Zusammenhang Kelvin und Lumen (Lux) bei Smart-LED-Lichtern

[CyborgBeta]

Ich weiß nicht genau, wie ich das Thema nennen soll, aber ich habe so ein Smart-Licht, das ich auf Weiß mit unterschiedlichen Kelvin einstellen kann.

Meine Frage wäre, bei welcher Kelvin-Zahl das Licht am hellsten wäre, nicht nur subjektiv empfunden, sondern auch "messbar". Also wobei Lumen am höchsten wären.

Und wie unterscheidet sich eigentlich natürliches Licht (von der Sonne) (oder diffuses, wenn bewölkt) vom künstlichen Licht? Bzw., gibt es einen Unterschied? Ist das eine gut/schlecht für die Augen?

Leider finde ich dazu nicht viel im Internet - oder ich verwende die falschen Suchbegriffe.

 

[holdes]

Also ich weiß zwar nicht wonach du suchst, aber zum Thema der Einheiten gibts unter der Kategorie Licht und physik so abertausende Ergebnisse mit massiv Lektüre, daher nur mal kurz angeschnitten.

Fakt ist: Kelvin hat mit Lumen keinerlei Zusammenhang, die Frage ist also komplett obsolet. Das eine ist die Farbe des Lichtes und das andere der Lichtstrom. Man kann auch z.B. gelbes Licht haben und dabei eine extreme Lichtstärke wie z.B. Straßenlaternen.

Das Licht von der Sonne hat je nach Tages/Nachtzeit, Bewölkung, Atmosphäre usw. eben eine andere Lichtfarbe also Kelvin und Lumen je nachdem was den Lichtstrahl eben so behindert. Das kann man pauschal nicht beantworten. Es gibt durchaus künstliches Licht, was das Spektrum der Sonne zum Mittag nahezu perfekt abbilden kann, das ist dann aber keine einzelne LED sondern eher ein LED Cluster in denen verschiedene LEDs verbaut sind, die das Gesamtspektrum abbilden. So etwas wird z.B. in einigen Gärtnereien gemacht, gerade wenn man Pflanzen in Gewächshäusern züchtet, die sonst hier nicht oder kaum wachsen würden.

Was schlecht für die Augen ist solltest du im Internet leicht herausfinden, das hängt aber eher weniger von der Lichtfarbe als von Menge und Intensität ab. Wer nie Licht sieht wird seine Sehnerven verkümmern und wer in zu starkes Licht schaut wird sie überreizen und anderweitig schädigen. Aktiv in Leuchtmittel schaut ja kein Mensch herein wenn wir mal Monitore außen vor lassen.

 

[CyborgBeta]

Fakt ist: Kelvin hat mit Lumen keinerlei Zusammenhang, die Frage ist also komplett obsolet.

Ich wäre mir da nicht so sicher ... Jedenfalls freue ich mich auch auf andere Meinungen.

Edit: Klar, dass man nicht direkt in eine Lichtquelle schauen sollte und auch nicht nur im Dunkeln sein sollte, ist auch klar ...

 

[Holger55]

https://de.wikipedia.org/wiki/Lichtstrom

https://de.wikipedia.org/wiki/Farbtemperatur

 

[CyborgBeta]

Mag mich ja täuschen, und ich erkenne in den Grafiken auch direkt einen Peak, aber anscheinend ist ca. 6000 Kelvin für das Auge am hellsten.

Meine Lampe kann ich zwischen 2700 und 6500 Kelvin einstellen ...

Ergänzung (8. Oktober 2023)

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/21/Black_body_visible_spectrum.gif

das Integral sollte da (bei ca. 6000 K) am höchsten sein...

 

[holdes]

Ich wäre mir da nicht so sicher ... Jedenfalls freue ich mich auch auf andere Meinungen.

