Rechenbeispiel: Lagerhalle mit 4.000 m² von Leuchtstoffröhren auf LED-Hallenstrahler

Ausgangsdaten des Beispiels

Dies ist ein fiktives Rechenbeispiel. Die Halle existiert nicht, die Zahlen sind so gewählt, dass die Rechenschritte sichtbar werden. Nutzen Sie sie als Vorlage für Ihr eigenes Projekt, nicht als Ergebnis.

• Halle: 80 x 50 Meter, Grundfläche 4.000 m², Deckenhöhe 10 Meter, Lichtpunkthöhe etwa 9 Meter.
• Gefordertes Niveau: 200 Lux im Mittel auf dem Boden als Wartungswert, also am Ende des Wartungsintervalls.
• Brennstunden: 3.000 Stunden pro Jahr (Tagschicht, 12 Stunden am Tag, 250 Tage).
• Bestandsanlage: 200 Leuchtstoffleuchten 2x58 W mit konventionellem Vorschaltgerät, rund 140 W Systemleistung je Leuchte.
• Neue Leuchte: sensorbereiter UFO-Hallenstrahler mit 150 W aus der Serie ATRIA, in diesem Beispiel gerechnet mit 22.500 lm (150 lm/W), 4000K und 90°-Optik.
• Rechenpreis Energie: 0,25 Euro je kWh zzgl. MwSt. Setzen Sie hier Ihren eigenen Tarif ein.

Schritt 1: Anzahl der Hallenstrahler nach der Wirkungsgradmethode

Für eine erste Abschätzung nutzen Sie die Wirkungsgradmethode: Die Anzahl der Leuchten ist die geforderte Beleuchtungsstärke mal Grundfläche, geteilt durch den Lichtstrom je Leuchte mal Raumwirkungsgrad mal Wartungsfaktor.

• Benötigter Lichtstrom auf dem Boden: 200 Lux x 4.000 m² = 800.000 Lumen.
• Raumwirkungsgrad: 0,65. Das ist der Anteil des Lichts, der in einer hohen Halle mit hellen Wänden und 90°-Optik auf dem Boden ankommt.
• Wartungsfaktor: 0,8 für Verschmutzung und Lichtstromrückgang über die Jahre.
• Wirksamer Lichtstrom je Leuchte: 22.500 x 0,65 x 0,8 = 11.700 Lumen.
• Anzahl: 800.000 / 11.700 = 68,4, aufgerundet auf ein Raster von 70 Leuchten.

Siebzig Stück passen in ein Raster von 10 Reihen in der Länge und 7 in der Breite: Achsabstand 8 Meter mal 7,1 Meter. Bei 9 Metern Lichtpunkthöhe liegt das Verhältnis von Abstand zu Höhe deutlich unter 1, was mit einer 90°-Optik ein gleichmäßiges Bild ergibt. Der berechnete Mittelwert liegt bei rund 205 Lux Wartungswert.

Schritt 2: Anschlussleistung und kWh pro Jahr

Die Anschlussleistung sinkt von 200 x 140 W = 28 kW auf 70 x 150 W = 10,5 kW. Bei 3.000 Brennstunden ergibt das:

• Leuchtstoffröhren, Bestand: 28 kW x 3.000 Stunden = 84.000 kWh pro Jahr.
• LED-Hallenstrahler, ohne Regelung: 10,5 kW x 3.000 Stunden = 31.500 kWh pro Jahr.
• Einsparung: 52.500 kWh pro Jahr, also 62,5 Prozent.
• In Euro: 52.500 x 0,25 = 13.125 Euro pro Jahr.

Hinzu kommt, dass eine ältere Leuchtstoffanlage das Planungsniveau von 200 Lux oft nicht mehr erreicht: Durch gealterte Röhren und verschmutzte Reflektoren liegt das gemessene Niveau in der Praxis regelmäßig niedriger, etwa bei 120 bis 150 Lux. Die LED-Anlage erreicht das Planungsniveau, und mit 5 Jahren Garantie auf die Leuchten von ATRIA auch noch in fünf Jahren.

