IESNA- und NEMA-Lichtverteilungstypen

Eine ungeeignete Lichtverteilung kann die gesamte Lichtgestaltung beeinträchtigen. Daher ist es für eine optimale Beleuchtung unerlässlich, die Lichtverteilungstypen und -techniken von IESNA und NEMA zu kennen. Die Illuminating Engineering Society of North America (IESNA) und die National Electrical Manufacturers Association (NEMA) haben Regeln und Kategorien für Lichtverteilungsstandards entwickelt. Diese Klassifizierungen helfen Verbrauchern, die richtige Entscheidung bei der Auswahl von Leuchten zu treffen.

Tauchen Sie also ein und erfahren Sie mehr über die verschiedenen Arten der Lichtverteilung.

Was ist Lichtverteilung?

Licht wird von einer Quelle in unterschiedlichen Mustern, Formen und Intensitäten über eine Fläche abgegeben. Dieses Phänomen wird als Lichtverteilung bezeichnet. Tatsächlich ist eine optimale Lichtverteilung von entscheidender Bedeutung. Sie beeinflusst die richtige Ausleuchtung, den Energieverbrauch, die Sicherheit, die Funktionalität und die optische Wirkung. Das Lichtverteilungsmuster variiert je nach Einsatzort von schmal bis breit.

Lichtverteilungsdiagramme

Ein Lichtverteilungsdiagramm veranschaulicht die Lichtstärke unter verschiedenen Winkeln. Die Werte werden in Polarkoordinaten dargestellt, um zu zeigen, wie sich das Licht einer Lichtquelle ausbreitet.

Isolux-Diagramm

Dieses Diagramm misst die Lichtintensität auf einer Oberfläche in Lux. Es ähnelt einer Höhenlinien- oder Wetterkarte. Mit diesem Diagramm lassen sich dunkle Bereiche, die Gleichmäßigkeit der Beleuchtung und Raumaufteilungen erkennen.

Isocandela-Diagramm

Das Isocandeldiagramm stellt die Lichtintensität in Candela-Einheiten dar. Es erscheint als Kreisdiagramm mit Kurven. Diese Kurven repräsentieren bestimmte Candela-Werte.

Was ist IESNA Lichtverteilung?

IESNA steht für „Illuminating Engineering Society of North America“ und klassifiziert Lichtverteilungsmuster. Der IESNA-Verteilungstyp wird verwendet, um die optimale Beleuchtungsoption zu finden. AußenbeleuchtungBeispiele hierfür sind Straßenbeleuchtung und Flächenbeleuchtung. Die allgemeine Form der Lichtverteilung dient primär zur Kategorisierung der Lichtverteilung gemäß IESNA.

IESNA Horizontale Lichtverteilungsmuster

Die horizontale Lichtverteilung nach IESNA beschreibt, wie sich das Licht seitlich oder horizontal von der Quelle ausbreitet. Die horizontalen Typen, die sich nach der Breite der Lichtausbreitung richten, werden in diesem Abschnitt erläutert.

Typ I

• Charakteristik: Das horizontale Lichtverteilungsmuster des IESNA-Typs I ist schmal und symmetrisch. Die Lichtausbeute beträgt beidseitig der Lichtquelle jeweils 1 MH. Es weist eine bidirektionale seitliche Lichtverteilung auf. Die Lichtquelle ist zudem in entgegengesetzte Richtungen nach außen gerichtet.
• AnwendungenEs eignet sich optimal für Wege, Gehwege und die Beleuchtung von Hochmasten. Die Montagehöhe dieser Leuchte sollte in etwa der Breite des Bereichs entsprechen.

Typ II

• EigenschaftenDas Lichtverteilungsmuster ist schmal und asymmetrisch. Zudem erstreckt es sich straßenseitig von 1 MH bis 1.75 MH. Das Licht wird, wie bei Typ I, seitlich nach außen gerichtet, zusätzlich gibt es eine weitere Lichtverteilung nach vorn.
• Anwendungen: Es eignet sich für Fahrbahnen, Radwege und Fußwege, die eine etwas größere Ausleuchtung benötigen. Die Breite des Ausleuchtungsbereichs sollte das 1.75-fache der Montagehöhe nicht überschreiten.

