Kompaktleuchtstofflampe

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Eine Kompaktleuchtstofflampe ist eine besonders kleine Leuchtstofflampe und wird umgangssprachlich auch als Energiesparlampe bezeichnet. Der Begriff Energiesparlampe umfasst aber auch verschiedene andere energiesparende Leuchtmittel.

Kompaktleuchtstofflampe („Energiesparlampe“) mit integriertem Vorschaltgerät (EVG) und Edison-Schraubsockel (E)27
Kompaktleuchtstofflampe mit Edison-Schraubsockel und gewendelter Röhre
Kompaktleuchtstofflampe mit integriertem Starter zum Betrieb an einem externen konventionellen Vorschaltgerät
Kompaktleuchtstofflampen mit Edison-Schraubsockel und gewendelter Röhre mit 105 Watt, 36 Watt und 11 Watt Leistungsaufnahme

Die Röhre, in der die Gasentladung stattfindet, ist bei diesen Lampen gegenüber Leuchtstofflampen im Durchmesser verkleinert und verkürzt sowie gebogen, gewendelt oder mehrfach gefaltet, um sie platzsparender unterzubringen, daher der Vorsatz Kompakt. Bei Kompaktleuchtstofflampen muss zwischen Lampen mit und ohne integriertem Vorschaltgerät unterschieden werden. Lampen mit integriertem Vorschaltgerät besitzen zumeist einen Schraubsockel, um sie als direkten Ersatz für Glühlampen mit Edisongewinde einsetzen zu können.

Geschichte[Bearbeiten]

Philips SL 18
Kompaktleuchtstofflampe von 1984 mit konventionellem Vorschaltgerät und 2004 mit elektronischem Vorschaltgerät

Die Leuchtröhre wurde vor über 150 Jahren vom deutschen Physiker Heinrich Geißler erfunden. Er füllte eine Glasröhre mit einem Gas und legte eine Spannung an. 1901 erfand Peter Cooper-Hewitt die Quecksilberdampflampe, eine mit Quecksilber gefüllte Entladungslampe, welche blaugrünes Licht ausstrahlt. Edmund Germer schlug 1926 vor, den Druck innerhalb der Röhre zu erhöhen und die Röhre mit einem Leuchtstoff zu beschichten, der ultraviolette Strahlung in sichtbares Licht umwandelt.

1980 brachte Philips mit der „SL* Lampe“ die erste „kompakte schmalröhrige Leuchtstofflampe“ auf den Markt. Sie hatte eine Gesamtlänge von 17 cm, einen Durchmesser von 7 cm und ein Gewicht von mehr als 500 g. Eine flächendeckende Verwendung in allen Leuchten war angesichts von Größe und Gewicht nicht möglich. In den folgenden Jahren kamen auch von anderen Herstellern kompakte Leuchtstofflampen mit integriertem Vorschaltgerät auf den Markt. Sie waren deutlich größer und schwerer als heutige Modelle, da sie im Lampenfuß ein konventionelles Vorschaltgerät und anfangs noch ein dickes Schutzglas über den Leuchtröhren enthielten. Im Gegensatz zu heutigen Kompaktleuchtstofflampen flimmerten sie noch sichtbar und hatten eine weniger gute Farbwiedergabe. Die Aufheizphase war um ein Vielfaches länger, die Lichtausbeute deutlich geringer.

Das änderte sich mit der Einführung elektronischer Vorschaltgeräte. Diese arbeiten prinzipbedingt effizienter und erhöhen durch die hohe Betriebsfrequenz von 25 bis 50 kHz den Wirkungsgrad der Leuchtstofflampe um etwa 10 %. Das erste elektronische Vorschaltgerät (EVG) mit/für Glühlampenfassung wurde am 9. April 1984 von Jürg Nigg, Zürich, als Patentschrift veröffentlicht.[1] Diese Sparlampenadapter werden bis heute gebaut. Eine Ökobilanz (ETH Zürich) belegt, dass sie noch rohstoffsparender sind als Einwegsparlampen mit integriertem EVG. Nach eigenen Angaben brachte der Hersteller Osram 1985 die erste Kompaktleuchtstofflampe mit in den Sockel integriertem elektronischem Vorschaltgerät (EVG) und Startelektronik auf den Markt.

Aufbau und Funktion[Bearbeiten]

Röntgen-Durchstrahlungsbild aus drei Blickrichtungen (0°, 45°, 90°) durch eine defekte Energiesparlampe. Links ist das durchgebrannte Filament zu erkennen.
Im Sockel befindliches EVG einer Kompaktleuchtstofflampe mit 12 Watt Leistungsaufnahme (Durchmesser der Platine ca. 32 mm)
Vereinfachter Stromlaufplan eines integrierten EVG

Kompaktleuchtstofflampen zählen als Leuchtstofflampen zu den Quecksilberdampf-Niederdrucklampen. Zur Verringerung der Abmessungen ist die Gasentladungsröhre nicht gerade, sondern (mehrfach) u-förmig gebogen oder als Wendel ausgeführt. Eine weitere Verkleinerung und eine höhere Leuchtdichte werden durch einen erhöhten Innendruck erreicht. Die unterschiedlichen Bauformen und Leistungsformen werden meist durch das Lampenbezeichnungssystem ILCOS charakterisiert und sind dort näher beschrieben.

Bei Betrieb direkt am Stromnetz würde der Lampenstrom einer Kompaktleuchtstofflampe aufgrund der Stoßionisation bis zur Zerstörung der Lampe ansteigen. Um ihn zu begrenzen, wird zum Betrieb einer Kompaktleuchtstofflampe, wie auch bei anderen Gasentladungslampen, ein – heute meist elektronisches – Vorschaltgerät benötigt. Dieses kann entweder in der Lampe enthalten oder extern ausgeführt sein. Kompaktleuchtstofflampen mit elektronischem Vorschaltgerät erfordern höhere Anfangsinvestitionen, arbeiten jedoch deutlich effizienter als solche mit konventionellem Vorschaltgerät und weisen eine Blindleistungskompensation auf. Sie vermeiden auch das 100 Hz-Flimmern.

Ein elektronisch arbeitendes Vorschaltgerät heizt beim Lampenstart zunächst die Kathoden, indem diese im Stromkreis in Reihe zu einem PTC-Widerstand liegen. Hat sich dieser durch Stromfluss erwärmt, wird er hochohmig und gibt die Entladungsstrecke für das Vorschaltgerät frei – die Lampe zündet. Der Druckaufbau, mithin die Verdampfung des Quecksilbers, geschieht beim Einschalten durch die Vorheizung der Kathoden beziehungsweise durch Heizfäden (direkt geheizte Kathoden) und nachfolgende Eigenerwärmung. Daher erreichen Kompaktleuchtstofflampen nicht sofort ihre volle Leuchtkraft.

Die Gasentladungsstrecke selbst arbeitet an einem Resonanzwandler, das heißt die Netzwechselspannung wird zunächst gleichgerichtet, um anschließend wieder in eine Wechselspannung höherer Frequenz (ca. 45.000 Hz) verwandelt zu werden. Die Wechselrichtung erfolgt mit zwei Schalttransistoren, die hochfrequente Wechselspannung gelangt dann über eine Ferritkern-Drossel zum Lampenstromkreis.

Die Drossel ist aufgrund der höheren Arbeitsfrequenz sehr klein, verlustärmer und materialsparend gegenüber den 50-Hz-Drosseln konventioneller Vorschaltgeräte. Darüber hinaus führt die höhere Arbeitsfrequenz zu einer höheren Effizienz der Lampe als bei Leuchtstofflampen mit konventionellem Vorschaltgerät, da zum einen die Gasentladung selbst effektiver arbeitet und zum anderen die Verluste in der Drossel geringer sind. Außerdem kann das menschliche Auge die Frequenz von 45.000 Hz nicht als Flimmern wahrnehmen.

Wird jedoch an der Dimensionierung des Glättungskondensators und der Siebung gespart, kann sich das durch Flimmern mit einer Frequenz von 100 Hz bemerkbar machen. Diese Frequenz liegt zwar über der Flimmerverschmelzungsfrequenz, kann jedoch zu Ermüdung und zum Stroboskopeffekt führen.

