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LED dürfen nicht mehr flimmern - nur noch moderat …

 

In meiner Abwesenheit habe ich Post vom Umweltbundesamt und von Lichtpeter (hier) bekommen. Die EU-Kommission hat eine Verordnung gegen das fröhliche Treiben der LED erlassen. Hier seine Meldung in vollem Wortlaut (ohne Adressen, die gibt es hier) Die Verordnung kann hier abgerufen werden.

!!! Ticker !!! Die neue EU-Verordung gegen das Lichtflimmern ist veröffentlicht.

Sehr geehrte Damen und Herren,
werte Freunde des guten, flimmerarmen Lichts.

Der Nikolaus hat etwas mitgebracht.

Seit nunmehr 4 Jahren arbeitet Der Lichtpeter daran dass das Lichtflimmern reguliert wird.
Nun ist es soweit, die neue Verordnung heißt (EU) 2019/2020 und ist vom 1. Oktober 2019.

Die Verordung ist zur Festlegung von Ökodesign-Anforderungen an Lichtquellen und separate Betriebsgeräte gemäß der Richtlinie 2009/125/EG des Europäischen Parlaments und des Rates und zur Aufhebung der Verordnungen (EG) Nr. 244/2009, (EG) Nr. 245/2009 und (EU) Nr. 1194/2012 der Kommission.
Sie stellt die Anforderungen an die Produktgestaltung, was unter anderem auch eine Regulierung gegen das Lichtflimmern vorsieht.
Sie ab dem 1. September 2021 in Kraft und ist unmittelbar in jedem Mitgliedstaat gültig.

Weitere Details und Links zur Einsichtnahme und zum Herunterladen hier auf dieser Webseite.

Herangezogen zur Vermessung des Lichtflimmerns gemäß dieser Verordnung wurden SVM und PstLM. Es sind also zwei Messgrößen, die die zeitliche Ungleichförmigkeit des Lichts vermessen und bewerten.
Ebenso wäre das CFD-Messverfahren geeignet gewesen mit dem Vorzug nur eine Messgröße zu benötigen. Immerhin hat die Existenz des CFD die Notwendigkeit und die Machbarkeit eindeutig gezeigt und damit den Druck erhöht, dass es möglichst schnell zu dieser Verordnung gekommen ist.Der Lichtpeter wünscht eine schöne Weihnachtszeit und ein gesundes Jahr 2020, sowie ein schönes Wochenende.

Mit freundlichen Grüßen

Peter Erwin
Dipl.-Ing. (DH) für Elektrotechnik

Der Lichtpeter

Darf die LED mehr flimmern, weil sie modern ist?

 

Ein längst vergessenes Problem ist wieder da, das Flimmern. Und die einstige Konfrontation. "Kann nicht sein" hie (der Hersteller), "Darf nicht sein" da (der Verbraucher). Dumm nur, dass der Verbraucher nicht wie einst Lieschen Müller ist, der man erzählen kann, dass ihre Kopfschmerzen nicht von der Beleuchtung herrühren, sondern von ihrer Biologie, die an manchen Tagen des Monats verrückt spielt. Der wird diesmal von einem Fachmann repräsentiert, der nicht nur viel Ahnung hat. Ich hatte ihn mehrfach zitiert oder präsentiert (hier und da). Sehr dumm - für die Hersteller.

Wo liegt das Problem? Das Flimmern war in der Lichttechnik ein Problem, das bereits in der Norm von 1935, DIN 5035 damals ohne weitere Blätter, als "Ruhe der Beleuchtung" behandelt wurde. Das erste umfangreiche "Handbuch der Lichttechnik" thematisierte es bereits in 1938 (hier).