In deiner Eingangsfrage geht es auch um Lumen und die haben mit der für das Auge empfindlichsten Farbe (oder Lichtfarbe allgemein) nun einmal nichts zu tun. Die Aussage bleibt daher nach wie vor bestehen: Kelvin und Lumen haben keinen Zusammenhang, den hast nur du selbst kreiert.

Man könnte sich auch mit 1000 Watt Infrarot LED bestrahlen lassen, das wird dann ziemlich warm aber hell wirds nicht. Der Photonenstrom ist dann trotzdem ziemlich hoch.

Edit: Klar, dass man nicht direkt in eine Lichtquelle schauen sollte und auch nicht nur im Dunkeln sein sollte, ist auch klar ...

Du kannst ohne Messgerät sowieso nicht davon ausgehen, dass was du in irgendeiner App an Kelvin einstellst auch zu 100% tatsächlich so wiedergegeben wird, das sind schließlich keine Laborlampen. Aber mal im Ernst: Warum stellst du nicht einfach in deiner App das Licht so ein, wie es dir gefällt und willst das anhand einer Empfindlichkeitsskala tun?

 

[CyborgBeta]

Warum stellst du nicht einfach in deiner App das Licht so ein, wie es dir gefällt und willst das anhand einer Empfindlichkeitsskala tun?

Weil das, was ich subjektiv als "gut" empfinde, nicht unbedingt auch das Beste für die Augen sein muss.

Es ist auch klar, dass das nur ungefähre Kelvin-Werte sind, die nicht unbedingt realitätsgetreu sein müssen.

Aber ich habe den Wikipedia-Artikel gelesen und wenn ich diesen richtig verstehe, sollte das Auge bei einer Farbtemperatur von ca. 6000 Kelvin alle Farben des Spektrums am besten erkennen können. 6000 K entspricht etwa der Vormittag-/Nachmittagssonne bei keiner Bewölkung.

Weiterhin ist wohl Grün und Gelb bei "schlechter" Beleuchtung auch am schlechtesten zu erkennen, Rot hingegen am ehesten. Vermutlich ist das mit einer der Gründe, weshalb die Ampelsignalfarben so gewählt wurden.

 

[Knito]

Man könnte sich auch mit 1000 Watt Infrarot LED bestrahlen lassen, das wird dann ziemlich warm aber hell wirds nicht. Der Lichtstrom (Lumen) ist dann trotzdem ziemlich hoch.

nee, Infrarot und Ultraviolet haben keine Lumen, weil K in der Lichtstromgleichung 0 wird.

 

[holdes]

nee, Infrarot und Ultraviolet haben keine Lumen, weil K in der Lichtstromgleichung 0 wird.

Da hast du vollkommen recht. Lumen nicht aber Photonen bzw. PPF, ich wollte lediglich vermeiden noch mehr Begriffe in den bereits durcheinander gewürfelten Topf zu werfen .

 

[SaschaHa]

Meine Frage wäre, bei welcher Kelvin-Zahl das Licht am hellsten wäre

Am hellsten ist es ganz einfach dann, wenn alle LEDs mit maximaler Leistung angesteuert werden. Welcher Kelvinwert dabei herauskommt, ist aber von Hersteller zu Hersteller leicht unterschiedlich, da die Helligkeiten und Wellenlängen der unterschiedlichen LEDs sich ja unterscheiden können und das gemischte Licht dadurch etwas variiert. Normalerweise sind aber hohe Kelvinwerte heller als niedrige, weil die meisten LEDs so konzipiert sind, ihre maximale Helligkeit bei neutralem Licht zu erreichen und nicht bei "warmen" Licht, das ja eher an gedimmte Glühbirnen erinnert und damit eher eine gemütlichere Atmosphäre erzeugen soll.