Integriertes Vorschaltgerät[Bearbeiten]

Kompaktleuchtstofflampen sind als sogenannte Energiesparlampen mit den bei Glühlampen üblichen Edison-Schraubsockeln (E14, E27) erhältlich. Dabei befindet sich das für den Betrieb erforderliche Vorschaltgerät im Sockel der Lampe. Diese Bauform erlaubt das Ersetzen von Glühlampen durch Kompaktleuchtstofflampen. Da konventionelle Vorschaltgeräte deutlich größer als elektronische sind, werden bei heutigen Kompaktleuchtstofflampen stets elektronische Vorschaltgeräte eingesetzt. Nachteile dieser Kombination von Leuchtmittel und Vorschaltgerät sind der höhere Preis und der ökologisch unerwünschte Aspekt, dass die Lampe nur mit dem Vorschaltgerät entsorgt werden kann.

Der Glättungskondensator (im Schaltbild ist es C2) ist das temperaturempfindlichste Bauelement der Lampe und ist deshalb möglichst weit entfernt von der Leuchtstofflampe im Schraubsockel untergebracht. Dort befindet sich auch eine Schmelzsicherung, um die Eigensicherheit der Lampe zu erreichen. Alle anderen Bauelemente befinden sich auf einer Leiterplatte.

In engen und unzureichend gekühlten Leuchten können thermische Probleme auftreten, was die Lebensdauer des Vorschaltgeräts und damit der Lampe verringert.

Schaltungsbeschreibung
Siehe hierzu das Schaltbild. Die am Schraubsockel ankommende Netz-Wechselspannung wird im Brückengleichrichter gleichgerichtet und mit C2 geglättet. Die Transistoren bilden eine Halbbrücke und sind mit dem Transformator L1 (3 Wicklungen auf einem Ringkern) ein selbstschwingender Wechselrichter (ca. 45 kHz). Die Drossel L2 ist die eigentliche Vorschaltdrossel; sie ist aufgrund der hohen Frequenz sehr klein. Sie bildet mit C3/C4 beim Start einen Serienresonanzkreis, der bei nicht gezündeter Lampe den Stromfluss durch die Kathodenwendeln zu deren Vorheizung sowie die erhöhte Zündspannung liefert. Der Koppelkondensator C3 sichert den reinen Wechselspannungsbetrieb von Drossel und Lampe. Der Diac erzeugt aus der Ladung von C1 (geladen über R1) einen Startimpuls für den selbstschwingenden Wechselrichter. Bei schwingendem Wechselrichter verhindert D1 ein erneutes Laden/Starten, indem sie C1 periodisch entlädt, bevor der Diac zündet.

Externes Vorschaltgerät[Bearbeiten]

Um das Vorschaltgerät (elektronisch oder konventionell) von der eigentlichen Lampe zu trennen, wird es in die Leuchte integriert. Die im Folgenden genannten Bauformen unterscheiden sich durch die Anordnung des Starters.

Kompaktleuchtstofflampe mit integriertem Starter; im Schaltschema ist links die zum Betrieb am Netz zusätzlich erforderliche Vorschaltdrossel (KVG) dargestellt.
Stecksockel mit zwei Stiften

Der Starter ist in die Lampe integriert, und zwar in einem länglichen, quaderförmigen Block aus Kunststoff zwischen den beiden Stiftkontakten am Sockel der Lampe (vorwiegend Sockel G23). Die Leuchte, in die dieses Leuchtmittel eingesteckt wird, benötigt für den Betrieb ein konventionelles Vorschaltgerät (KVG, eine 50-Hz-Drosselspule), elektronische Vorschaltgeräte (EVG) können bei diesen Lampen zu Startproblemen führen. Die elektrische Schaltung entspricht einer Leuchtstofflampe mit konventionellem Vorschaltgerät. Der Starter wird bei jedem Wechsel mit ausgetauscht, trotzdem ist diese Ausführung relativ kostengünstig.

Stecksockel mit vier Stiften

Der Starter ist wie das elektronische oder konventionelle Vorschaltgerät in die Leuchte integriert. Dadurch ist der Sockel (vorwiegend GX24q) relativ kurz und daher kompakt. Alle vier Heißkathodenanschlüsse sind aus der Leuchtstofflampe herausgeführt. Sie ist technisch äquivalent zu großen rohrförmigen Leuchtstofflampen.

Weiterhin kann man mehrere Kompaktleuchtstofflampen an einem gemeinsamen externen elektronischen Vorschaltgerät betreiben (dadurch Reduzierung von Investitionskosten). Externe elektronische Vorschaltgeräte kann man an Licht- oder Gebäudemanagementsysteme wie etwa das Digital Addressable Lighting Interface anschließen.

Eigenschaften[Bearbeiten]

Kompaktleuchtstofflampen unterscheiden sich z. T. erheblich in der Lichtqualität, der Schaltfestigkeit, der Lebensdauer und der Umweltverträglichkeit. Negative Eigenschaften normaler Leuchtstofflampen, die über kein elektronisches Vorschaltgerät verfügen, können z. T. nicht auf Kompaktleuchtstofflampen übertragen werden. Kompaktleuchtstofflampen mit einem konventionellen Vorschaltgerät haben eine etwas schlechtere Effizienz.

Da Kompaktleuchtstofflampen und LED-Lampen als Ersatz für konventionelle Glühlampen dienen, gibt es Diskussionen über die Vor- und Nachteile der verschiedenen Lampenarten. Die Stiftung Warentest urteilt zusammenfassend zu ihrem Themenpaket Sparlampen[2] über verbreitete Negativmeldungen, dass viele Vorwürfe unbegründet seien oder nur für einige wenige Produkte gelten. Vgl. auch Vertriebsverbot von Glühlampen geringer Energieeffizienz.

Folgende Teile dieses Abschnitts scheinen seit 2009 nicht mehr aktuell zu sein: Die Mehrzahl der Einzelnachweise stammt aus 2008/2009. Bitte hilf mit, die fehlenden Informationen zu recherchieren und einzufügen.


Licht, Farbe, Helligkeit[Bearbeiten]

Lichtausbeute[Bearbeiten]

Kompaktleuchtstofflampen verbrauchen im Betrieb weniger elektrische Energie, da sie deutlich weniger Wärme (rot) erzeugen.

(Gute) Kompaktleuchtstofflampen haben gemäß Industriestandard-Messungen mit 60 bis 65 lm/W eine rund vier- bis fünfmal höhere Lichtausbeute als normale Glühlampen mit 10,5 lm/W (40 W) bis 13,5 lm/W (100 W), sie benötigen somit bei gleichem Lichtstrom also 75 % bis 80 % weniger elektrische Leistung. Im Laufe ihrer Lebenszeit nimmt die Ausbeute jedoch im Gegensatz zu Glühlampen stetig ab, wodurch sich die genannte Ersparnis in Summe relativiert. Zudem basiert jene angeführte höhere Lichtausbeute auf einer Messmethode (siehe: Ulbricht-Kugel), deren Ergebnisse wegen des ungleichmäßigen Abstrahlverhaltens von Kompaktleuchtstofflampen im Alltag nicht praxisgerecht sind.[3]

Lichtfarbe[Bearbeiten]

Ein häufig genannter Einwand gegen die Kompaktleuchtstofflampe ist, dass sie ein „kälteres“ Licht als Glühlampen abgebe. Allerdings trifft dies nur für Lampen mit einer hohen Farbtemperatur zu (Farbton „neutralweiß“, „Tageslichtweiß“), die eher der des Sonnenlichts zur Mittagszeit ähnelt. In Mitteleuropa werden für Wohnräume meist „Warmton“-Lampen bevorzugt, deren Farbtemperatur mit rund 2700 K der von Glühlampen ähnelt. Zudem ist die Farbe-Wärme-Empfindung nicht bei allen Menschen gleich.