Das Flimmern entsteht i.d.R. dadurch, dass Lampen mit Wechselstrom betrieben werden. Bei Gleichstrom gibt es das Problem nicht. (Vielleicht wollte Edison deswegen bis zu seinem Tode Gleichstrom verkaufen?). Es betrifft auch nicht alle Lampen gleichermaßen. Z.B. sind Glühlampen so träge, dass ihr Wechsellicht nur bei sehr schnellen Fotoaufnahmen merklich wird. Das menschliche Auge merkt nichts. Bei Entladungslampen übrigens merkten bei den Olympischen Spielen von München, dass manche Aufnahmen trotz 4.000 lx schlicht schwarz waren (hier). Die am stärksten betroffenen Leuchtmittel sind LED, weil sie die geringste Trägheit besitzen. Sie sind nämlich ultraschnelle Schalter, mit denen man Lichtleiter mit Nachrichten füllt. Sie arbeiten praktisch trägheitslos.

Beschwerden über Flimmern bei Leuchtstofflampen waren häufig. Die Industrie trat diesen entgegen mit der Feststellung, dass das Licht mit 100 Hz moduliert wäre und dass das menschliche Auge diese Frequenz nicht auflösen könne. Dass dies eine dumme Ausrede war, konnte man auf zweierlei Art entlarven. 1) die Lichttechnik bot Mittel dagegen (3-Phasenschaltung, Duoschaltung) und 2) jeder Schüler erfährt im Physikunterricht, dass Glimmlampen, die bei unbewegtem Auge still stehen, bei bewegtem Kopf eine schöne Sinuskurve abbilden. Dass die Hälfte der Kopfschmerzen bei Büromenschen durch die Lichtmodulation der Leuchtstofflampen verursacht wurden, wies man bereits in den 1980ern nach (hier). Dass die alternativen "Mittel", die angeboten wurden, nicht funktionieren konnten, habe ich hier dargestellt. Man nahm sie also nicht ernst.

Die Haltung der Industrie änderte sich erst, als die teureren elektronischen Vorschaltgeräte ausgereift waren. Jetzt war das (ehemalige) Problem plötzlich "wahr". Bis dato musste jeder mit seinen Kopfschmerzen selber fertig werden. Heute haben wir ein fast identisches Problem: Die LED verursachen durch ihre Lichtmodulation diverse Probleme wie einst, aber noch eines mehr - Perlschnureffekt - (mehr dazu hier wunderbar dargestellt an einem Aquarium, und hier als Vorahnung der Gefahr für den Verkehr). Die Lösung ist schlicht und einfach - aber mit Kosten verbunden. Deswegen plädiert der Lobbyverband für die Zulassung von mehr Flimmern und droht mit Liebesentzug: viele Produkte müssten zurückgezogen werden (zu lesen hier). Die Gegenseite kontert so: "LightingEurope mit Bezug auf NEMA (also wirtschaftlich orientierte Industriekonsortien) begründet seine Stellungnahme gegen einen niedrigen SVM-Wert damit, dass ein Ausschleichen von ganzen Leuchtmittelproduktfamilien die Folge wäre, und dass der Endverbraucher ohne Beleuchtung dastünde. Dies ist, wie belegt wurde, nicht nachvollziehbar. Ein SVM von 1,6 ist so hoch, dass schädliches Stroboskoplicht zugelassen werden würde, und das ist keinesfalls akzeptabel und ganz sicher nicht Absicht der Ökodesignrichtlinie." Die gesamte Stellungnahme ist hier zu lesen.

Langsam zum Mitschreiben: Uns wurde eine wirklich miserable Technologie ("Energiesparlampe" alias Kompaktleuchtstofflampe aufgeschwatzt, von der nach wenigen Jahren keiner mehr spricht. Danach kam das leuchtende Zukunfstbild "LED" mit vielen Rissen. Einer davon ist Lichtmodulation alias flicker alias Kopfschmerzen. Auch die Gefährdung des öffentlichen Verkehrs wird diskutiert. Und nicht nur von enttäuschten Bürgern. Die Lösung ist einfach und kostet Geld. Warum zum Teufel müssen wir die ganze Welt mit Lampen behängen, die längst vergessene Probleme zum Alptraum machen können? Zwar nicht für alle, sondern für eine "Verhandlungsmasse", das sind die empfindlichen Menschen. Je nach "akzeptablen" Grenzen können das 10% oder 20 % sein.

