Beleuchtungsstärke berechnen nach EN 12464-1: 3D-Rechner für die Vorplanung
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| Beleuchtungsstärke berechnen |
Dieser Raumbeleuchtungsrechner berechnet, wie viel Licht tatsächlich auf der Arbeitsebene ankommt, wie gleichmäßig es verteilt ist und ob die Beleuchtung blendet (UGR-Berechnung). Im Gegensatz zur einfachen Division des Lichtstroms durch die Fläche wird das Licht hier im gesamten Raumvolumen verfolgt. Sie definieren den Raum, wählen die Sehaufgabe, beschreiben eine Leuchte – und erhalten sofort den Wartungswert der Beleuchtungsstärke, die Gleichmäßigkeit, den Blendungswert und die spezifische Leistung nach der Methode der Norm EN 12464-1.
Der Online-Beleuchtungsrechner befindet sich direkt auf dieser Seite. Wenn Sie ihn lieber neben Ihren Plänen geöffnet haben möchten, öffnet sich der Beleuchtungsrechner für Innenräume (EN 12464-1)↗ auf einer separaten Seite in einem neuen Fenster – ideal, um die Eingabeparameter im Vollbildmodus einzustellen.
Was der Rechner berechnet
| Ergebnis | Was es bedeutet |
|---|---|
| Ē | Wartungswert der mittleren Beleuchtungsstärke in Lux auf der Berechnungsebene |
| U₀ | Gleichmäßigkeit der Beleuchtungsstärke (Emin geteilt durch Ē) |
| UGR | Unified Glare Rating (Blendungsgrenzwert), ungünstigste Beobachterposition |
| E min / E max | Dunkelster und hellster Punkt der Bewertungsfläche |
| W/m² | Spezifische installierte Leistung |
| lm/W | Lichtausbeute der eingegebenen Leuchte |
| Raumindex k | Proportionen des Raumvolumens, k = (L·B)/(h·(L+B)) |
| Wirkungsgrad η | Anteil der "nackten" Lumen pro m², der die Nutzebene erreicht |
| Ē direkt / Ē indirekt | Licht direkt von den Leuchten und Licht, das von den Oberflächen reflektiert wird |
Die 3D-Ansicht zeigt das Leuchtenraster, die Lichtkegel und die Farbkarte (Heatmap) der Ebene – dunkle Ecken sind sofort visuell erkennbar.
So verwenden Sie den Raumbeleuchtungsrechner: Anleitung
1. Raum einstellen. Breite, Länge, Höhe sowie die Reflexionsgrade von Decke, Wänden und Boden. Der Standardwert ist 0.70 / 0.50 / 0.20: weiße Decke, helle Wände, mittelheller Boden.
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| Festlegung der Raumabmessungen für Beleuchtungsberechnungen |
Die Decke muss zwingend berücksichtigt werden, auch wenn die Leuchten nach unten strahlen. Das von Wänden und Boden reflektierte Licht trifft auf die Decke und wird zurückgeworfen; ohne sie wäre die Interreflexionsbilanz unvollständig. In professionellen Programmen wie DIALux und Relux wird die Decke auf dieselbe Weise eingegeben. Der Standard-Reflexionsgrad beträgt 0.2 (20%).
2. Sehaufgabe wählen. Diese definiert die Zielwerte. Büroarbeit erfordert 500 lx, ein Flur 100 lx, ein Regallager 75 lx. Die Zeile unter dem Auswahlmenü zeigt alle Anforderungen: Ē, U₀, UGR-Grenzwert und Farbwiedergabe (Ra).
3. Kontextmodifikatoren aktivieren, falls zutreffend. Wenig Tageslicht, ältere Mitarbeiter, kleine Details oder geringer Kontrast, ungewöhnlich lange Tätigkeitsdauer – jeder dieser Faktoren hebt den Zielwert um eine Stufe der Normskala an.
4. Eine Leuchte beschreiben. Typ, Abmessungen, Lichtstrom in Lumen, Leistung in Watt und der Anteil des Gehäuses (der Unterseite), der tatsächlich leuchtet. Danach geben Sie den Abstrahlwinkel und den Abschirmwinkel (Cut-off) ein.
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| Einstellen von LED-Lampenparametern für Beleuchtungsberechnungen |
5. Leuchtenanordnung festlegen. Spalten, Reihen und Abstand eingeben – oder Sie klicken auf „Gleichmäßig im Raum verteilen“, dann ordnet der Rechner sie automatisch an.
