Leuchtdichtefaktor

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Der Leuchtdichtefaktor (englisch luminance factor) \beta wird zur Beurteilung des visuellen Abstrahlverhaltens (Reflexionsverhaltens) von Oberflächen (Warnwesten, Warndreiecke, Warntafeln, Hinweisschildern oder Bildwänden) verwendet. Er ist definiert als das Verhältnis der Leuchtdichte der zu beurteilenden Oberfläche (Muster) L_M zur Leuchtdichte einer ideal streuenden und gleichzeitig ideal reflektierenden Oberfläche (Standard) L_S. Eine solche idealisierte, nur in der Theorie existierende Oberfläche wird als Weißstandard oder Weißnormal bezeichnet.

\beta=\frac{L_M}{L_S}

Der Leuchtdichtefaktor wird stets für eine konkrete Geometrie und Spektralverteilung angegeben. Beispielsweise für diffuse Anleuchtung mit Beobachtung unter 8° (d/8°) und einer Spektralverteilung nach NLA oder für umlaufende Beleuchtung unter 45° mit lotrechter Beobachtung (45°c/0°) und einer Spektralverteilung mit Tageslicht. Um das vollständige Reflexionsverhalten einer Oberfläche zu beschreiben, benötigt man, wie am Beispiel gezeigt, Leuchtdichtefaktoren in Abhängigkeit von der Beleuchtungsart und -richtung, der Betrachtungsart und -richtung sowie der Spektralverteilung. Grafisch veranschaulicht wird diese Zuordnung in Form einer sogenannten Leuchtdichtefaktor-Indikatrix.

Fluoreszierende Materialien[Bearbeiten]

Oberflächen, die dem Schutz vor Gefahren dienen (bspw. Warnwesten) müssen mit fluoreszierenden Materialien versetzt werden, so dass bei Anleuchtung mit Tageslicht (D65) eine erhebliche Vergrößerung des Leuchtdichtefaktors und somit eine erhebliche Verbesserung der Sichtbarkeit eintritt. Die obige, allgemeine Formel wird mit Hilfe eines fluoreszierenden (f) sowie eines reflektienden Anteils (r) für den totalen Leuchtdichtefaktor (\beta_t) diversifiziert.

\beta_t=\frac{L_M}{L_S}=\frac{L_\mathrm{M,r}+ L_\mathrm{M,f}}{L_\mathrm{S,r}}

In diesem Zusammenhang muss erwähnt werden, dass Weißstandards per Definition nicht fluoreszieren L_\mathrm{S,f} \mapsto 0.

\beta_t=\beta_r + \beta_f

So ergibt sich der (totale) Leuchtdichtefaktor \beta_t aus der Addition von reflektierendem \beta_r und fluoreszierendem \beta_f Anteil.

Im Fall der obigen (bspw.orangen) Warnweste wird die im Anleuchtspektrum enthaltene UV-Strahlung sowie der blaue/türkise/grüne Anteil des Lichts durch die fluoreszierenden Materialien in den gelben/orangen/roten Bereich umgesetzt und emittieren in diesem Spektralbereich verstärkt Licht (\beta_f >> 0). Bei Anleuchtung mit NLA tritt dieser Effekt nicht/kaum auf, so dass die Energiekonversion unterbleibt (\beta_f \mapsto 0). In einschlägigen Regularien und Standards für Warnwesten wird für Anleuchtung mit Tageslicht ein Leuchtdichtefaktor von \beta >= 30 % vorgeschrieben, während der geforderte Wert bei Anleuchtung mit NLA (in diesem Fall sog. Nachtlicht) auf \beta >= 3 % fällt. Durch die Energiekonversion kann es zur Verschiebung des Farbortes und somit zur Änderung des Farbeindrucks kommen.

Oberflächenstruktur[Bearbeiten]

Oberflächen, die den Farbort des Anleuchtspektrums nicht verändern dürfen, jedoch trotzdem eine Erhöhung des Leuchtdichtefaktors erzielen sollen, können nicht mit fluoreszierenden Materialien eine Aufhellung erzielen. Es ist aber möglich, die Oberfläche durch Mikrostrukturierung zu bearbeiten und somit Vorzugsrichtungen zu erzielen (Beispiel Samt). Ein Leuchtdichtefaktor von \beta = 1,5 bedeutet, dass die bewertete Oberfläche bei einer konkreten Anleuchtung und einer bestimmten Beobachtungsgeometrie sowie einem definierten Referenzspektrum 50 % mehr Licht emittiert, als ein Weißnormal. Das Licht wird in diese Richtung bevorzugt abgegeben/„verstärkt“. Leuchtdichtefaktoren von über 100 % sind nicht ungewöhnlich. Eine Vorzugsrichtung der Oberfläche zur Lichtverstärkung kann im natürlichsten Fall durch Totalreflexion entstehen. Jede andere Art (sog. Katzenaugen etc.) ist vorstellbar.

Beispiele[Bearbeiten]

  • Warndreiecke nach UN/ECE R 27
  • Warntafeln nach UN/ECE R 69
  • Warntafeln nach UN/ECE R 70
  • Konturkennzeichnung nach UN/ECE R 104
  • Warnwesten nach ISO EN 20471
  • Projektions-Bildwände

Weblinks[Bearbeiten]