Wer keine persönliche Begegnung mit Flimmern hatte, möge zu einer belebten Straße in einer deutschen Stadt gehen oder zu einem Bahnhof. Dort flimmern die Fahrradlichter, wenn einer langsam fährt oder schiebt. Gestern kamen mir bei Sonnenschein Dutzende Fahrräder einer Öko-Gruppe an einem Berg entgegen. Die Lahmen flimmerten, die Schnellen machten eine Weiterfahrt unmöglich. Sie blenden schlimmer als die viel beschimpften SUVs. Langsam wir mir klar, warum die "Fachleute" der EU, die die neue Richtlinie bearbeiten, nicht vom Fach sind, mindestens einer aus der Walachei.

Flimmern war gestern- jetzt haben wir Flicker

Wer so schöne Zahlen wie 50.000 h oder gar 150.000 h für die Lebensdauer von LED-Lampen und Leuchten liest, wird diese Leuchte für ein Disco-Requisit halten. Zieht alle Augen auf sich. Wie schön. Oder gar nicht schön. Es lohnt sich für den Fachmann wie für den Laien, sich damit auseinanderzusetzen. Denn es geht nicht nur um Geld, sondern auch um die Sicherheit.

Diese Leuchte ist garantiert keine 50.000 Stunden alt. Sie wurde vor drei Jahren installiert und wird so etwa 12 Stunden am Tag oder weniger in Betrieb sein. Ihr Problem? Sie ist eine Retrofit-Leuchte. Na und? Die lieben die Hersteller nicht (s. Planungssicherheit LED 2016). Wer ihnen gerne Gewinnsucht vorwirft, weil sie lieber neue Ware verkaufen als neue Lampen in alte Fassungen schrauben, sollte es diesmal lieber unterlassen. Denn es geht um den Ruf der Technologie und der Industrie. Wer prüft im Baumarkt, ob das neue gute Stück doch eine alte Gurke mit einer neuen Lampe drin ist? Viele Leute sind entsetzt, weil ihr gutes Stück nach kurzer Zeit nicht mehr so funzt, sondern funzelt und blitzelt. Siehe das Video. Schuld sind die Hersteller - oder? Das war mal. Jetzt gibt es den Markt, den grauen Markt und eventuelle pechschwarze Erlebnisse.

Das Problem ist eigentlich eine gute Seite von LED. Sie schickt das Licht in die eine Richtung, die Wärme in die umgekehrte. Manche LED-Leuchte ist eigentlich ein großer Kühlkörper mit einer kleinen Diode drin. So lange diese nur den Gemütszustand eines Geräts verriet - das war für Jahrzehnte ihre Hauptrolle -, war die Welt in Ordnung. Die paar Milliwatt verschwanden im Universum. Jetzt muss die LED leuchten und produziert Wärme. Diese geht nach hinten los. Ist sie in ein Downlight eingedreht, wärmt sie den Deckenhohlraum auf. Ist dieser so leer nicht, kann die LED von der toll langen Lebensdauer so viel einbüßen, dass eben der im Video gezeigte Zustand entsteht. Ist die Leuchte ungeeignet, gibt es Wärmestau und - angeblich - auch Brände. Jedenfalls theoretisch.

Deswegen wird kein Hersteller einer LED-Lampe die Verantwortung dafür nehmen, dass sie in eine ungeeignete Leuchte eingeschraubt wird. So sollte man gut versicherte Elektriker beschäftigen (hier). Das hilft allerdings nicht gegen miserable Objekte, die lebensgefährlich sein sollen (Bild)Da kommt die Hitze anders: Stromschläge. Deutsche Hersteller werden hierfür auch keine Verantwortung übernehmen. Sie werden aber zur Verantwortung gezogen, weil der Kunde nicht weiß, was er kauft. Der Markt ist in einem gefährlichen Zustand. Wie gefährlich, ist bei dem zitierten Artikel beschrieben (hier). Die Objekte trugen alle das CE-Zeichen, dass angeblich garantiert, dass alle anwendbaren Vorschriften der EU eingehalten werden. Allerdings kann man die Kuckucks kaufen und auf seine Produkte kleben, so wie einst Krokodile auf Fake-Hemden. Kein Zoll kann helfen, wenn man als moderner Mensch seine Ware in China bestellt.