Typ III

• EigenschaftenDie Lichtverteilung vom Typ III weist ein breites und asymmetrisches Muster auf. Sie streut das Licht weiter nach vorn als Typ II. Außerdem erstreckt sie sich auf der Straßenseite von 1.75 mH bis 2.75 mH.
• Anwendungen: Parkplätze und Flächenbeleuchtungen, die eine größere Ausleuchtung erfordern, nutzen diese Art der Lichtverteilung. Die Breite des Ausleuchtungsbereichs sollte bei der Installation der Leuchte weniger als das 2.75-fache der Montagehöhe betragen.

Typ IV

• EigenschaftenDie Lichtverteilung vom Typ IV weist ein asymmetrisches Abstrahlmuster auf. Tatsächlich streut sie das Licht nicht seitlich. Darüber hinaus reicht diese Leuchte zur Straßenseite über 2.75 mh hinaus, aber unter 3.7 mh.
• Anwendungen: Das Lichtmuster Typ IV bietet eine hohe Ausleuchtung über größere Flächen. Es wird zur Umfeldbeleuchtung an Masten oder Mauern, auf Flughafenpisten, Autobahnen usw. eingesetzt. Die Breite des Ausleuchtungsbereichs darf maximal das 3.75-Fache der Montagehöhe betragen.

Typ V

• EigenschaftenTyp V weist ein symmetrisches und kreisförmiges Muster auf. Daher bietet dieser Typ eine gleichmäßige Lichtverteilung in alle Richtungen.
• Anwendungen: Es wird auf größeren Flächen wie Parkplätzen, Feldern und Kreuzungen eingesetzt.

Typ VS

• EigenschaftenDiese Lichtverteilung weist ein symmetrisches und quadratisches Muster mit gleichmäßiger Intensität auf.
• Anwendungen: Der Typ VS wird auf Parkplätzen und großen Flächen eingesetzt, die eine gleichmäßige Lichtverteilung erfordern.

IESNA Vertikale Lichtverteilungsmuster

Die vertikalen Lichtverteilungen der IESNA geben an, wie weit das Licht von der Montagehöhe aus reicht. Sehen Sie sich nun die unten stehenden vertikalen Klassifizierungen an.

Eigenschaften	Sehr kurze	kurz	Medium	lang	Sehr lang
Maximale Intensität	0 – 1.0 MH	1.0 – 2.25 MH	2.25 – 3.75 MH	3.75 – 6.0 MH	Mehr als 6.0 Millionen
Empfohlener Stangenabstand	1 MH	1.0 bis 2.25 MH	2.25 MH bis 3.75 MH	3.75 MH bis 6 MH	Mehr als 6 Millionen

Was ist die NEMA-Lichtverteilung?

NEMA (National Electrical Manufacturers Association) ist ein US-amerikanischer Branchenverband der Elektroindustrie. Er hat sieben Lichtverteilungsmuster für unterschiedliche Beleuchtungsanforderungen kategorisiert. Die NEMA-Typen geben die Abstrahlwinkel an, die 10 % der maximalen horizontalen und vertikalen Lichtstärkefläche ausmachen. Eine breitere Abstrahlstreuung bedeutet hier bei gleicher Wattzahl eine kürzere Projektionsdistanz. Im Allgemeinen wird diese Klassifizierung verwendet in Flutlicht und Spotbeleuchtung.

NEMA-Lichtstrahltypen

Typ 1

• MerkmalSehr schmal.
• Abstrahlwinkel: 10-18 Grad.
• Strahlprojektionsdistanz: Mehr als 240 Fuß.
• AnwendungenEs eignet sich zur Ausleuchtung, Hervorhebung hoher Strukturen und großer Entfernungen wie hoher Türme oder architektonischer Besonderheiten.

Typ 2

• Merkmal: Eng.
• Abstrahlwinkel: 18-29 Grad.
• Strahlprojektionsdistanz: 200-240 Fuß.
• AnwendungenDiese Art der Lichtverteilung eignet sich für präzise Beleuchtung. Beispiele hierfür sind kleine Sportplätze, gezielte Flutlichtbeleuchtung in bestimmten Bereichen usw.

Typ 3

• MerkmalMittelschmal.
• Abstrahlwinkel29-46 Grad.
• Strahlprojektionsdistanz: 175-200 Fuß.
• AnwendungenAuf kleineren Sportplätzen und bei lokalen Flutlichtanlagen wird diese Art von Licht verwendet.

Typ 4

• Merkmal: Mittel.
• Abstrahlwinkel: 46-70 Grad.
• Strahlprojektionsdistanz: 145-175 Fuß.
• AnwendungenEs wird auf mittelgroßen Sportplätzen, Parkplätzen, bei allgemeinen Flutlichtanlagen usw. eingesetzt.