Für Büros richtet sich die Farbtemperatur und der Farbwiedergabeindex nach der Art der Tätigkeit. Bürobeleuchtung sollte gängigen Normen und Empfehlungen der Berufsgenossenschaften gerecht werden.[4]

Im Mittelmeerraum und in tropischen Ländern werden „kältere“ Lichtfarben mit höheren Blau- und Grünanteilen bevorzugt und es kommen daher Lampen mit höherer Farbtemperatur von beispielsweise 6500 K zum Einsatz.[5]

Auch bei gleicher Farbtemperatur kann die Farbwiedergabe (siehe den Abschnitt weiter unten) von farbigen Gegenständen (beispielsweise Kleidungsstücken oder Gesichtern) gegenüber der im Sonnenlicht oder Glühlampenlicht etwas verfälscht sein. Dies ist Folge des bei Leuchtstofflampen diskontinuierlichen optischen Spektrums, welches vom kontinuierlichen Spektrum von Sonnen- und Glühlampenlicht abweicht. Dieser Effekt ist besonders ausgeprägt bei Lampen mit geringem Farbwiedergabeindex, die dann für bestimmte Anwendungen (etwa in einer Druckerei oder im Modebereich) nicht geeignet sind.

Einen Unterschied in der Lichtfarbe gibt es auch beim Dimmen. Während sich bei einer dimmbaren Kompaktleuchtstofflampe lediglich die Helligkeit reduziert, sinkt bei einer gedimmten Glühlampe die Farbtemperatur des erzeugten Lichts deutlich, da der Glühdraht eine niedrigere Temperatur hat. In diesem Fall erzeugt eine Glühlampe also tatsächlich rötlicheres (also von vielen Menschen als „wärmer“ empfundenes) Licht, während die Farbtemperatur der Kompaktleuchtstofflampe gleich bleibt.

Kompaktleuchtstofflampen werden durch entsprechende Wahl der Leuchtstoffe auch einfarbig (rot, gelb, grün, blau) sowie in Ultraviolett (UV-A, „Schwarzlicht“) gefertigt. Sie arbeiten in allen diesen Fällen weitaus effizienter als entsprechend gefilterte Glühlampen.

„Mittlerweile gibt es passende Energiesparlampen für jede Leuchte und jede Fassung […] Auch die Zahl der angebotenen Lichtfarben steigt ständig weiter.“

Umwelt-Magazin, 2010[6]

Farbwiedergabe[Bearbeiten]

Da Leuchtstofflampen im Gegensatz zu Glühlampen oder Tageslicht ein diskontinuierliches Spektrum emittieren, können Farben von Gegenständen unter dem Licht dieser Lampen etwas anders aussehen als im Sonnenlicht. Dieser Effekt ist vor allem bei bestimmten Anwendungen störend (etwa wenn in einer Druckerei Farbtöne genau beurteilt werden müssen). Er kann durch den Farbwiedergabeindex quantitativ ausgedrückt werden. Dieser liegt für typische Kompaktleuchtstofflampen zwischen 80 und 85; die teureren Fünfbanden-Leuchtstofflampen erreichen bei einer etwas geringeren Lichtausbeute einen Wert von bis zu 95. Glühlampen haben einen Farbwiedergabeindex von 100. Beim Farbwiedergabeindex handelt es sich allerdings nicht um prozentuale Angaben, wenngleich ein höherer Wert eine höhere Farbtreue anzeigt.

Dimmbarkeit[Bearbeiten]

Normale Kompaktleuchtstofflampen können nicht zusammen mit normalen Dimmern verwendet werden.[7] Nur Kompaktleuchtstofflampen mit speziell angepasstem elektronischem Vorschaltgerät können den Lampenstrom variieren, um so eine Helligkeitsanpassung (beispielsweise 3 bis 100 % der Helligkeit) der Lampe zu erreichen. Bei geringerer Helligkeit ist die Leistungsaufnahme des elektronischen Vorschaltgeräts entsprechend geringer. Solche Kompaktleuchtstofflampen sind besonders gekennzeichnet und lassen sich mit gewöhnlichen Glühlampen-Dimmern betreiben, die nach dem Prinzip der Phasenanschnittsteuerung arbeiten. Auch Touch-Dimmer, Funk-Dimmer usw. arbeiten mit Phasenanschnittsteuerung, d. h. auch mit diesen können geeignete Kompaktleuchtstofflampen gedimmt werden. Aufgrund der komplizierteren Technik und der kleinen Stückzahlen sind solche Kompaktleuchtstofflampen jedoch meist teurer.

Des Weiteren werden Kompaktleuchtstofflampen angeboten, die sich durch mehrfaches Ein- und Ausschalten auch ohne externen Dimmer in mehreren Helligkeitsstufen betreiben lassen.

Alternativ kann die Helligkeit einiger Kompaktleuchtstofflampen über Funk eingestellt werden.

Flimmern[Bearbeiten]

Bei Leuchtstofflampen mit konventionellem Vorschaltgerät treten in erheblichem Maße Helligkeitsschwankungen (Flimmern) im 100-Hz-Rhythmus auf. Bei jeder Halbwelle der 50-Hz-Netzspannung fließt Strom durch die Röhre und erzeugt einen Lichtpuls. Das Flimmern führt zu Ermüdung und ist vor allem beim Einsatz an bewegten Maschinen problematisch (Stroboskopeffekt). Außerdem kann es bei photosensiblen Personen zu epileptischen Anfällen führen. Bei Glühlampen ist dieses Flimmern weniger ausgeprägt, weil der Glühdraht wegen seiner Wärmespeicherung auch noch während des Nulldurchgangs des Stroms Licht abstrahlt.

Leuchtstofflampen mit elektronischem Vorschaltgerät (EVG) flimmern im Idealfall praktisch nicht, weil die Röhre nicht mit der Netzfrequenz von 50 Hz, sondern mit einer Wechselspannung um 50.000 Hz betrieben wird. Wegen der Trägheit des menschlichen Auges sind diese Frequenzen nicht wahrnehmbar. Durch die Nachleuchtzeit des Leuchtstoffs ist außerdem die Amplitude der Helligkeitsschwankungen viel kleiner als bei 100 Hz. Zusätzlich hat ein Betrieb mit Hochfrequenz den Vorteil einer höheren Lichtausbeute.[8]

In der Praxis können auch Leuchtstofflampen mit EVG, je nach dessen Qualität, einen Rest des 100-Hz-Flimmerns aufweisen, der für empfindliche Personen wahrnehmbar sein kann. Vor allem die in Kompaktleuchtstofflampen integrierten EVG werden auf niedrige Kosten optimiert. Hier spart der Hersteller oft an der Kapazität des Siebkondensators, so dass der gleichgerichteten Versorgungsspannung noch eine erhebliche 100-Hz-Schwankung überlagert ist. Diese moduliert die Amplitude des hochfrequenten Röhrenstromes und führt zu Helligkeitsschwankungen.

Schwankungen der Netzspannung führen bei Glühlampen zu Helligkeitsschwankungen und können, im Fall erhöhter Netzspannung, die Lebensdauer verkürzen. Bei Kompaktleuchtstofflampen mit hochwertigen elektronischen Vorschaltgeräten führen Spannungsschwankungen bis zu etwa 4 % nicht zu Helligkeitsschwankungen oder einer Lebensdauerverkürzung. Bei Modellen geringer Qualität ist das jedoch nicht auszuschließen.

Kennzeichnungen im Handel[Bearbeiten]

Kompaktleuchtstofflampen mit unterschiedlicher Farbtemperatur im Vergleich

Die Lichtfarbe einer Lampe wird über die Farbtemperatur in Kelvin beschrieben. Sie ist ein Maß für die Intensitätsverteilung im Spektrum der Lampe, das heißt, wie die langen und kurzen Wellenlängen zueinander gewichtet sind. Eine höhere Farbtemperatur bedeutet, dass die Lichtquelle – wie in obiger Skizze dargestellt – blauer erscheint; irreführenderweise wird jedoch Licht mit niedriger Farbtemperatur (rötlich) als warm empfunden und so bezeichnet. Ausgangspunkt für diese Beschreibung ist das kontinuierliche Spektrum eines Schwarzen Strahlers.

Normale Glühlampen haben eine Farbtemperatur zwischen 2600 K und 3000 K, wobei ihre Farbtemperatur umso höher ist (und somit ihr Licht umso kälter empfunden wird), je höher ihre Leistungsaufnahme ist. Kompaktleuchtstofflampen sind mit Lichtfarben zwischen 2300 K und 8000 K erhältlich.

Aufnahmen durch Handspektroskop, oben: kontinuierliches Spektrum einer 60-W-Glühlampe, unten: diskontinuierliches Linienspektrum einer äquivalenten 11-W-Kompaktleuchtstofflampe. (Dem Licht fehlen Farbkomponenten, weshalb unter dem Licht dieser Lampe manche Farben anders wiedergegeben werden.)