Aber jetzt mal ein konkretes Beispiel: Wenn deine Lampe aus zwei verschiedenen LEDs besteht, also beispielsweise einer mit 2000K und einer mit 6000K, dann läge die maximale Helligkeit genau in der Mitte dazwischen, also bei 4000K, sofern beide LEDs bei maximaler Leistung gleich hell sind. Wäre beispielsweise die 6000K-LED heller als die 2000K-LED, würde sich der Kelvinwert für die maximale Helligkeit dementsprechend nach oben (höhere Kelvinwert) verschieben. Das ist wie gesagt von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich und hängt auch von der Implementierung ab. Beispielsweise wäre es auch möglich, dass sich alle LEDs ein Powerbudget teilen, und dann ist natürlich die Farbe am hellsten, die durch die LED mit der höchsten Effizienz erzeugt wird. In der Regel sind das dann auch hohe Kelvinwerte, da solche LEDs viele Wellenlängen emittieren und dadurch die Energie eben recht effizient nutzen können.

 

[baustidus]

Kannst du oft auch bei den Herstellern im datasheet nachlesen "Philips Hue white&color Ambiance" haben z.bsp 806 Lumen bei 4000K.

Quelle

 

[juwa]

Lustige Diskussion, wusstet ihr eigentlich, dass bei der Beleuchtung wir in Europa eher zu wärmeren Farbtönen neigen und in Afrika und Asien mehr zu kälteres Licht und die Eskimos sollen 20 verschiedene Wörter für die Farbe weiß haben. (wobei weiß ja keine Farbe ist).

Schon kurios, im Endeffekt aber eben immer eine Geschmacksfrage.

Das Thema geht in die Physik, also wir reden vom Schwarzen Körper als Idealstrahler, die Sonne hat da also eine Farbtemperatur von 5,500 Kelvin, war eben auch ihrer Oberflächentemperatur entspricht und dem Licht welches wir wahrnehmen.

Wird übrigens für die Augen eine möglichst entspannende Farbe gesucht, so empfehle ich mintgrün, so wie in vielen Krankenhäusern die Wände gestrichen sind.

 

[Tulol]

Ich wäre mir da nicht so sicher ... Jedenfalls freue ich mich auch auf andere Meinungen.

Kelvin beschreibt die Farbtemperatur
Lumen den Lichtstrom

Das eine hat mit dem anderen nichts zutun.
Das ist so als wenn du meter/h(zurückgelegte Strecke pro Zeit) mit gramm(gewicht) in einen Topf schmeißen würdest.

Eine hohe Farbtemperatur in Kelvin beschreibt Licht mit einem höheren Anteil an kurzwelligem Licht(blauer), eine niedrigere Farbtemperatur in Kelvin beschreibt Licht mit einem höheren Anteil an langwelligem Licht(rot).


Lumen beschreibt wieviel Licht pro Zeiteinheit ausgesendet wird.
Lumen sagt NICHTS darüber aus wie sich das Licht zusammensetzt!(also welche Farbtemperatur(Kelvin) es hat)

Lux beschreibt die gesamthelligkeit pro Fläche pro Zeiteinheit. Da es Lumen als Grundlage hat kann man es nicht mit Lumen allein vergleichen oder ähnliches(es würde einfach keinen Sinn ergeben).

Ergänzung (8. Oktober 2023)

Weil das, was ich subjektiv als "gut" empfinde, nicht unbedingt auch das Beste für die Augen sein muss.

Warum nicht?
Wieso muss man immer alles was am besten für einen selbst ist von irgendwem Diktieren lassen? Wieso nicht auf das eigene Empfinden hören?

 

[bezelbube]

Lumen ist der Stromverbrauch.
Eine 60 Watt Birne entspricht etwa 730 Lumen oder
eine 8-10 Watt LED etwa 730 Lumen.
Bei Kelvin wird die Farbtemparatur angegeben.
Warmes (gemütliches) Licht etwa 2000 bis 3300 Kelvin
Neutrales (typischs Bürolicht) ca. 3300 bis 5300 Kelvin
Tageslichtquellen fangen bei ca. 5300 an.
LED`s können alle diese Lichtfarben abdecken.

 

[SaschaHa]

Lumen ist der Stromverbrauch.