6. Das Ergebnis (Verdict) lesen. Der Rechner vergleicht jeden gemessenen Wert mit dem Zielwert und sagt Ihnen direkt, was noch nicht passt.
Alles wird in Echtzeit neu berechnet, sobald Sie einen Schieberegler bewegen. Der Link, den Sie über die Schaltfläche "Link kopieren" erhalten, enthält die gesamte Konfiguration. So können Sie einem Kollegen genau den Anwendungsfall senden, den Sie gerade simulieren, oder die Berechnung im PNG-Format speichern.
Erklärung der Ergebnisse des Beleuchtungsrechners
Ē — Wartungswert, nicht der Neuwert. Dies ist der Mittelwert, den die Anlage auch nach Alterung der LEDs und Verschmutzung der Oberflächen noch liefern muss. Der Wartungsfaktor ist bereits berücksichtigt.
U₀ wird für den Bewertungsbereich berechnet, nicht für die gesamte Fläche. Ein Randstreifen entlang der Wände wird ausgeschlossen: Direkt an der Wand ist es immer dunkler, und würde man dies mit einbeziehen, würde jede normale Anlage bei der Gleichmäßigkeit durchfallen.
Raumindex k beschreibt die Proportionen. Je größer er ist, desto mehr Lichtstrom fällt direkt auf die Ebene statt an die Wände. Ein schmaler, hoher Flur hat ein niedriges k und eine schlechte Lichtausnutzung; ein breiter, niedriger Raum hat ein hohes k und eine gute Ausnutzung.
Wirkungsgrad η (Utilisation factor) wird absichtlich separat ausgewiesen. Damit können Sie die Berechnung mit der Tabelle Ihres Herstellers für denselben Raumindex und dieselben Reflexionsgrade abgleichen. Mehr zu den Abweichungen finden Sie im Abschnitt über die Grenzen der Methode weiter unten.
Normwerte nach EN 12464-1
Eine kleine Auswahl von Werten, die die Norm für gängige Räume vorgibt. Dies ist eine Orientierungshilfe – die primäre Informationsquelle bleibt die Norm selbst, und bevor Sie die Zahlen in einem Projekt verwenden, sollten Sie diese konsultieren.
| Raum oder Sehaufgabe | Ē, lx | U₀ | UGR ≤ | Ra ≥ |
|---|---|---|---|---|
| Büro — Schreiben, Lesen, Datenverarbeitung | 500 | 0.60 | 19 | 80 |
| Besprechungsraum | 500 | 0.60 | 19 | 80 |
| Klassenzimmer | 300 | 0.60 | 19 | 80 |
| Verkaufsraum (Retail) | 300 | 0.60 | 22 | 80 |
| Montage — mittel | 500 | 0.60 | 22 | 80 |
| Qualitätskontrolle | 750 | 0.70 | 19 | 90 |
| Flur (Korridor) | 100 | 0.40 | 28 | 40 |
| Offenes Warenlager | 200 | 0.40 | 25 | 60 |
| Regallager — Regalfläche | 75 | 0.40 | 25 | 60 |
| Parkgarage | 75 | 0.40 | 25 | 40 |
In der Fassung von 2021 haben sich genau zwei Werte geändert: Vorratsräume wurden von 100 auf 200 lx angehoben und Regallager von 200 auf 75 lx gesenkt. Neue Positionen kamen hinzu – offene Lager, unbeaufsichtigte automatisierte Bereiche, Be- und Entladezonen.
Beleuchtungsstärkeskala
Zielwerte sind nicht willkürlich gewählt, sie basieren auf einer festen Skala:
20 · 30 · 50 · 75 · 100 · 150 · 200 · 300 · 500 · 750 · 1000 · 1500 · 2000 · 3000 · 5000 lxTrifft ein Faktor wie fehlendes Tageslicht oder verminderte Sehschärfe zu, wird das Ziel um eine Stufe angehoben. Bei mehreren Faktoren – um zwei. Der Rechner übernimmt dies automatisch und zeigt sowohl den Basis- als auch den erhöhten Wert an.
Nachfolgend sind die Beleuchtungsstärkeskalen nach EN 12464-1 aufgeführt, ergänzt um verschiedene Wohnbereiche.