Typ 5

• MerkmalMittelweit.
• Abstrahlwinkel: 70-100 Grad.
• Strahlprojektionsdistanz: 105-145 Fuß.
• AnwendungenDiese Leuchten werden in größeren Bereichen zur breiteren Ausleuchtung eingesetzt, z. B. auf Sportplätzen, Parkplätzen, in der Landschaftsgestaltung, bei der Beleuchtung von Schildern usw. Der breitere Abstrahlwinkel bietet ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Abstand zur Wand und Abstrahlwinkel.

Typ 6

• Merkmal: Breit.
• Abstrahlwinkel100-130 Grad.
• Strahlprojektionsdistanz: 80-105 Fuß.
• AnwendungenEs eignet sich am besten für große Sportplätze, Stadien und Freiflächen, die eine gleichmäßige Lichtverteilung erfordern.

Typ 7

• MerkmalSehr breit.
• AbstrahlwinkelMehr als 130 Grad.
• Strahlprojektionsdistanz: Weniger als 80 Fuß.
• AnwendungenEs wird in öffentlichen Parks und Industriegebieten eingesetzt, in denen eine gleichmäßige Beleuchtung über eine große Fläche erforderlich ist.

NEMA-Leitfaden zur Messung des Strahlwinkels

Zwei Zahlen kennzeichnen üblicherweise die NEMA-Typen. Die erste Zahl steht für den horizontalen Typ, die zweite für den vertikalen. Die Gleichung zur Bestimmung des NEMA-Typs bei asymmetrischer Strahlverteilung lautet wie folgt:

Asymmetrische Strahlstreuung = Xº H (horizontale Streuung) mal Xº V (vertikale Streuung).

Beispielsweise bedeutet NEMA 7 x 6, dass die Leuchte eine horizontale Breite vom Typ 7 und eine vertikale Höhe vom Typ 6 aufweist. Anders ausgedrückt: Ihr horizontaler Abstrahlwinkel beträgt mehr als 130°, ihr vertikaler Abstrahlwinkel 100–130°. Diese Klassifizierungen werden mitunter auch in Kurzformen wie 7H6V angegeben.

Zu berücksichtigende Faktoren bei der Einstellung von Strahlwinkeln

• Gewünschter Lichteffekt: Verwenden Sie schmal Abstrahlwinkel für Akzentbeleuchtung und Weitwinkel für die Allgemeinbeleuchtung.
• Größe der Fläche: Bei größeren Flächen ist ein größerer Abstrahlwinkel angebracht. Umgekehrt eignen sich engere Abstrahlwinkel besser für fokussierte und kleine Bereiche.
• Deckenhöhe: Bei hohen Decken müssen Sie engere Abstrahlwinkel verwenden, um eine optimale Sicht zu erzielen.
• Energieeffizienz: Berücksichtigen Sie bei der Auswahl der Abstrahlwinkel den Energieverbrauch und wie Sie Verschwendung minimieren können.

Einige gängige Strahlaufweitungen

Ultra Spotlight 1H1V

Diese Bauart ist auch als NEMA I bekannt. Sie wird häufig für Anwendungen mit sehr großer Reichweite eingesetzt. Moderne LEDs können ein 12-, 15- oder 20-Grad-Lichtmuster mit hoher Genauigkeit erzeugen.

Spotlight 3H3V

Dieser Lichtstrahl ist beliebt, da er in einer Höhe von 40 bis 60 Metern optimal wirkt. Er ist auch als NEMA III bekannt. 1500-Watt-HID-Sportlampen und 500-Watt-Stadionlampen fallen in diese Kategorie. Er lässt sich einfach mit einem großen Metallreflektor um eine HID-Lampe erzeugen.

4H4V

4H4V oder NEMA IV ist ein gängiger Abstrahlwinkel, der bei verschiedenen Leuchten verwendet wird. Im Allgemeinen nutzen Hallenstrahler und einige Sportplatzbeleuchtungen diesen 60-Grad-Abstrahlwinkel.

H5V3 Breites kurzes Muster

Hier wird das horizontale Muster verstärkt, während das vertikale Muster beibehalten wird. Dies ist häufig bei Straßenbeleuchtung zu sehen.

H3V5 Schmal Hoch

Der schmale, hohe Lichtstrahl H3V5 ist ein ungewöhnlicher Strahl. Er ist mit einem hohen Lichtmuster versehen, um Gebäude und Schilder hervorzuheben.