Ob reale Gefahr oder nicht. Die Versicherer kennen bei einem Schadenfall keinen Pardon. Hier die Publikation der Versicherer zur Schadenverhütung beim Betrieb von Leuchten (V2005_low vom Jahre 2014) mit Definitionen von Retrofit- und Konversionslampen. Man kann davon ausgehen, dass der Elektriker als Normalbürger die Unterschiede nicht kennt. Ebensowenig wird er dem Kunden erzählen, dass die sonst üblichen Prüfzeichen zwar an der Leuchte kleben bleiben, aber schlicht ungültig sind! Der Zentralverband Elektrotechnik und Elektronikindustrie e. V. (ZVEI) verweist in mehreren Veröffentlichungen auf Gefährdungen, die durch den unerlaubten Umbau von Leuchten entstehen können.

Flimmern bei Olympia 1972?

 
Die Suche nach Artikeln über Flimmern von LED hat mich schnurstracks in die Vergangenheit geführt, die eigentlich als glorreich bezeichnet werden müsste. Man stelle sich vor, Olympia kommt nach Deutschland zurück, d.h. nach München, und man darf als Student bei der Planung mitmischen. Es gab nicht nur ein Sack voll Geld (leider kein Olympiagold) und die Bekanntschaft eines der besten Architekten der Welt (Behnisch). Dazu durfte ich den Mann kennenlernen, der Maracana beleuchtet hatte (Estádio do Maracanã). Und Osram machte ihr Bestes - sie entwickelte eine Super-Lampe, die den Schmach von Mexico-Stadt 1968 tilgen sollte. Dort hatte die Journaille geklagt, die Läufer wären immer rot angelaufen, wie sie in den Schatten des Tribünendachs gelaufen waren. Also: Erst einmal weg mit dem Tribünendach. Was von ihm noch übrig blieb, um Schatten zu werfen, wurde aufgehellt. Und das auch mitten am Tag. Das mit dem Tribünendach hatte Udo Fischer ausgedacht, der unablässig nach Absatzmärkten für Plexiglas - in seinen Worten Acrylglas - suchte. Leider warf das transparente Dach immer noch Schatten. Daher die Aufhellung. (Böse Anmerkung: Transparent ist immer relativ.)

Olympiastadion12

Da das Geld sehr locker saß - beim Dach war am Ende das Honorar des Architekten höher als die geplanten Baukosten insgesamt - wurde auch die Beleuchtung sonst reichlich geplant. Während die üblichen Stadien ziemlich duster aussahen mit ein paar hundert Lux, sollten hier gleich 1.500 und das vertikal geplant werden. Am Ende - so glaube ich - hatte man lässig 3.800 lx horizontal. Da konnte das Fernsehen nicht klagen, dass die Aufnahmen wegen der Beleuchtung daneben gegangen sein sollen. Bei der Herstellerfirma ging das Gerücht herum, dass man sich die Luxe da aus dem Stadion holen möge, so einem welche fehlen. Und wie, bitte schön, hatten viele Pressefotografen bei so viel Licht z.T. schwarze Aufnahmen auf ihren Filmen? "flicker became patently obvious during the 1972 Olympic Games when photographers discovered that many of their pictures were pitch black" (mehr dazu hier)
 