Schritt 3: Sensoren ergänzen

Die UFO-Hallenstrahler mit 150 W sind sensorbereit: Ein Stecksensor rastet ohne Verdrahtung in die Leuchte ein. In einem Kommissionierlager ist eine Regalgasse nur einen Teil des Tages belegt. Ein Mikrowellensensor mit Tageslichtsensor dimmt die Leuchte bei Abwesenheit auf Standby und bei ausreichend Tageslicht durch die Lichtbänder auf das eingestellte Niveau. Wählen Sie Sensoren mit Zhaga-Sockel und Gruppenfunktion, schaltet die ganze Gasse gemeinsam ein, und ein Stapler fährt nie auf ein dunkles Stück zu.

Rechnen Sie in diesem Beispiel vorsichtig mit einem Drittel weniger Verbrauch durch Präsenz- und Tageslichtregelung:

• LED mit Sensoren: 31.500 x 2/3 = 21.000 kWh pro Jahr.
• Einsparung gegenüber Leuchtstoffröhren: 63.000 kWh pro Jahr, 75 Prozent.
• In Euro: 63.000 x 0,25 = 15.750 Euro pro Jahr.

Für 70 Leuchten benötigen Sie 70 Stecksensoren. Bestellen Sie sie direkt mit den Leuchten: Nachträglich einstecken geht auch, dann steht die Hubarbeitsbühne aber zweimal in der Halle.

Schritt 4: Amortisationszeit, indikativ

Die Amortisationszeit ist die Gesamtinvestition (Leuchten, Sensoren, Montage, gegebenenfalls Anpassung der Verkabelung) geteilt durch die jährliche Einsparung. Da der Stückpreis je Projekt unterschiedlich ist, geben wir das Ergebnis je 10.000 Euro Investition an:

• Ohne Sensoren: 10.000 / 13.125 = 0,76 Jahre, gut 9 Monate je 10.000 Euro.
• Mit Sensoren: 10.000 / 15.750 = 0,63 Jahre, etwa 8 Monate je 10.000 Euro.

Nicht eingerechnet: die Wartung. In 200 Leuchtstoffleuchten stecken 400 Röhren, die alle paar Jahre gruppenweise getauscht werden, jedes Mal mit Hubarbeitsbühne und zwei Mann. Das entfällt. Auch der Energiepreis ist eine Annahme: Bei 0,30 Euro je kWh steigt die Einsparung mit Sensoren auf 18.900 Euro pro Jahr. Solange die Gesamtinvestition in diesem Beispiel unter etwa 78.000 Euro bleibt (das Fünffache der jährlichen Einsparung mit Sensoren), liegt die Amortisationszeit innerhalb der Garantiezeit von 5 Jahren.

Was die Wirkungsgradmethode nicht zeigt

Die Wirkungsgradmethode rechnet mit einer leeren Halle. Ein Lager ist das nicht: Regale von 8 Metern Höhe machen aus dem Boden eine Reihe schmaler Gassen und fangen einen großen Teil des Lichts auf den Regaloberkanten ab. Dafür gibt es drei Wege:

• UFO-Hallenstrahler über den Gassen aufhängen statt im festen Raster, sodass jede Gasse ihre eigene Reihe bekommt.
• Lineare Hallenstrahler mit 30x90°-Optik aus derselben Serie ATRIA, die das Licht in Längsrichtung der Gasse legen und nicht auf die Regale.
• Eine Lichtberechnung in einer Simulationssoftware mit eingezeichneten Regalen. Lichtplein erstellt sie für 350 Euro zzgl. MwSt., inklusive Leuchtenpositionen und Luxverteilung je Gasse.

Auch die Blendung ist in diesem Beispiel nicht bewertet. Arbeitet Personal längere Zeit unter dem Licht, etwa an einem Packtisch, prüfen Sie für diese Zone die flachen Hallenstrahler mit UGR<21 aus ATRIA.

Häufige Fragen