Da Leuchtstofflampen ein von einem Schwarzen Strahler abweichendes und nicht kontinuierliches Emissionsspektrum aufweisen, kann eine Glühlampe einen anderen visuellen Eindruck vermitteln als eine Leuchtstofflampe mit der gleichen Farbtemperatur. Ob das der Fall ist, hängt vom Absorptionsspektrum der beleuchteten Gegenstände und von der Qualität der Lampe ab. Letztere wird näherungsweise durch den Farbwiedergabeindex bemessen.

Auf der Verpackung sind meist die Farbtemperatur und der Farbwiedergabeindex in einem dreistelligen Zifferncode angegeben. Die erste Ziffer steht für den Zehner des Farbwiedergabeindexes Ra. Bei Leuchtstofflampen reicht das Spektrum der Farbwiedergabe von Ra 60 bis Ra 98.[9] Je größer der Wert ist, desto besser können Farben unter dem Licht der Lampe unterschieden werden. Bei Lichtfarben unter 5000 K hat per definitionem ein schwarzer Strahler (in guter Näherung eine Glühlampe) den Wert 100, bei Lichtfarben über 5000 K wird direktes Sonnenlicht als Referenz mit dem Index 100 versehen. Die nächsten beiden Ziffern stehen für die Farbtemperatur in Hektokelvin (Farbtemperatur in Kelvin durch 100 geteilt).

Somit bedeutet „827“ einen Farbwiedergabeindex von Ra 80–89 bei einer Farbtemperatur von 2700 Kelvin. Das entspricht der Farbtemperatur von normalem Glühlampenlicht bei geringerem, jedoch gutem Farbwiedergabeindex. Für Farbmusterungen werden dagegen Lampen des Typs „965“ eingesetzt, d. h. Tageslichtlampen mit sehr guter Farbwiedergabe Ra > 90.

Manchmal wird der Farbwiedergabeindex alternativ nach DIN 5035 als Wert zwischen 4 und 1A angegeben. 1B steht für einen Wert zwischen Ra 80 und Ra 89, 1A für einen Wert zwischen Ra 90 und Ra 100.[10]

Kompaktleuchtstofflampen können je nach Leuchtstoff auch farbiges Licht erzeugen. Auch ultraviolette Lampen werden unter dem Namen Schwarzlichtlampe angeboten – hier wird ein spezieller Leuchtstoff (Lichtwellenlänge 350–370 nm) eingesetzt, wobei das Glas die Eigenschaften eines Ultraviolettfilters hat.

Sonstiges[Bearbeiten]

Lebensdauer[Bearbeiten]

Die für Kompaktleuchtstofflampen angegebenen mittleren Lebensdauern zwischen 3000 und 15.000 Stunden gelten unter Laborbedingungen. Im Jahr 2006 testete die Stiftung Warentest 27 Kompaktleuchtstofflampen im Hinblick auf ihre Lebensdauer. Zwei der Modelle hielten nur etwa 4500 Stunden durch, 23 Lampen über 10.000 Stunden. Bei sieben der Lampen musste der Test nach 19.000 Stunden (= über zwei Jahre) aus Zeitgründen abgebrochen werden.[11] Hier lag die Lebensdauer also oberhalb der angegebenen Werte. In einem Bericht des Verbrauchermagazins „Konsument“ wurden ebenfalls im Jahr 2006 Kompaktleuchtstofflampen getestet:

  • Im Testzyklus 165 Minuten „ein“ und 165 Minuten „aus“ erreichten die billigsten Lampen fast 5000 Stunden Leuchtdauer, 40 % leuchteten nach 10.000 Stunden immer noch.
  • Im Testzyklus 0,5 Minuten „ein“ und 4,5 Minuten „aus“ erreichten billige Lampen teilweise nur 3500 Schaltzyklen und somit weniger als 30 Stunden Leuchtdauer.

Sowohl „Stiftung Warentest“[12] wie auch „Konsument“ haben jeweils Anfang 2008 einen weiteren Test durchgeführt, der die alten Ergebnisse bestätigt. Abweichende Ergebnisse findet Öko-Test[13]. Von 16 getesteten Lampentypen erreichten nur sechs eine mindestens „gute“ Bewertung in puncto Schaltfestigkeit (mindestens 7500 Schaltzyklen bei einer Minute angeschaltet und 5 Minuten ausgeschaltet, also 125 Stunden Leuchtdauer), ebenso erreichten nur sechs Typen „(sehr) gute“ Leuchtdauer (mehr als 6000 Stunden). Getestet wurden auch viele No-Name-Produkte (11 von 16).

Neben der Betriebsdauer spielt die Schalthäufigkeit für die Lebensdauer eine Rolle. Es gibt zwei Arten von Kompaktleuchtstofflampen:

  • Sofortzündende, die ohne Vorglühen gezündet werden. Diese Kompaktleuchtstofflampen sind sehr empfindlich und altern bei jedem Zündvorgang zwischen 2 und 5 Stunden, da durch die notwendige Zündspannung viel Elektrodenmaterial abgesputtert wird und so mit dem Quecksilber legiert (Lebensdauer: ≈ 10.000 h, ≈ 3000 Startvorgänge).
  • Lampen mit Vorheizung, die Elektroden werden erst 0,2 bis 2 Sekunden vorgeheizt. Dann wird erst versucht, die Lampe zu zünden. Bei diesen Kompaktleuchtstofflampen versprechen die Hersteller bis zu 600.000 Schaltzyklen.

Dadurch entsteht ein Zielkonflikt, da Kompaktleuchtstofflampen, die sofort Licht abgeben (was in Treppenhäusern sinnvoll ist), gerade jene sind, die nicht häufig geschaltet werden sollten (die man also nicht im Treppenhaus verwenden sollte). Die angegebene Lebensdauer von Lichtquellen bezieht sich immer auf einen „3-Stunden-Rhythmus“. Das heißt, dass die Lampen immer abwechselnd für 2¾ Stunden (165 Minuten) ein- und dann für 15 Minuten ausgeschaltet werden.

Bauform[Bearbeiten]

Kompaktleuchtstofflampen sind im Gegensatz zu klaren Glühlampen oder Hochdruck-Entladungslampen keine annähernd punktförmigen Lichtquellen, so dass eine klare Glühlampe mit frei sichtbarer Glühwendel auch bei gleicher Lichtfarbe eine andere Leuchtwirkung als eine Kompaktleuchtstofflampe aufweist. Beim Ersatz einer matten Glühlampe durch eine Kompaktleuchtstofflampe sind die Unterschiede geringer. Insbesondere blenden Kompaktleuchtstofflampen in geringerem Maße als klare Glühlampen.

Weiterhin unterscheiden sich die Abmessungen von Kompaktleuchtstofflampen und Glühlampen. Da Kompaktleuchtstofflampen teilweise deutlich länger als Glühlampen sind, erfordert ihr Einsatz möglicherweise einen Leuchtenwechsel. Im Vergleich zu Glühlampen kann auch der ästhetische Eindruck unterschiedlich sein, insbesondere ist für bestimmte Spezialglühlampen keine entsprechende Kompaktleuchtstofflampe verfügbar.

Ähnlich wie Glühlampen gibt es auch Kompaktleuchtstofflampen mit Sonderspannungen für Solar- und Campinganwendungen. Diese lassen sich direkt an 12 V Gleichspannung betreiben, nutzen die Energie wesentlich effizienter als Glühlampen und leuchten bei gleicher Akkuladung etwa fünfmal so lang. Da diese Lampen ebenfalls oft einen E27-Sockel besitzen (um bereits vorhandene Leuchten weiter verwenden zu können), muss darauf geachtet werden, dass man sie nicht versehentlich am 230 V-Netz einsetzt. Eine Zerstörung der Lampe wäre unvermeidbar. Aufgrund der aufwendigen Technik des Vorschaltgerätes und der geringen Nachfrage sind diese Lampen etwa doppelt so teuer wie eine vergleichbare 230-V-Ausführung und meist nur auf Sonderbestellung zu haben. Sie werden in Warmweiß (2700 K) und Tageslichtweiß (6500 K) angeboten.