Nein. Es ist die Strahlungsleistung in Watt, also letztendlich die Leistung, die tatsächlich emittiert wird. Wie viel Energie (welcher Form auch immer) zur Erzeugung benötigt wird, hängt - wie du es im folgenden ja selbst gezeigt hast - stark von der Technologie/Methode ab.

Eine 60 Watt Birne entspricht etwa 730 Lumen oder
eine 8-10 Watt LED etwa 730 Lumen.

So ist es richtig.

 

[Tulol]

Nein. Es ist die Strahlungsleistung in Watt

Nein, auch falsch.

Bitte hört auf irgendwelche Einheiten durcheinander zu werfen oder miteinander zu Mischen.

Lumen ist Lumen und Watt ist Watt.

Und wieviel Lumen eine LED pro aufgenommener elektrischer Leistung(Watt) aussendet hängt von so furchtbar vielen Faktoren ab das man das so gar nicht Pauschalisieren kann.

Produktverpackungen sind keine wissenschaftlichen Abhandlungen!

 

[CyborgBeta]

Danke für alle Antworten.

Das eine hat mit dem anderen nichts zutun.
Das ist so als wenn du meter/h(zurückgelegte Strecke pro Zeit) mit gramm(gewicht) in einen Topf schmeißen würdest.

Eigentlich ... meinte ich einfach nur, auf wie viel Kelvin in meine LEDs einstellen sollte, damit das abgegebene Licht am hellsten wirkt bzw. tatsächlich auch ist ... das wird natürlich herstellerabhängig sein, aber vielleicht gibt es Gemeinsamkeiten.

Ich hab 3 von diesen: https://avm.de/produkte/smart-home/fritzdect-500/technische-daten/

Nutzlichtstrom: 806 Lumen bei 360°
Farbtemperatur: 2700-6500K+RGB
Leistungsaufnahme im angeschalteten Zustand: 9,4 W
Leistungsaufnahme im Bereitschaftszustand: 0,5 W
Halbwertswinkel: 200°

 

[scooter010]

Wenn es dir zu dunkel ist, empfehle ich mehr/stärkere Lichtquellen zu installieren. Wahrscheinlich wird neutral weiß bis leicht kalt weiß am hellsten sein, da dafür wahrscheinlich alle LED des Leuchtmittel am hellsten strahlen.

Ich selbst verwende idR 2 farbige LED-Streifen (2700k-6500k) und stelle mir die gewünschte Farbtemperatur ein. Bei 19W/m ist es auch immer hell genug.

 

[SaschaHa]

Probiere es doch einfach aus. Ich würde tippen, dass die maximale Helligkeit relativ mittig zwischen den 2700K und 6500K liegt, tendenziell eher etwas über der Mitte. Also ggf. so in dem Bereich zwischen 4600K (Mitte) und 5400K. Je nach Wirkungsweise kann es aber eben auch ganz anders sein, siehe #10.

Abgesehen davon, was rein physikalisch am hellsten ist, dürfte für dich aber wohl eh die wahrgenommene Helligkeit sein, und die ist sehr individuell und eben auch abhängig von der Wellenlänge. Da wir hier über gemischtes Licht und keine einzelne Wellenlänge reden, ist das nicht so einfach zu berechnen, ohne die einzelnen Wellenlängen zu kennen, die tatsächlich emittiert und dann gemischt werden. Also meine Empfehlung: teste es einfach aus, beginnen mit dem oben genannten Kelvinbereich, und nimm dann die Farbtemperatur, die du subjektiv am hellsten empfindest.

 

[CyborgBeta]

teste es einfach aus, beginnen mit dem oben genannten Kelvinbereich, und nimm dann die Farbtemperatur, die du subjektiv am hellsten empfindest.

Also, 100 %-Dimmung und ca. 6000K ist mir fast schon wieder zu hell bzw. zu grell, nach ein paar Minuten tränen die Augen, obwohl ich ja nicht direkt in die LEDs schaue ...