H5V5 Breites Flutlichtmuster

Dieses Muster wird häufig als 90-Grad-Abstrahlwinkel für Höhen um die 30-40 Fuß verwendet. Dadurch wird mehr Licht auf den Boden gelenkt.  

H6V6 Ultra Wide Flood

Der H6V6 Ultra Wide Fluter ist für seine breite Ausleuchtung bekannt. Er wird üblicherweise in Wandleuchten für Wohnhäuser und kleineren Flutlichtstrahlern eingesetzt.

Was sind die Hauptunterschiede zwischen den Lichtverteilungstypen nach IESNA und NEMA?

Eigenschaften	IESNA Lichtverteilung	NEMA Lichtverteilung
Kriterien für die Einstufung	Lichtverteilung in einer horizontalen Ebene.	Lichtstrahlstreuung sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung.
Muster der Lichtausbreitung	Licht breitet sich über eine Ebene aus.	Hier breitet sich das Licht in bestimmten Winkeln aus.
Strahlungswinkel	Bei IESNA-Typen wird der Abstrahlwinkel gemessen, bei dem die Lichtstärke 50 % der maximalen Candela beträgt.	NEMA misst bestimmte Abstrahlwinkel, bei denen das Licht 50 % und 10 % beträgt.
Anwendungen	Außenbeleuchtungssysteme wie Straßen, Parkplätze und Fußwege usw.	Flutlichter und Scheinwerfer.
Abdeckung	Typ I, II, III, IV, V, VS.	Typ 1 bis Typ 7.

Wie wählt man die beste Lichtverteilungsart basierend auf den Projektanforderungen aus?

• Analysieren Sie Ihren Beleuchtungsbedarf: Zunächst sollten Sie die Projektziele und den Einsatzort der Beleuchtung festlegen. Die Art der Lichtverteilung variiert beispielsweise je nach Ort wie Parkplätzen, Supermärkten, Stadien, engen Straßen usw. Für eine allgemeine Beleuchtung wählen Sie Leuchten mit breiter Lichtverteilung. Für Arbeitsplatzbeleuchtung benötigen Sie hingegen Leuchten mit fokussiertem Lichtkegel.
• Flächengröße: Größere Flächen erfordern breitere Verteilungen, wie z. B. Typ III, V. Für kleinere Flächen eignen sich hingegen die Typen I, II mit fokussierten Strahlen.
• Montagehöhe: Berücksichtigen Sie die Montagehöhen, bevor Sie die Lichtverteilungstypen auswählen. Sie haben einen erheblichen Einfluss auf die gewünschte Lichtausbeute.
• Umweltfaktoren: Berücksichtigen Sie die typischen Wetterbedingungen an dem Ort, an dem Sie die Beleuchtungsanlage reparieren. Starker Wind und häufiger Regen können die Lichtverteilung beeinträchtigen.
• Beschaffenheit der Oberfläche: Die Lichtwirkung ändert sich aufgrund unterschiedlicher Oberflächen. Beispielsweise verstärkt eine stark reflektierende Oberfläche das Licht, während eine dunklere Oberfläche es absorbiert.

Auswirkungen der Montagehöhe auf die Beleuchtungsstärke

Die Montagehöhe beeinflusst die Ausleuchtung des vorgesehenen Ziels durch eine Lichtquelle. Sie ist der vertikale Abstand zwischen dem tiefsten Punkt der Leuchte und dem direkt darunter liegenden Boden.

• Größere Montagehöhen: Bei größeren Montagehöhen wird durch die stärkere Lichtstreuung eine größere Fläche ausgeleuchtet. Dies findet Anwendung in der Straßenbeleuchtung. Zudem werden Schatten reduziert und eine gleichmäßigere Ausleuchtung erzielt. Allerdings nimmt die Lichtintensität hier ab, und es wird eine höhere Wattzahl benötigt.
• Niedrigere Montagehöhen: Die Montage erfolgt in geringeren Höhen für Arbeitsplatzbeleuchtung Weil das Licht auf einen kleineren Bereich konzentriert bleibt. Außerdem benötigt man eine Leuchte mit geringerer Wattzahl, da die Lichtintensität hier zunimmt. Leider entstehen dadurch harte Schatten oder Blendeffekte.

