Maschinenbauhalle mit 554 Lux: 80 Hallenstrahler in 7 m Höhe

Lichtstudie · Maschinenbauwerkstatt

DIALux-Berechnung für eine große Maschinenbauwerkstatt mit sieben Meter hoher Decke. Falschfarbenkarte, Werteraster und eine ehrliche Erklärung der Zahl, die andere lieber verschweigen.

Der Mittelwert passt, die Gleichmäßigkeit überrascht. Die Halle kommt auf 554 lx bei geforderten 500 lx. Die Gleichmäßigkeit liegt aber nur bei 0,19 – eine Zahl, die in den meisten Angeboten lieber unkommentiert bleibt. Wir erklären sie, denn ohne Kontext sieht sie wie ein Fehler aus, und das ist sie nicht.

Falschfarbenkarte: wo das Licht ist und wo es abnimmt

Das erste Bild ist weder ein Foto noch eine Isolinienkarte. Es ist eine Falschfarbendarstellung – jedem Bereich der Beleuchtungsstärke ist eine Farbe zugeordnet, genau wie bei einer Wärmebildkamera. Die Legende unten zeigt, was welche Farbe bedeutet.

Die gelbe Fläche in der Mitte umfasst alles über 500 lx und nimmt den weitaus größten Teil der Halle ein. Der grüne Saum an den Wänden ist der Bereich 200–300 lx, und der dunkelgrüne Streifen direkt an der Wand fällt unter 200 lx. Dieser Saum ist etwa ein bis zwei Meter breit.

Und hier liegt der Schlüssel zur Gleichmäßigkeit. Der Mittelwert erfasst die ganze Fläche. Das Minimum dagegen sucht den einen schlechtesten Punkt – und der liegt in der Ecke an der Wand, die ein Hallenstrahler aus sieben Metern Höhe unter dem nötigen spitzen Winkel einfach nicht mehr erreicht. Das Verhältnis 108 / 554 ergibt dann 0,19.

Werteraster: Lesen Sie selbst nach

Das zweite Bild ist ein Raster der berechneten Werte. An jedem Knotenpunkt steht eine konkrete Zahl in Lux. Sie müssen uns den Mittelwert nicht glauben – Sie können die Halle Punkt für Punkt durchgehen.

Lesen Sie die erste und die letzte Zeile: 271, 372, 415 … oben und 241, 336, 375 … unten. Das sind Punkte direkt an der Wand. Die zweite Zeile springt schon auf 380–615 lx, und ab der dritten Zeile liegt die ganze Halle zwischen 600 und 700 lx.

Mit anderen Worten: Auf 90 % der Bodenfläche gibt es mehr Licht, als die Norm verlangt. Verursacht wird die niedrige Gleichmäßigkeit von einem schmalen Streifen entlang der Wände – dort, wo Regale und Schaltschränke stehen und nicht gearbeitet wird.

Warum in dieser Halle die vertikale Beleuchtungsstärke bewertet wird

Die Berechnung bezieht sich auf die vertikale Beleuchtungsstärke, nicht auf die horizontale Arbeitsebene. Der Unterschied ist grundlegend, und in einer Werkstatt ist das die sinnvolle Wahl:

Die horizontale Beleuchtungsstärke gibt an, wie viel Licht auf den Tisch oder den Boden fällt. Sie passt für ein Büro, in dem man nach unten auf das Papier schaut.

Die vertikale Beleuchtungsstärke gibt an, wie viel Licht auf eine senkrechte Fläche fällt – auf die Seite des Werkstücks, die Front der Maschine, das Gesicht des Kollegen. In einer Maschinenbauwerkstatt blickt man waagerecht: auf die Drehmaschine, auf das Messmittel in der Hand, auf die Zeichnung am Ständer. Deshalb wird vertikal bewertet.

Und die vertikale Beleuchtungsstärke ist von Natur aus ungleichmäßiger. Das Licht kommt von oben; auf eine senkrechte Fläche trifft es schräg, und es hängt stark davon ab, in welche Richtung die Fläche zeigt. Eine Gleichmäßigkeit von 0,19 in der vertikalen Ebene bedeutet also nicht dasselbe wie 0,19 auf der Arbeitsebene eines Tisches. Vergleichen lassen sich die beiden nicht.

Wann das in Ordnung ist und wann nicht

In Ordnung: eine große Halle, gearbeitet wird in der Mitte, an den Wänden stehen Regale, und es gibt einen Durchgang. Genau das ist hier der Fall.

Nicht in Ordnung: wenn ein Arbeitsplatz in der Ecke an der Wand stünde. Dann ergänzt man nicht Leuchten in der ganzen Halle – man setzt eine zusätzliche Leuchte über diesen Arbeitsplatz oder beleuchtet die Maschine lokal nach. Das Niveau auf 2.600 m² wegen einer einzigen Werkbank anzuheben, ist die teuerste Lösung überhaupt.

Warum Hallenstrahler und keine Linearleuchten

Die Leuchten hängen in sieben Metern Höhe. Aus dieser Höhe ist die Aufgabe klar: das Licht nach unten bringen, nicht zur Seite. Der Hallenstrahler hat einen Reflektor, der das Lichtbündel unter sich konzentriert. Eine Leuchte liefert hier 24.819 lm – ungefähr so viel wie zwanzig klassische Leuchtstoffröhren.

Würden Sie in eine sieben Meter hohe Halle Linearleuchten mit breiter Abstrahlcharakteristik hängen, landete ein großer Teil des Lichts an den Wänden und an der Dachkonstruktion. Sie bräuchten ein Vielfaches an Leuchten, damit am Boden gleich viel ankommt. Umgekehrt wäre ein Hallenstrahler in einer Werkstatt mit 3 m Deckenhöhe ein Fehler – sein enges Bündel würde helle Kreise und dunkle Ringe dazwischen erzeugen.