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| Beleuchtungsstärke in der Industrie- und Wohnbeleuchtung |
Wie die Berechnung funktioniert
Direktes Licht. Jede Leuchte wird als Flächenstrahler betrachtet, nicht als punktförmig. Ein Panel wird in ein Raster von Emittern unterteilt, eine lineare Leuchte in Segmente entlang ihrer Länge. Die Anzahl wird an die Aufhängehöhe angepasst, sodass jeder Sub-Emitter vom nächstgelegenen Berechnungspunkt aus nahezu punktförmig bleibt.
Die Lichtverteilung basiert auf einem Kosinus-Modell, abgeleitet vom eingegebenen Abstrahlwinkel: FWHM 110° bedeutet, dass die Lichtstärke bei 55° von der Vertikalen auf die Hälfte abfällt.
Indirektes Licht. Gestrichene Wände streuen das Licht und reflektieren es nicht wie ein Spiegel. Daher wird der Rückweg durch Lichtstromübertragung (Flux transfer) gelöst. Der Lichtstrom, der nicht auf die Nutzebene fällt, trifft auf die Wände, ein Teil wird reflektiert, und der Prozess konvergiert:
Φ₁ = Φ_Ebene·ρ_Boden + Φ_Wände·ρ_Wände
E_indirekt = Φ₁ / (A_Gesamt · (1 − ρ̄))Das Ergebnis wird gleichmäßig addiert – eine Standardnäherung für diffuse Räume. Die Energiebilanz geht exakt auf: Der von den Oberflächen absorbierte Lichtstrom entspricht dem von den Leuchten abgestrahlten Lichtstrom.
Blendung (Glare). UGR wird nach CIE 117 berechnet:
UGR = 8 · log₁₀( 0.25/L_b · Σ L²ω/p² )Die Leuchtdichte L ergibt sich aus der Lichtstärke geteilt durch die Projektion der leuchtenden Fläche. Der Raumwinkel ω ergibt sich aus dieser Fläche und dem Abstand, und der Positionsindex p wird nach der Einhorn-Formel ermittelt. Beobachter werden in 1.2 m Augenhöhe über einem Raster platziert und blicken entlang beider Raumachsen in beide Richtungen. Der ungünstigste Fall wird angezeigt.
Grenzen unseres Rechners: Was er nicht ist
Dies ist eine ingenieurmäßige Abschätzung für die Planung und den Variantenvergleich. Sie eignet sich auch hervorragend für Präsentations- und Schulungszwecke. Unser Widget ist jedoch kein photometrischer Nachweis und kein Ersatz für professionelle Software wie DIALux oder Relux, die mit gemessenen Photometriedaten (IES oder EULUMDAT) arbeiten – also mit Hunderten von Lichtstärkewerten pro Leuchte statt mit einer einzigen Formel.
Zwei bekannte Abweichungen, die gemessen und nicht bloß vermutet sind:
Der Wirkungsgrad (Utilisation) ist etwas zu hoch. Bei einem Raumindex von ca. 2.7 und Reflexionsgraden von 0.70 / 0.50 / 0.20 liefert der Rechner η ≈ 0.95, während Herstellertabellen für denselben Raum Werte von 0.80–0.85 angeben. Da das Modell energetisch geschlossen ist, resultiert die Differenz aus der idealisierten Kosinus-Lichtverteilung und der sphärischen Näherung der Interreflexionen. η wird absichtlich als separates Feld ausgewiesen, damit Sie es mit der Tabelle Ihres Herstellers abgleichen und Korrekturen vornehmen können.
Der Blendungswert (UGR) ist konservativ (zu hoch). Eine Kosinus-Quelle belässt im Bereich von 50–70° mehr Licht als eine reale, abgeschirmte Optik. Daher liegt der UGR-Wert im Rechner oft zwei bis drei Punkte über dem Tabellenwert des Herstellers. Dies ist ein Fehler auf der sicheren Seite: Der Rechner warnt Sie etwas früher vor möglicher Blendung, als es die Realität erfordern würde.
Für Projekte, die zur behördlichen Genehmigung eingereicht werden, sollten Sie die Endprüfung immer in einer Software durchführen, die die Photometriedatei exakt der Leuchte verwendet, die Sie kaufen möchten.
Vier Ergebnisse, die wie Fehler aussehen, aber keine sind
Eine lineare Leuchte erzeugt einen runden Lichtfleck. Die physische Länge der Leuchte streckt den Lichtfleck kaum. Auf 2 m Höhe hat die 50%-Isolux-Linie bereits einen Radius von etwa 1.3 m, also einen Fleck von 2.6 m im Durchmesser, während die Leuchte selbst nur 1.2 m lang ist. Gemessene Achsenverhältnisse: Ein 1.5 m langes Gehäuse ergibt 1.10, ein 2.4 m Gehäuse 1.24.