Auf- oder Vorheizphase[Bearbeiten]

Ein großer Nachteil vieler Kompaktleuchtstofflampen ist ihre temperaturabhängige Helligkeit. Je nach Qualität und eingesetzter Technik dauert es ein bis vier Minuten, bis 90 % der endgültigen Helligkeit erreicht sind; während der Aufwärmphase kurz nach dem Einschalten erreichen sie nur zwischen 50 und 80 % der Endhelligkeit.[14] Das ist bei Lampen, die nur kurz benötigt werden, ungünstig (wie in Abstellkammern und Treppenhäusern oder bei durch Bewegungsmelder gesteuerten Zufahrtsbeleuchtungen).

Während der Startphase haben die Lampen aufgrund der geringeren Temperatur des Leuchtstoffes oft eine andere Lichtfarbe.[15]

Hochwertige Lampen mit Vorheizfunktion können die Umgebungstemperatur kompensieren und sind sehr schaltfest, starten jedoch etwas langsamer: Nach dem Einschalten dauert es wegen der Vorheizphase 0,1 bis 2 Sekunden, bis die Lampe zu leuchten anfängt.

Kompaktleuchtstofflampen benötigen beim Start kurzfristig (meist weniger als 0,1 Sekunden) mehr Leistung (etwa das 50-Fache) als während des anschließenden Betriebs. Der Energieverbrauch bei der Zündung entspricht also ungefähr dem von fünf Sekunden im normalen Betrieb. Dieser Mehrverbrauch ist aber vernachlässigbar und geringer als bei den Glühlampen, welche ebenfalls einen höheren Einschaltstrom benötigen,[16] da die Glühwendel einen typischen Kaltleiter darstellt.[17]

Betriebstemperatur[Bearbeiten]

Übliche Kompaktleuchtstofflampen sollten idealerweise bei einer Umgebungstemperatur von 20 bis 30 °C betrieben werden. Liegt die Temperatur deutlich darüber, sinken sowohl Lichtausbeute als auch Lebensdauer. Einen erheblichen Einfluss hat auch die Bauweise der Leuchte. Wenn sie nach oben geschlossen ist und keine Belüftungsöffnungen aufweist, sammelt sich die warme Luft darin und erhöht die Wärmebelastung der Lampe.

Ebenfalls problematisch kann der Einsatz bei niedrigen Temperaturen sein, insbesondere unter dem Gefrierpunkt. Zum einen verlängert sich die oben beschriebene Startdauer. Hier benötigt man spezielle, an die Temperatur angepasste Schaltungen. Zum anderen sinkt die Lichtausbeute der Lampen. Spezielle Kompaktleuchtstofflampen lassen sich noch bei Temperaturen bis zu −23 °C einsetzen.

EMP-Festigkeit[Bearbeiten]

Aufgrund der Halbleiterbauelemente im Sockel einer Kompaktleuchtstofflampe ist diese Lampe im Gegensatz zur Glühlampe nicht EMP-fest, d. h. ein einmaliger kurzzeitiger, hochenergetischer, breitbandiger elektromagnetischer Ausgleichsvorgang (elektromagnetischer Puls, EMP) kann zum Defekt führen.

Elektromagnetische Verträglichkeit[Bearbeiten]

Kompaktleuchtstofflampen mit elektronischem Vorschaltgerät emittieren hochfrequente leitungsgebundene und nicht leitungsgebundene Störungen (siehe Elektromagnetische Verträglichkeit). Diese Felder sind zwar nach heutigem Wissen gesundheitlich unbedenklich, können jedoch besonders empfindliche Geräte stören.[18]

Der von Kompaktleuchtstofflampen aufgenommene Strom weicht stark von einem sinusförmigen Verlauf ab, enthält also in hohem Maße Oberwellen. Diese können die Spannungsqualität vor allem in Inselnetzen beeinflussen.[19]

Geräuschentwicklung[Bearbeiten]

Abhängig von der Qualität der eingesetzten Bauteile in den Vorschaltgeräten der Kompaktleuchtstofflampen können diese geringfügig Schwingungen im hörbaren Frequenzspektrum erzeugen. Ein ungünstiger Aufbau der Lampenfassung kann diese Schwingungen als Brummen hörbar machen. 50-Hz- und 100-Hz-Brummen kann durch Magnetostriktion in der Drossel entstehen. Die Störfrequenz ist dabei amplitudenmoduliert auf der eigentlichen Betriebsfrequenz (ca. 45.000 Hz, nicht hörbar) vorhanden. Durch Elektrostriktion können Oberfrequenzen mit 100 Hz am Gleichrichter und Siebkondensator entstehen. Ein Dimmer mit Phasenanschnittsteuerung verursacht vergleichbare Geräusche, jedoch meist lauter als eine Kompaktleuchtstofflampe.

Umweltschutz[Bearbeiten]

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Energiebilanz[Bearbeiten]

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Im Folgenden wird eine Kompaktleuchtstofflampe mit einer mittleren Lebensdauer von 10.000 Stunden und einer Leistungsaufnahme von 11 W mit einer 60-W-Glühlampe mit 1000 h Lebenserwartung verglichen.

Die Energiebilanz fällt für die Kompaktleuchtstofflampe positiv aus. Die Herstellung des Leuchtmittels benötigt etwa das Zehnfache an Energie im Vergleich zur Produktion einer herkömmlichen Glühfadenlampe. Der Energieverbrauch für den aufwändigen Entsorgungsprozess (bzw. das Recycling) bleibt allerdings in den meisten Aufrechnungen unberücksichtigt.

Die Herstellung einer Kompaktleuchtstofflampe erfordert etwa 12 MJ (= 3,33 kWh) Primärenergie und ist damit deutlich aufwändiger als die Produktion einer Glühlampe zu etwa 1 MJ. Weiterhin werden für den Vertrieb beider Lampen je 52 MJ aufgewendet.[20] Im Betrieb benötigt die oben genannte Kompaktleuchtstofflampe in 1000 h etwa 99 MJ Primärenergie, während die Glühlampe in 1000 h etwa 540 MJ verbraucht; der Wirkungsgrad der Bereitstellung elektrischer Energie wird dazu als 40 % angenommen.
Bei einer angenommenen Lebensdauer von 10.000 Stunden einer qualitativ hochwertigen Kompaktleuchtstofflampe sind das in Summe 1054 MJ gegenüber 5930 MJ für die in der gleichen Zeit verbrauchten 10 Glühlampen. Die Einsparung beträgt also 82 Prozent. Würde die Kompaktleuchtstofflampe nicht länger als eine Glühlampe halten, ergäbe sich mit 163 MJ gegenüber 593 MJ bereits eine Einsparung von 72 Prozent.

Wenn bei einem Wert von etwa 10 Prozent des Stromverbrauchs für die Beleuchtung bei einem durchschnittlichen Haushalt[21] alle Glühlampen durch Kompaktleuchtstofflampen ersetzt werden, die 80 Prozent Stromersparnis gegenüber Glühlampen aufweisen, reduziert das den Gesamtstromverbrauch des Haushalts um acht Prozent.

Die oft zitierte Feststellung, 95 % des Energieverbrauches einer Glühfadenlampe gingen ungenutzt verloren, ist falsch. Die abgegebene Wärme kommt in der Heiz-/Kühlbilanz zum Tragen, weshalb sich der ersatzweise Einsatz von Kompaktleuchtstofflampen meist in erhöhtem Heizbedarf niederschlägt.

Allerdings ist Strombeheizung sowohl ökonomisch als auch ökologisch fragwürdig: Der Wärmegewinn aus Glühfadenlampen lässt sich mit den meisten anderen Heizformen kostengünstiger erzielen; und die Stromerzeugung selbst wird etwa in Deutschland derzeit noch zu einem großen Teil aus fossilen Energieträgern wie Braunkohle, Steinkohle oder Erdgas bestritten[22]. In mit Klimaanlagen gekühlten Räumen wiederum führt jede Wärmeabgabe zu erhöhtem Gesamtenergiebedarf.