Faustregel für die Auswahl

Bis 3 m Linearleuchte oder Panel. Von 4 bis 6 m Hallenstrahler mit breiterem Winkel (etwa 120°). Über 6 m Hallenstrahler mit engerem Winkel (60–90°). Die Montagehöhe ist wichtiger als die Wattzahl.

Verbrauch: 17,6 kW und was das für die Stromrechnung bedeutet

Achtzig Leuchten à 220,0 W ergeben 17,6 kW. Im Zweischichtbetrieb, sagen wir 4.000 Stunden im Jahr, sind das rund 70 MWh pro Jahr. Das ist ein Posten, den die Buchhaltung bemerkt.

Genau deshalb ist die Lichtausbeute von 112,8 lm/W die wichtigste Zahl der ganzen Tabelle. Hätte die Leuchte nur 90 lm/W statt 112,8, lieferte sie aus jedem Watt ein Fünftel weniger Licht – für dasselbe Niveau bräuchten Sie entsprechend mehr Anschlussleistung und würden diese Differenz jedes Jahr bezahlen, über die gesamte Lebensdauer.

Der zweite Hebel ist die Steuerung. Eine Halle dieses Typs lässt sich oft in Abschnitte aufteilen, die dunkel bleiben, solange dort niemand arbeitet – etwa mit dimmbaren Hallenstrahlern (0–10 V oder DALI). Die günstigste Kilowattstunde ist die, die Sie nicht verbrauchen.

5.000 K und CRI 80: kühles Licht für die Werkstatt

Die gewählte Lichtfarbe ist 5.000 K – kaltweiß, nahe am Tageslicht. In der Werkstatt ist das die richtige Wahl. Ein kühlerer Ton erhöht den Kontrast und das subjektive Gefühl von Wachheit, was an Maschinen und in langen Schichten hilft. Warmweiß mit 3.000 K würde hier einschläfernd wirken.

CRI 80 ist der Farbwiedergabeindex. Achtzig bedeutet, dass Sie Farben so naturgetreu sehen, dass Sie farbige Kabelmarkierungen, eine Rostschicht von einem Anstrich oder den Farbton glühenden Metalls unterscheiden können. Für eine Lackiererei oder die Farbtonkontrolle bräuchte man CRI 90+, für die Fertigung im Maschinenbau ist 80 Standard.

Worauf Sie bei der Montage achten sollten

Die Montagehöhe muss zur Berechnung passen. Hängt der Monteur die Leuchten einen Meter tiefer als berechnet, steigt das Niveau direkt unter der Leuchte, aber die Zwischenräume werden dunkler. Die Gleichmäßigkeit verschlechtert sich, auch wenn der Mittelwert gleich bleibt. Sieben Meter im Projekt heißen sieben Meter auf der Baustelle.

Verwechseln Sie Abstand nicht mit Symmetrie. Die Leuchten in dieser Halle sind nicht in einem quadratischen Raster angeordnet – die Abstände unterscheiden sich längs und quer zur Halle, weil sich so die beste Abdeckung ergibt. Wer eine Reihe verschiebt, „damit es schöner aussieht“, macht die Berechnung ungültig.

Rechnen Sie mit Staub. In einer Maschinenbauwerkstatt setzen sich Ölnebel und Staub auf der Abdeckung ab. Eine Leuchte, die nie gereinigt wird, verliert in wenigen Jahren einen spürbaren Teil ihrer Leistung. Deshalb arbeitet die Berechnung mit einem Wartungsfaktor – und deshalb lohnt es sich zu planen, wie man an die Leuchten in sieben Metern Höhe überhaupt herankommt.

Was die einzelnen Zahlen bedeuten

Vertikale Beleuchtungsstärke

Licht, das auf eine senkrechte Fläche fällt – Maschinenseite, Werkstück, Gesicht. In der Werkstatt aussagekräftiger als die Beleuchtungsstärke am Boden.

Gleichmäßigkeit U0

Der dunkelste Punkt geteilt durch den Mittelwert. Ein niedriger Wert muss nicht stören, wenn der dunkle Punkt dort liegt, wo nicht gearbeitet wird.

Werteraster

Raster der berechneten Werte in Lux. Damit lässt sich der Mittelwert Punkt für Punkt überprüfen.

Falschfarben

Farbige Karte der Beleuchtungsniveaus – ein schneller Überblick, wo das Licht abnimmt.

Hallenstrahler (High-Bay)

Leuchte mit Reflektor für große Höhen. Bündelt das Licht nach unten statt zur Seite.

CRI

Farbwiedergabeindex, 0–100. Werkstatt 80, Lackiererei und Farbkontrolle 90+.

Was Sie daraus mitnehmen können

Die Halle ist auf 554 lx beleuchtet und liegt damit über der Anforderung. Die Gleichmäßigkeit von 0,19 sieht schlecht aus, solange man nicht weiß, dass es um die vertikale Beleuchtungsstärke geht und das Minimum in der Ecke an der Wand liegt. Das Werteraster belegt es: Ab der zweiten Zeile nach innen liegt die Halle zwischen 600 und 700 lx.

Die Lehre für Ihre eigene Halle: Fragen Sie, für welche Ebene gerechnet wurde und wo das Minimum liegt. Der Mittelwert allein sagt fast nichts, und eine Gleichmäßigkeit ohne Kontext lässt sich leicht falsch deuten – in beide Richtungen. Leuchten dieses Typs finden Sie unter LED-Hallenbeleuchtung.