Eine echte ovale Streckung des Lichts entsteht durch die Optik (Linsen), nicht durch das Gehäuse. Aktivieren Sie die asymmetrische Lichtverteilung und geben Sie unterschiedliche Winkel ein: Bei 70° × 130° ergibt dieselbe 1.5-m-Leuchte ein Verhältnis von 1.49.
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| 3D-Beleuchtungsberechnung |
Der Abschirmwinkel (Cut-off) ist immer weiter als der Abstrahlwinkel (Beam angle). Beide werden als volle Kegelwinkel angegeben. Ein 110°-Strahl bedeutet ±55° von der Vertikalen. Ein Cut-off von 130° bedeutet, dass die Optik ab 65° kein Licht mehr abgibt. Der Cut-off-Winkel muss zwingend außerhalb des Lichtkegels liegen, da er sonst den Lichtkegel abschneiden würde, den er eigentlich einfassen soll. Deshalb hält der Rechner den Cut-off immer mindestens 10° weiter als den Abstrahlwinkel.
Die Leuchtdichte (Helligkeit) wirkt extrem hoch. 15.000 lm aus einer Öffnung von 100 × 8 cm erzeugen tatsächlich etwa 66.000 cd/m² (im Lambert-Äquivalent) und noch mehr bei gerichteter Optik. Das ist reine Mathematik, kein Fehler. Genau deshalb gehört eine blanke, leistungsstarke Leuchte in eine Industriehalle (wo der UGR-Grenzwert bei 25 liegt) und nicht in ein Büro (wo er bei 19 liegt). Wenn Ihre Leuchte ein breiteres Gehäuse oder einen Diffusor hat, geben Sie die tatsächliche Breite ein: Eine Verdoppelung der Breite halbiert die Leuchtdichte.
Ein größerer Abstand kann die Gleichmäßigkeit (U₀) verbessern. Die oft verwendete naive Regel "Abstand gleich Raumlänge geteilt durch Anzahl der Leuchten" lässt einen halben Abstand zur Wand und vernachlässigt die Randbereiche. Es ist lichttechnisch korrekter, die äußerste Leuchtenreihe etwa in einem Drittel des Abstands zur Wand zu platzieren.
In einem Raum von 10 × 15 m mit 24 Leuchten ergibt die naive Regel U₀ = 0.58, die korrekte Platzierung hingegen U₀ = 0.74. Gleiche Leuchten, gleiche Leistung. Der Button „Gleichmäßig im Raum verteilen“ verwendet die zweite, korrekte Methode.
Ein durchgerechnetes Beispiel
Der häufigste Anwendungsfall für einen Beleuchtungsrechner: Ein Büro 10 × 15 m, Deckenhöhe 3 m, Arbeitsebene auf 0.75 m. Vierundzwanzig LED-Panels (120 × 60 cm) mit je 4500 lm, 30 W Leistung, Rasterabstand 2.7 × 2.6 m, Wartungsfaktor 0.80.
| Ergebnis | Berechneter Wert | Zielwert |
|---|---|---|
| Ē (Mittelwert) | 537 lx | 500 |
| U₀ (Gleichmäßigkeit) | 0.77 | 0.60 |
| UGR (Blendung) | 17.2 | 19 |
| W/m² (Spezif. Leistung) | 4.8 | — |
| Raumindex k | 2.67 | — |
Alle drei Normanforderungen sind erfüllt. Die Reserve beim Blendungswert ergibt sich genau aus der Größe der Panels: 4200 lm, verteilt auf 0.72 m² leuchtende Fläche, führen zu einer sehr moderaten Leuchtdichte. Der gleiche Lichtstrom aus einem kleineren 600 × 600 Panel würde die Fläche halbieren, die Leuchtdichte verdoppeln und den UGR-Wert über den Grenzwert von 19 treiben.