CO2-Emissionen[Bearbeiten]

Bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen zur Stromerzeugung, die in vielen Ländern dominiert, entstehen je nach Brennstoff unterschiedlich große Mengen des Treibhausgases Kohlenstoffdioxid (CO2). Da Kompaktleuchtstofflampen weniger Strom als Glühlampen verbrauchen, reduziert deren Einsatz indirekt den mit der Beleuchtung verbundenen CO2-Ausstoß. Da oben genannte Kompaktleuchtstofflampe in 10.000 Betriebsstunden etwa 490 kWh elektrische Energie gegenüber zehn 60-Watt-Glühlampen einspart, verringert sich die CO2-Emission um etwa 290 kg, vorausgesetzt es wird der deutsche Strommix mit CO2-Emissionen zu 590 g/kWh eingesetzt (Wert von 2008, neuere Zahlen geringer).[23] Stammt der Strom aus Kraftwerken mit geringeren CO2-Emissionen, wie Wasser-, Wind- oder Kernkraftwerken, so wird entsprechend weniger CO2 emittiert aber auch eingespart.[24]

Neben CO2 werden bei der Verbrennung von Kohle die Gase Schwefeldioxid und Stickoxide emittiert. Der Einsatz von Kompaktleuchtstofflampen reduziert diese Emission ebenfalls.

Quecksilber-Emissionen[Bearbeiten]

Im häuslichen Bereich[Bearbeiten]

Wie alle Leuchtstofflampen enthalten die bislang im Handel erhältlichen Kompaktleuchtstofflampen giftiges Quecksilber. Nach der RoHS-Richtlinie gilt in der EU eine Höchstmenge von 3,5 mg je Lampe. Für allgemeine Beleuchtungszwecke < 30 W gilt nach dem 31. Dezember 2012 gemäß Anhang III, Abschnitt 1a dieser Richtlinie ein Höchstwert von 2,5 mg je Brennstelle.[25] Bei hochwertigen Lampen werden jedoch teilweise weniger als 1,5 mg[26] eingesetzt oder Quecksilberlegierungen genutzt, um das Entweichen des Quecksilbers im Falle eines Glasbruchs zu unterbinden.[27] Die genaue Menge muss gemäß der EU-Verordnung (EG) Nr. 244/2009[28] angegeben werden.

Das Quecksilber ist hermetisch eingeschlossen und kann nur bei Glasbruch entweichen. Falls eine Lampe in geschlossenen Räumen zerbricht, kann die Quecksilberbelastung in der Raumluft auf das 20-Fache des Richtwertes von 0,35 µg pro Kubikmeter steigen. Diese Gesundheitsgefährdung trifft auch all jene Personen, die im Zuge der Müllentsorgung und der Abfalltrennung mit zerbrochenen Kompaktleuchtstofflampen in Kontakt kommen können.[29] Auf Staubsaugen ist dringlich zu verzichten, um die Gase nicht zusätzlich zu verteilen und die Atemluft zu belasten. Auf Grund des Quecksilbers und der Gefahr der Kontaminierung werden beim Bruch von Leuchtstofflampen folgende Schritte empfohlen:[30] (Siehe auch[31][32].)

  1. Vor, während und nach der Reinigung gut lüften. Alle Personen sollten den Raum für 15-30 Minuten verlassen. Haustiere ebenfalls aus dem Raum führen.
  2. Gummihandschuhe anziehen, um Hautkontakt zu vermeiden.
  3. Splitter und Staub auf glatten Flächen mit einem geknickten Karton aufsammeln und mit feuchtem Papier nachwischen, auf Teppichen mit Klebeband aufnehmen.
  4. Alle Rückstände und Reinigungsmaterial in ein luftdichtes Konservenglas geben.
  5. Glas zur Sammelstelle für elektronische Geräte oder zur Verkaufsstelle bringen.

Wenn eine Lampe zerbricht, während sie leuchtet, entweicht mehr Quecksilber in die Luft als bei einer kalten, da bei Wärme der Anteil an gasförmigem Quecksilber in der Kompaktleuchtstofflampe höher ist; in der kalten Lampe ist ein größerer Teil des Quecksilbers flüssig und haftet in kleinen Tröpfchen an den Innenwänden des Glases.[33] Die Stiftung Warentest empfiehlt[34] Kompaktleuchtstofflampen mit Amalgamtechnik und einem doppelten Hüllkolben als Schutz gegen Zerbrechen der Leuchtstoffröhre, wobei es bei der Bruchsicherheit herstellerspezifische Unterschiede zu geben scheint.[35] Das hier eingesetzte Amalgam ist eine metallische, bei Zimmertemperatur feste Quecksilberverbindung, die erst im Betrieb verdampft. Zerbricht eine solche Lampe im kalten Zustand, entweicht das Quecksilber nicht in die Atemluft. Allerdings benötigen solche Lampen länger, bis sie ihre maximale Helligkeit erreichen.

Inzwischen wurden allerdings auch schon komplett quecksilberfreie Leuchtstofflampen entwickelt, deren effektive Lichtausbeute sogar noch 10% über derjenigen herkömmlicher Kompaktleuchtstofflampen liegt und die zudem dimmbar sind. Ihre Lichtfarbe ähnelt derjenigen von Glühbirnen. Die geschätzte Lebensdauer liegt bei etwa 27 Jahren.[36]

In der Atmosphäre[Bearbeiten]

Auch bei der Stromerzeugung in Kohlekraftwerken wird neben anderen Schadstoffen Quecksilber freigesetzt, beim deutschen Strommix sind das derzeit pro Kilowattstunde erzeugten Stroms etwa 0,0147 mg[37]. Daraus lässt sich errechnen, dass die zusätzliche Quecksilber-Emission einer 60-Watt-Glühlampe nach einem Zeitraum von etwa 5000 Stunden in etwa der aktuell gültigen Höchstmenge für Kompaktleuchtstofflampen entspricht und daher eine Kompaktleuchtstofflampe, die länger hält, selbst bei unsachgemäßer Entsorgung eine bessere Quecksilber-Bilanz aufweist.

Bei alleiniger Stromerzeugung mittels Kraftwerken ohne Quecksilberausstoß jedoch (etwa in Kern- und Gaskraftwerken, oder durch erneuerbare Energieträger) würde auch der Betrieb von Glühlampen keinerlei solche Emissionen verursachen. Im Gegensatz dazu würden bei nicht sachgerechter Entsorgung der Kompaktleuchtstofflampe pro Stück bis zu 3,5 mg Quecksilber freigesetzt. Es hängt also ebenso von der Umweltbilanz der Stromerzeugung ab, ob letztlich mehr oder weniger Quecksilber in die Umwelt gelangt.

Ein weiteres Problem stellt der zur Herstellung von Kompaktleuchtstofflampen notwendige Quecksilberabbau dar. So wurden in den vergangenen Jahren – beispielsweise in China, wo die meisten europäischen Hersteller fertigen lassen – alte, längst aufgelassene Minen wieder geöffnet; Berichten zufolge, um den steigenden Bedarf in der EU zu decken. Der Abbau des giftigen Schwermetalles erfolgt dort zumeist unter menschenunwürdigen Bedingungen und ohne jegliche Umweltkontrollen.[38]
Veranschlagt man als Beispielrechnung zwei Lampen für jeden EU-Einwohner, ergäbe dies eine Bedarfssteigerung von wenigen Tonnen Quecksilber. Manche Kritiker bezweifeln daher die oben genannte Kausalität und führen an, dass schon allein für Amalgamfüllungen in der EU angeblich jährlich rund 70 Tonnen des Schwermetalles benötigt werden.