Lichtverteilung bei Außenleuchten

Straßen- und Fahrbahnbeleuchtung

Die Straßenbeleuchtung erfordert eine gleichmäßige Ausleuchtung von Straßen und Fußwegen. Daher werden die Lichtverteilungstypen II, III und IV für diesen Zweck empfohlen. Diese werden in Stadtstraßen, Autobahnen und Wohngebieten eingesetzt.

Typ II bietet eine schmale, asymmetrische Verteilung und eignet sich für Nebenstraßen und Fußwege. Typ III bietet eine breite, ebenfalls asymmetrische Verteilung für größere Straßen. Typ IV gewährleistet schließlich einen Vorwärtsauswurf für Kreuzungen und breite Fahrbahnen.

Mastaufsatzbeleuchtung

Mastaufsatzleuchten werden in Parks, auf Plätzen und Gehwegen zu Dekorationszwecken eingesetzt. Die bevorzugten Lichtverteilungstypen für Mastaufsatzleuchten sind Typ V und Typ VS.

Die Lichtverteilung vom Typ V ist symmetrisch, kreisförmig und sorgt für eine gleichmäßige Ausleuchtung in alle Richtungen. Der Typ VS hingegen ist symmetrisch und quadratisch und eignet sich für eine gleichmäßige Beleuchtung von Plätzen und Gärten.

Parkplatzbeleuchtung

Die Parkplatzbeleuchtung auf Flughäfen und Gewerbeflächen nutzt Lichtverteilungsmuster der Typen III, IV und V. Typ II bietet eine breite Ausleuchtung für große Parkplätze. Typ IV mit nach vorne gerichtetem Lichtkegel eignet sich besser für die Randbeleuchtung. Typ V mit kreisförmigem Lichtkegel wird schließlich in zentralen Bereichen eingesetzt.

Sportbeleuchtung

Fußballfelder, Tennisplätze und Stadien benötigen spezielle Sportbeleuchtung. Für eine gezielte Ausleuchtung werden Leuchten der NEMA-Typen 1–3 mit schmalem Abstrahlwinkel an hohen Masten eingesetzt. Auf größeren Spielfeldern kommen zusätzlich Leuchten der NEMA-Typen 4–6 mit mittlerem bis breitem Abstrahlwinkel zum Einsatz.

Flutlicht

Flutlicht ist in großen Außenbereichen und zur Beleuchtung architektonischer Highlights unerlässlich. Für diese Bereiche werden die NEMA-Typen 2–6 empfohlen. Für die gezielte Beleuchtung von Bereichen eignet sich Typ IV mit asymmetrischem Abstrahlwinkel besser.

Zukünftige Entwicklungen in der Lichtverteilung

• LED-Technologie: LEDs haben das Potenzial, Flexibilität, Richtungsgenauigkeit und Kontrollierbarkeit der Lichtverteilung zu entwickeln.
• Intelligente Beleuchtung: Intelligente Systeme in intelligente Beleuchtung optimiert Lichtverteilung, Helligkeit und Farbe basierend auf spezifischen Anforderungen. Zum Beispiel für das Internet der Dinge (IoT), Sensoren, Zigbee, Bluetooth usw. werden das Ergebnis der Lichtverteilung verbessern.
• Menschenzentrierte Beleuchtung: Das bedeutet, eine dynamische Beleuchtung zu schaffen, die natürliche Tageslichtmuster nachahmt. Die Integration dieser Technologie in Lichtverteilungssysteme trägt dazu bei, Stimmung, Produktivität und Schlafrhythmus der Nutzer zu verbessern.
• Nachhaltige Beleuchtung: Durch nachhaltige Beleuchtung lässt sich die Umweltbelastung reduzieren und Abfall minimieren. Das Licht wird effizient verteilt, um maximale Sicht bei minimaler Lichtverschmutzung zu gewährleisten.

Häufig gestellte Fragen

Fazit

Das Verständnis der verschiedenen Lichtverteilungstypen ist entscheidend für die Planung der Beleuchtung eines Ortes. IESNA-Lichtverteilungstypen werden für Außenbeleuchtung verwendet, während NEMA-Typen für fokussierte Beleuchtung zum Einsatz kommen. Wählen Sie den Typ je nachdem, wie eng oder breit die Ausleuchtung sein soll.

Die LED-Technologie nutzt die Lichtverteilungsmuster zur Optimierung der Lichtsteuerung. Daher sind LED-Produkte mit spezifischen Lichtverteilungstypen erhältlich bei LEDYi-Beleuchtung.

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