar. Ich erspare mit jetzt das etwas aufwendige Integral, um das exakt zu berechnen. Selbst wenn es dann nur das 4000fache ist, dann hat der Mond immer noch einen Lichtstrom von rund 10 hoch 18 (eine Trillion) Lumen.
Und mit diesem riesigen Lichtstrm erzeugt er auf der Erdoberfläche gerade mal 1 Lux.
10. September 2019
Hallo zusamme,
ich habe eine Frage. Kann ich den Skybeamer 5000 irgendwo kaufen bzw. bestellen und wenn ja, was kostet er?
Dankbar für eine kurze Info
VG André
11. September 2019
Hallo André, der Skybeamer 5000 ist von Trelock für Haibike entwickelt worden, eventuell kann er von Haibike zum Nachrüsten bezogen werden. Allerdings finde ich aktuell zum Skybeamer 5000 auch bei Haibike selbst keine weiteren Infos, ob er oder ab wann er einzeln verkauft wird.