Das Altlampen-Recycling funktioniert bislang unzureichend, da – selbst europaweit gesehen – ein Großteil der Lampen im Hausmüll entsorgt und/oder illegal in Länder der Dritten Welt exportiert wird[39]. Die Aussagen der zu diesem Thema zitierten Quelle "Bulb Fiction" wurden in einem "White Paper: Energiesparlampen – Kompaktleuchtstofflampen" des ZVEI vom 7. Mai 2012 behandelt und den Aussagen des Films wurden Fakten gegenübergestellt.[40] Das Quecksilber jener Kompaktleuchtstofflampen, die bis ins entsprechende Recycling gelangen, wird in Deutschland mangels wirtschaftlicher Verfahren zumindest teilweise als Sondermüll endgelagert. Bei den gängigen Aufbereitungsverfahren gelangt zudem der gasförmige Teil in die Atmosphäre.[41]

Sonstige Schadstoffe[Bearbeiten]

Die Elektronik-Platine und das Plastikgehäuse sind mit Flammschutzmitteln ausgerüstet. Diese können während des Betriebes ausgasen, was wie bei anderen elektronischen Bauteilen zu Geruchsbelästigungen und gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen kann.[42] Das Umweltbundesamt kam allerdings zu dem Schluss, dass die Konzentrationen vernachlässigbar gering sind und kein zusätzliches Gesundheitsrisiko besteht. Bei neuen technischen Geräten ist allerdings allgemein mit Ausgasungen zu rechnen.[43] Das Thema der Gefahren auch bei sachgemäßem Gebrauch wird in dem ZDFzoom-Film „Giftiges Licht“ von Alexandra Pfeil thematisiert, der am 8. August 2012 gesendet wurde.[44]

Entsorgung und Recycling[Bearbeiten]

Gesondert zu entsorgende Lampen
Hauptartikel: Altlampen-Recycling

Defekte Kompaktleuchtstofflampen sind Sondermüll, denn sie enthalten Quecksilber sowie weitere problematische Stoffe in der Glasröhre, in der Elektronik und im Vergussmaterial. Sie dürfen nicht in den Hausmüll oder in den Glascontainer gegeben werden. Die fachgerechte Entsorgung getrennt vom Hausmüll oder hausmüllähnlichem Gewerbeabfall dient nicht allein dem Umweltschutz, sondern zugleich dem Gesundheitsschutz der mit dem Müll in Berührung kommenden Personen. Aus gebrochenen Röhren verdampft gesundheitsschädliches Quecksilber bei Zimmertemperatur.

Das quecksilberhaltige Leuchtpulver wird keiner Wiederaufbereitung zugeführt sondern im günstigsten Fall endgelagert, da eine Extraktion des Quecksilbers unwirtschaftlich ist.

Wärmeentwicklung[Bearbeiten]

Da Leuchtstoffröhren bei gleicher Lichtleistung weniger Wärme entwickeln als Glühlampen, kann eine Leuchte mit Kompaktleuchtstofflampe trotz begrenzter Lampenleistung mehr Licht abgeben. Eine Leuchte, die für Glühlampen bis zu 25 Watt ausgelegt ist (was etwa 200 Lumen ergibt), kann beispielsweise mit einer 10-Watt-Kompaktleuchtstofflampe auf ca. 500 Lumen aufgerüstet werden, wenn in der Leuchte genug Platz ist. Allerdings sind Kompaktleuchtstofflampen gegen Hitze empfindlicher als Glühlampen. Man kann im Beispiel nicht ohne weiteres eine Kompaktleuchtstofflampe mit bis zu 25 W einsetzen, die dabei entstehende Hitze könnte die Lampe überfordern und ihre Lebensdauer verkürzen.

Aufwandsvergleich[Bearbeiten]

2008 verglich der Öko-Institut e. V. in Zusammenarbeit mit dem Institut für sozial-ökologische Forschung (ISOE) Kompaktleuchtstofflampen. Die Daten beruhen ausschließlich auf Befragungen der Hersteller, nicht auf tatsächlichen Tests. Darauf basierend vergleicht die Tabelle unten eine 11-Watt-Kompaktleuchtstofflampe (572 Lumen, heute (Stand: Oktober 2013) üblich 650[45]) mit einer damals helleren Glühlampe von 60 Watt (710 Lumen, die Quelle nennt 685 Lumen). Die Werte beziehen sich auf eine tägliche Leuchtdauer von 3 Stunden bei einem Strompreis von 22 Euro-Cent je Kilowattstunde (Stand: Mai 2008).[46] Aus der durchschnittlichen Lebensdauer einer Kompaktleuchtstofflampe ergäbe sich über den Zeitraum die Nutzung von 10 Glühlampen statt 1 Kompaktleuchtstofflampe; um die Emissionen zu vergleichen, wurde dieser Zeitraum eingesetzt. Wären 60 % der deutschen Haushalte grundsätzlich mit Energiesparlampen ausgerüstet, ließen sich 4,5 Millionen Tonnen Kohlendioxid einsparen, eine Menge, die 1,8 Millionen Mittelklassewagen bei einer Laufleistung von 15.000 Kilometern im Jahr erreichen.[47] Kompaktleuchtstofflampen sind als Sondermüll zu entsorgen, da sie wie alle Leuchtstofflampen Quecksilber enthalten.[6]

Kompaktleuchtstofflampe im Vergleich zur Glühlampe
11-Watt-Kompaktleuchtstofflampe 60-Watt-Glühlampe
Stromkosten pro Jahr 2,65 Euro 14,45 Euro
Stromverbrauch pro Jahr 12,0 Kilowattstunden 65,7 Kilowattstunden
CO2-Emission pro Jahr 7,8 kg 42,4 kg
Lebensdauer einer Lampe 10.000 Stunden 1000 Stunden
CO2-Emission über 10.000 Stunden 71,2 kg 387,2 kg
Quecksilbergehalt in der Lampe 2 mg entfällt
Quecksilberemission über 10.000 Stunden bei 42 % Kohleverstromung 3,29 mg 8,86 mg

Einsparpotenzial[Bearbeiten]

Wechselwirkung mit Heiz- und Kühlenergie[Bearbeiten]

Eine kanadische Studie aus dem Jahr 2008 zeigt eine Wechselwirkung der eingesparten Energie mit dem Energiebedarf von Heizung und Klimaanlage. Da Kompaktleuchtstofflampen weniger Wärme abgeben als Glühlampen, steigt in der Heizperiode bei Einsatz von Kompaktleuchtstofflampen der Bedarf an Heizenergie. Umgekehrt sinkt während der Kühlsaison der Bedarf an Kühlenergie (Gebäudeklimaanlagen) bei Einsatz von Kompaktleuchtstofflampen.

Das generelle Energiesparpotential hängt daher vom Klima ab. Die berechnete Kostenersparnis bezüglich des Gesamtenergieverbrauchs pro Haushalt (zweistöckiges Haus mit etwa 210 m²) kann hierbei sehr stark schwanken. Zum Beispiel zwischen 8 Dollar pro Jahr in St. John’s (Neufundland) (kühles Klima - geringeres Sparpotential, da kein Heizeffekt durch Kompaktleuchtstofflampen) und 44 kanadische Dollar pro Jahr in Los Angeles (warmes Klima - höheres Sparpotential, da kein Kühleffekt notwendig durch Einsatz von Kompaktleuchtstofflampen).[48] [49]

Hierbei muss jedoch beachtet werden, dass der Wirkungsgrad der Stromerzeugung und Übertragung von etwa 30 % deutlich unter dem von Heizungen auf Primärenergiebasis (etwa Gas, Kohle oder Holz) von etwa 90 % liegt. Entsprechend verbraucht das Heizen mittels Glühlampen oder elektrischen Heizungen allgemein etwa dreimal so viel Primärenergie wie der Betrieb konventioneller Heizungen. Zudem liegt der Preis von Heizöl oder Gas pro kWh deutlich unter dem von Strom.

Zusammenhang mit der Leuchtdauer[Bearbeiten]

Das finanzielle Einsparpotential der Kompaktleuchtstofflampen durch Strompreisgewinn wird gegenüber dem höheren Kaufpreis erst nach einer gewissen Einsatzzeit der Lampe erreicht. Im Ergebnis einer Untersuchung von finanztest ist die Lebensdauer von Herstellungs- und Einsatzbedingungen beeinflusst, so hielten einige Modelle nur rund 4500 Stunden, während bei anderen der Test nach 19.000 Stunden aus Zeitgründen abgebrochen werden musste. Weiterhin fällt das Einsparpotential von Lampen mit langer Lebensdauer deutlich größer aus, wenn ein Lampenwechsel aufwändig und mit Personalkosten verbunden ist. Insbesondere lassen sich Kompaktleuchtstofflampen an Lichtmanagementsysteme anschließen, die einen Lampenausfall melden.