Hier ist das fertig eingestellte Beispiel als Link:
Beispiel Beleuchtungsberechnung für ein Büro 10x15m, Deckenhöhe 3m
Und der gespeicherte Bericht als PNG:
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| Ergebnis der Beleuchtungsberechnung |
Bei 4.8 W/m² auf 150 m² verbraucht die gesamte Anlage etwa 720 W. Hier endet die lichttechnische Berechnung und die elektrische beginnt. Wenn Sie die Last auf zwei bis drei Gruppen aufteilen, können Sie den Querschnitt im Kabelquerschnitts- und Spannungsabfall-Rechner↗ ermitteln: Bei einer Leitungslänge von 30–40 m durch das große Büro ist es meist der Spannungsabfall, der den Querschnitt bestimmt, und nicht die Dauerstrombelastbarkeit. Wählen Sie anschließend die Absicherung – im Artikel Wie man Leitungsschutzschalter auswählt↗ wird detailliert erklärt, warum LED-Treiber mit hohem Einschaltstrom (Inrush current) häufiger die Auslösecharakteristik C statt B benötigen.
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Wie viele Lumen braucht man für einen Raum? Gehen Sie von der Zielbeleuchtungsstärke aus und teilen Sie diese durch die Verluste gemäß der Tabelle aus der EN 12464-1. Für 500 lx benötigen Sie bei einem Wirkungsgrad von 0.8 und einem Wartungsfaktor von 0.8 etwa 500 / (0.8 × 0.8) ≈ 780 lm/m² an installiertem Lichtstrom. Für ein Büro mit 150 m² sind das etwa 117.000 lm. Der Rechner berechnet dies exakt unter Berücksichtigung Ihrer realen Raumgeometrie statt über pauschale Faktoren.
Wie viele Lumen pro Quadratmeter für Wohnräume? Die Norm EN 12464-1 wurde für Arbeitsstätten verfasst, nicht für den privaten Wohnbereich. Als Richtwert: Im Wohnzimmer reichen oft 100–200 lx aus, die Arbeitsfläche in der Küche benötigt 300–500 lx, eine Lesezone ebenfalls 300–500 lx. Geben Sie den gewünschten Wert in den Rechner ein und passen Sie die Leuchtenanzahl an die Fläche an.
Kann man ihn als Lux-in-Watt-Rechner nutzen? Indirekt ja. Geben Sie den Lichtstrom und die Leistung Ihrer Leuchte ein. Der Rechner zeigt W/m² und lm/W direkt neben der Beleuchtungsstärke (Lux) an – so sehen Sie, wie viel Energie (in Watt) für das gewünschte Lux-Niveau aufgewendet werden muss.
Wie funktioniert der Leuchtenanzahl-Rechner? Definieren Sie den Raum und die Sehaufgabe, geben Sie die Daten einer einzelnen Leuchte ein und variieren Sie dann die Anzahl der Spalten und Reihen, bis der Ē-Wert dem Ziel entspricht. Die Schaltfläche für die gleichmäßige Verteilung optimiert anschließend den Rasterabstand. Dies ist wesentlich genauer als die simple Formel „Gesamtlichtstrom durch Fläche“, da Verluste an den Wänden korrekt modelliert werden.
Wie viele Glühbirnen brauche ich für ein Zimmer? Für ein Wohnzimmer mit 18 m² und einem Zielwert von 200 lx benötigen Sie ungefähr 200 × 18 / (0.8 × 0.8) ≈ 5600 lm. Das entspricht vier bis fünf LED-Lampen mit je 1200–1400 lm (also üblichen 12–15 Watt LED-Birnen). Der Beleuchtungsrechner präzisiert diesen Wert auf Basis Ihrer Deckenhöhe und der Wandfarben.
Warum ändert sich die mittlere Beleuchtungsstärke, wenn ich die Höhe der Berechnungsebene verschiebe? Weil die Berechnungsebene (Nutzebene) die Fläche ist, auf der gemessen wird. Wenn Sie diese Ebene nach oben (näher an die Leuchten) verschieben, verkürzen Sie den Abstand, was die Beleuchtungsstärke erhöht. Wählen Sie 0 m (Boden) für Flure oder Lager, 0.75 m für Schreibtische und 0.85 m für Werkbänke.
Welchen Wartungsfaktor (Maintenance factor) soll ich wählen? Der Rechner bietet vier Optionen: 0.90 für extrem saubere Räume (z. B. Reinräume), 0.80 für saubere Büros, 0.70 für normale Industrieumgebungen und 0.60 für staubige oder schmutzige Bedingungen. Dies ist eine echte physikalische Korrektur für Lichtstromrückgang (L-Wert der LEDs) und Verschmutzung, keine bloße "Sicherheitsmarge", die man weglassen kann.
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- Leitungsschutzschalter richtig auswählen: Nennwert, Auslösecharakteristik B, C oder D und Leistungsberechnung↗ — Die elektrische Absicherung dieser Leitungen.
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