BogenlampeFlimmern bei Olympia 1972? Was war da los? Wer außer den Fotografen hat was gemerkt? Mir hat es der Sepp Meyer erzählt, den ich später befragen sollte. Doch vorher merkten es andere. Bei Testspielen flog der Ball sehr komisch, als wäre er mal hier mal etwas weiter, aber zwischendurch in Nirwana. Man sah ihn kaum. Für Sepp Meyer war das die Potenzierung der Bogenlampe - das ist der blödeste Ball, den ein Torwart abbekommen kann. Meistens muss er anschließend hinter sich greifen. Durch falsches Licht wird er noch blöder. (mehr dazu hier) War vorher die Flugbahn schlecht abzuschätzen, wird er durch das Licht teilweise auch unsichtbar.
  

output_ER72ZPWas macht das Licht dabei? Es kommt aus Hunderten von Scheinwerfern, die allesamt mit Wechselspannung betrieben werden. D.h., das Licht ist zeitlich nicht konstant. Das merkt man nicht, wenn man sich ein Stück Rasen anschaut. Anders wenn ein Ball quer zu den Strahlen fliegt. Da kommt er auch durch Stellen, an denen das Licht gerade aus ist. Zwar nur für kurze Zeit, aber immerhin. Auch die Super-Lampe in dem Scheinwerfer macht kein homogenes Licht. Sie ist eine Entladungslampe, deren Licht nicht überall und immer gleich ist. Die Bogenlampe fliegt also durch ein inhomogenes und zeitlich veränderliches Lichtfeld, das von einem Lichtbogen in der Lampe erzeugt wird.

Wenn also Sportfotografen extrem schnelle Kameras eingesetzt hatten, trafen sie auch mal die Dunkelphase des Scheinwerfers, der genau das Objekt beleuchtete. So ähnlich geht es mit LED, die mit Wechselstrom betrieben werden. Es hilft nix, auf Dauer müssen alle Hersteller entweder auf Gleichstrom umsteigen oder auf sehr hohe Frequenzen gehen. Tolle Idee? Sie ist älter als der Durchschnitt der heute lebenden Lichtplaner.

Ein neues Gütezeichen, das nie einer gebraucht hat! Bis heute

 
Haben Sie schon mal gehört, dass jemand die Rundheit von Autoreifen zertifiziert? Ich denke, nein. Autoreifen sind ziemlich rund, bis sie einen Platten bekommen. Zertifizieren tut man höchstens die Pflaster, die das Loch wieder abdichten, denn nicht alle kleben gut genug. Niemand denkt auch daran, die Löcher im Schweizer Käse zu zertifizieren, obwohl sie immer kleiner werden. Die Löcher waren schon immer da und man findet sie auch ohne Zertifikat. Zertifizieren tut man Dinge, bei denen es nicht immer so rund läuft. So gibt es TCO-Zeichen für Computerbildschirme, TÜV-Zeichen für Bürodrehstühle, Blauen Engel für Drucker, die nicht so viel Krach machen wie andere. Sogar ein NABU-Zeichen für Streuobst kann man erwerben.

Wer zum Teufel braucht ein "Verified Low Optical Flicker Mark" von UL? Ganz langsam zum Mitschreiben: UL oder Underwriters Laboratories ist nach eigenen Angaben "ein führendes, unabhängiges und weltweit tätiges Unternehmen für Produktsicherheit und Zertifizierung, das seit mehr als 120 Jahren die Entwicklung von Normen und innovativen Sicherheitslösungen für den Schutz der Lebens- und Arbeitswelt begleitet." Und das fragliche Zeichen heißt in (ziemlichen gutem) Deutsch "geprüftes geringes optisches Flimmern" Zeichen. Was flimmert denn da?

 
Eigentlich flimmerte in der Beleuchtung nichts. So lernte man schon vor 50 Jahren in der Lichttechnik, es gäbe Menschen, die behaupteten, Leuchtstofflampen würden flimmern. Das wäre aber nicht möglich, weil die Nervenleitungen der Menschen so schnelle Änderungen nicht durchlassen würden. Ja, irgendwie lag das schon an den Nerven, wenn die Beleuchtung nervte. Mit der Einführung von elektronischen Vorschaltgeräten war es Schluss mit der Nerverei. Übrig blieben die Computermonitore, bei denen Ergonomen nervten, dass sich die Benutzer genervt fühlen würden. Auch die sind technisch erledigt. Die Grafikkarten sind so schnell, dass man schlecht ein Flimmern sehen kann. Was zertifiziert denn da die Firma UL?