Elektromagnetische Umweltverträglichkeit[Bearbeiten]

Kompaktleuchtstofflampen mit elektronischem Vorschaltgerät erzeugen (wie viele andere Elektrogeräte) elektromagnetische Störungen, welche unter dem Begriff der elektromagnetischen Umweltverträglichkeit zusammengefasst werden. Diese elektromagnetischen Abstrahlungen, umgangssprachlich und abwertend auch als Elektrosmog bezeichnet, bestehen vor allem aus dem hochfrequenten Magnetfeld. Demgegenüber sind die Magnetfelder, welche von Glühlampen ausgehen, von niedriger Frequenz, aber wegen des höheren Stromes entsprechend stärker. Bei Niedervolt-Halogenlampen entstehen noch wesentlich stärkere niederfrequente Magnetfelder, bei Verwendung von Schaltnetzteilen auch hochfrequente Magnetfelder ähnlich denen von Kompaktleuchtstofflampen.

Ein Vergleich dieser elektromagnetischen Emissionen ist kaum möglich, da es unklar ist, ob eine größere Intensität oder die höhere Frequenz wichtiger ist, bzw. ob diese Emissionen überhaupt gesundheitlich relevant sind. Von den gemessenen Feldstärken her bewegen sich Kompaktleuchtstofflampen innerhalb der Bandbreite der Werten von anderen Elektrogeräten.

Die einzuhaltenden Grenzwerte für elektrische Feldstärken orientieren sich nicht an gesundheitlichen Risiken (da solche ungeklärt sind), sondern an der technisch relevanten elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV)[18][50] und auch an dem, was technisch mit moderatem Aufwand erreichbar ist.

„Der Einsatz von Kompaktsparlampen für allgemeine Beleuchtungszwecke im Haushalt ist unter Strahlungsschutzaspekten nicht bedenklich.“

Bundesamt für Strahlenschutz[50]

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Kompaktleuchtstofflampe – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise und Anmerkungen[Bearbeiten]

  1. Patentanmeldung für WO 85/04769 (PDF), Deutsches Patent- und Markenamt
  2. Sparlampen: Alle Tests und Kauftipps, Stiftung Warentest, 1. September 2012
  3. Kein Highlight. In: Ökotest, November 2009
  4. Vorlage:Internetquelle/Wartung/Datum nicht im ISO-FormatBeleuchtung im Büro. Hilfen für die Planung von Beleuchtungsanlagen von Räumen mit Bildschirm- und Büroarbeitsplätzen. In: SP 2.4 (BGI 856). Deutsche Lichttechnische Gesellschaft e.V.; VBG Verwaltungs-Berufsgenossenschaft, März 2005, abgerufen am 29. August 2012 (PDF; 3,0 MB).
  5. Grünes Licht. LED, Leuchtstoffröhre und Glühlampe. WEKA FACHMEDIEN GmbH, 17. Juni 2011, abgerufen am 29. August 2012.
  6. a b Ingrid Pirker: Damit auch bei der Entsorgung ein Licht aufgeht. In: Umwelt-Magazin. Heft 1/2 2010, Springer-VDI-Verlag, Düsseldorf 2010.
  7. Frequently Asked Questions – Compact Fluorescent: 3. Can I use a compact fluorescent light bulb with a dimmer switch?
  8. Die sieben Lichtlügen. Bund der Energieverbraucher
  9. Auswahl lichttechnischer Begriffe (PDF; 59 kB)
  10. EcoTopTen-Produkte: Kompaktleuchtstofflampen. (PDF; 223 kB)
  11. Stiftung Warentest: Energiesparlampen: Osram strahlt am hellsten. In: test, 01/2006.
  12. Stiftung Warentest: Test Energiesparlampen - Nur jede Dritte gut In: test, 3/3008
  13. Dunkel war’s. Haltbarkeit von Energiesparlampen. In: ÖKO-TEST. Nr. 3, 2009.
  14. Screwbase Compact Fluorescent Lamp Products (PDF; englisch; 2,0 MB) National Lighting Product Information Programm
  15. Frequently Asked Questions – Compact Fluorescent: 7. Why does the color of CFLs seem different at start-up?
  16. Should I Turn Off Fluorescent Lighting When Leaving A Room? Light design lab (englisch) abgerufen am 12. November 2012
  17. Jürgen Schatz, Robert Tammer: Erste Hilfe – Chemie und Physik für Mediziner. Springer, Berlin/ Heidelberg, S. 206.
  18. a b EMF von Energiesparlampen. (PDF) Forschungsstiftung Mobilkommunikation (ETH Zürich)
  19. P. N. Korovesis, G. A. Vokas, I. F. Gonos, F. V. Topalis: Influence of Large-Scale Installation of Energy Saving Lamps on the Line Voltage Distortion of a Weak Network Supplied by Photovoltaic Station. In: IEEE Transactions on Power Delivery. vol. 19, no. 4, Oktober 2004, S. 1787–1793.
  20. Christopher Schrader: Das neue Licht – Abschied von der Glühbirne. In: Süddeutsche Zeitung. 5. September 2009.
  21. Wege aus der Strompreis-Falle: Das sind die größten Stromfresser im Haushalt, Focus, 28. Dezember 2012
  22. Strommix in Deutschland. Nettostromerzeugung im Jahr 2010 in Deutschland. Umweltbundesamt (DE), 2012, abgerufen am 30. November 2012 (PDF; 2,0 MB).Steinkohle 18,2 %, Braunkohle 22,7 %, Erdgas 14,1 %
  23. Umweltbundesamt Wert für 2008
  24. Emissionsbilanz erneuerbarer Energieträger. (PDF; 1,2 MB) Umweltbundesamt 2007
  25. Richtlinie 2011/65/EU. In: Amtsblatt der Europäischen Union. 1. Juli 2011, S. 14, abgerufen am 30. Oktober 2012 (PDF-Datei).
  26. Beispiel: Philips Lampen mit nur 1,4 mg Quecksilber
  27. Amalgam-Technologie von Megaman
  28. Verordnung Nr. 244/2009 der EU-Kommission (18. März 2009, Anhang II, Abschnitt 3.1 k)
  29. Parlamentarische Anfrage 2801/J-BR/2011 an Bundesminister für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft betreffend Energiesparlampen
  30. Laut einer Studie des Herstellers Osram bleibt auch bei der maximal zulässigen Menge von 5 mg Quecksilber die Konzentration des Gases in der Arbeitsluft deutlich unter dem Grenzwert für Arbeitsplätze.
  31. BAG (PDF; 1,9 MB)
  32. Empfehlungen der United States Environmental Protection Agency
  33. Zusammenfassung WDR Servicezeit vom 28. Mai 2009
  34. Stiftung Warentest: Test von Energiesparlampen In: test, 3/2011
  35. Energiesparlampen im Bruchtest auf YouTube
  36. Energiesparlampen: Licht ohne Gift in: DIE ZEIT No. 10/2013
  37. Infoblatt (PDF; 353 kB) der Deutschen Umwelthilfe, 2008
  38.  Leiden für die Ökolampe. In: Der Spiegel. Nr. 37, 2009 (online).
  39. Filmdokumentation Bulb Fiction in der Internet Movie Database (englisch)
  40. Vorlage:Internetquelle/Wartung/Datum nicht im ISO-FormatWhite Paper: Energiesparlampen – Kompaktleuchtstofflampen. ZVEI, 7. Mai 2012, abgerufen am 30. Dezember 2012.
  41. Deponierung von Quecksilber in stillgelegten Kalibergwerken. Spiegel TV 2/2011
  42. Gift aus Energiesparlampen belastet Raumluft. NDR MARKT
  43. Stellungnahme des Umweltbundesamtes zu angeblichen Phenol- und Aromatendämpfen aus Energiesparlampen (PDF; 61 kB) Umweltbundesamt am 21. April 2011
  44. Video ZDFZoom: Giftiges Licht (Film von Alexandra Pfeil) in der ZDFmediathek, abgerufen am 3. Februar 2014 (offline)
  45. [1] Stand: September 2013
  46. EcoTopTen – Energiesparlampen Stand: Mai 2008
  47. nach Berechnungen der Deutschen Umwelthilfe
  48. Benchmarking Home Energy Savings from Energy-Efficient Lighting. CMHC (PDF; 690 kB) Januar 2008, abgerufen 26. Mai 2012
  49. Anil Parekh, M.C. Swinton, F. Szadkowski, M. Manning: Benchmarking of energy savings associated with energy efficient lighting in houses. (PDF) 2005
  50. a b Informationen zu elektromagnetischen Emissionen von Kompaktleuchtstofflampen (Energiesparlampen) (PDF; 358 kB) Bundesamt für Strahlenschutz, Stand 10. August 2009