Irgend jemand hat auf der Light + Building eine Presseerklärung verbreitet, die Aufklärung bietet: "Geringes Lichtflimmern als Produktvorteil
„Das Ziel von UL ist es, Hersteller bei ihren Plänen für Produktinnovationen zu unterstützen“, sagt Roberto Inclinati, Business Development Manager in der Lighting Division von UL. So steht es geschrieben. Geringes Flimmern? Warum denn kein Flimmern? Wir lesen weiter: "„Hersteller, deren Produkte Vorteile wie geringes Lichtflimmern bieten, sollten auch die  Möglichkeit haben, ihre Angebote im Ladenregal hervorzuheben. Auch Planer und Einkäufer profitieren davon – nicht nur, weil sie für ihre Beleuchtungsprojekte jetzt leicht die Produkte mit geringem Lichtflimmern identifizieren können, sondern auch, weil das Verifizierungszeichen von unabhängiger, dritter Stelle ihnen Sicherheit gibt und sie so ihren professionellen Ruf schützen, qualitätsbewusst zu sein.“ Stimmt. Allerdings bescheinigt die unabhängige dritte Stelle nicht, dass die Beleuchtung flimmerfrei wäre. Sie sagt nur, dass das Flimmern gering sei. gering gemessen an was? Seit mindestens 30 Jahren gibt es eine bezahlbare Technik, die flimmerfreies Licht ohne Prüfzeichen schafft. Sollen wir etwa flimmerarmes Licht von Herstellern kaufen, die zertifiziert sind? Was für eine Technik ist denn das?

 
Mir schwant es: "Die Evolution der Leuchtmittel hat heute zu einem neuen Konzept von Lichtqualität geführt, das auch die Auswirkungen auf die Gesundheit und den visuellen Komfort einbeziehen muss. Das Lichtflimmern kann beide Faktoren beeinflussen, und darum investieren wir in die Forschung und die Entwicklung von Produkten, deren Flimmern unterhalb der Risikoschwelle bleibt." Ich gucke auf den Kalender. Es ist 2016 … Dass man Lichtqualität prüfen muss, weiß ich seit langem. Dass Flimmern die Gesundheit beeinträchtigt, wurde so etwa 1985 endgültig nachgewiesen. Vorher redete man in der Lichttechnik von Lichtwelligkeit und deren Problematik. Dass es ein Problem damit gab, wurde nie in Frage gestellt.

Jetzt wird die Sache auch nicht in Frage gestellt. Aber wieso gibt es eine neue Norm zur Bewertung von Flimmern? (IEEE 1789: siehe da http://grouper.ieee.org/groups/1789/ : "Recommending practices for modulating current in High Brightness LEDs for mitigating health risks to viewers" ). Vielleicht kann es einer ergründen, nachdem er $$ 134 bezahlt und die Norm kauft. Wer einfach download rückt, zahlt nur $ 89 und findet auch Erleuchtung: "At light&building 2016 it was clear that already many manufacturers have a basic awareness of the problem of flicker in lighting." Für Leute, die des Denglischen nicht mächtig sind: Bei Light & Building hat man gelernt, dass bereits mehrere Hersteller ein Mindestverständnis aufbringen, dass Flimmern von Beleuchtung ein Problem darstellt. Ääää? War da nicht etwas? (Originalbestimmung von DIN 5035 in 1935)

Ruhe-der-Beleuchtung

Was mag wohl die Evolution der Leuchtmittel sein? Hiermit schreiben wir einen Wettbewerb aus. Der Einsender der ersten richtigen Antwort bekommt eine LED-Birne von Osram, den zweiten Preis stiftet Philips, die weiteren kommen aus Südostasien.