Berechnung der Beleuchtungsstärke und Leuchtenanzahl (Lumen-Methode, EN 12464-1)
Beleuchtungs-Vorprojekt in wenigen Sekunden
Wie viele Leuchten braucht es für ein Büro von 40 m²? Für ein Schulzimmer von 60 m²? Für eine Präzisionswerkstatt von 200 m²? Die Lumen-Methode, kodifiziert in der Norm EN 12464-1 (Arbeitsstätten in Innenräumen), liefert die Antwort in einer einzigen Formel: N = Em × A / (Φ × UF × MF). Dieses Tool wendet die Methode in Echtzeit an, lässt Sie wählen aus 27 Raumtypen normiert, bietet 4 architektonische Anordnungen typische Werte und zeichnet eine massstäbliche SVG-Rasteranordnung, um das Ergebnis sofort zu visualisieren. Ideal für eine Offerte, ein Vorprojekt, eine schnelle Skizzenprüfung oder als Grundlage für ein Kundengespräch.
Der Rechner ersetzt keine lichttechnische Simulation DIALux evo oder ReLux für die Projektvalidierung (Gleichmässigkeit Uo, Blendung UGR, Punktberechnungen, geneigte Flächen). Es liefert die geschätzte mittlere Beleuchtungsstärke Em und die Leistungsdichte W/m² zum Vergleich mit SIA 380/4, und eine als Bild exportierbare Rastervorschau. Um diese Arbeit in AutoCAD zu automatisieren, mit Erzeugung des bemassten Anordnungsplans und der Leuchtenliste, siehe den Befehl CALEP des Moduls ElectroCAD Tools.
So funktioniert die Lumen-Methode
La méthode des lumens est la procédure historique de pré-dimensionnement de l'éclairage intérieur, normalisée depuis les années 1960 et reprise en l'état dans EN 12464-1 pour le pré-projet. Elle repose sur un bilan énergétique simple : le flux lumineux total utile sur le plan utile (Em × A en lumens) doit égaler le flux émis par les luminaires (N × Φ) corrigé par deux facteurs cumulés, le facteur d'utilisation UF (qui modélise les pertes optiques entre le luminaire et le plan utile) et le facteur de maintenance MF (qui modélise la dégradation dans le temps).
- N : Anzahl Leuchten (aufzurunden und an das Raster anzupassen)
- Em : mittlere Ziel-Beleuchtungsstärke auf der Nutzebene, in Lux (Tabelle EN 12464-1)
- A : Raumfläche, in m² (A = L × W)
- Φ : Nennlichtstrom einer Leuchte, in Lumen (Herstellerdatenblatt)
- UF : Nutzungsfaktor (einheitenlos, 0.28 bis 0.78)
- MF : Wartungsfaktor (einheitenlos, 0.60 bis 0.90)
Der Rechner zeigt zudem dieRaumindex k = (L × W) / (Hu × (L + W)), wobei Hu = H − h die nutzbare Montagehöhe ist. Dieser Index ist die Eingangsgrösse der UF-Tabellen der Hersteller: Je grösser k, desto besser nutzt der Raum den abgegebenen Lichtstrom (UF steigt). Ein k von 1 kennzeichnet einen typischen Büroraum; unter 0.6 ist der Raum zu hoch oder zu schmal und der UF fällt stark ab, was zum Ausgleich mehr Leuchten erfordert.
Em-Werte nach Raumtyp (EN 12464-1)
EN 12464-1 legt eine auf der Nutzebene einzuhaltende minimale Beleuchtungsstärke je nach Sehaufgabe fest. Hier die wichtigsten im Dropdown des Rechners hinterlegten Werte, ergänzt um den UGR-Grenzwert (Diskomfortblendung) und den minimalen Farbwiedergabeindex Ra:
| Raumtyp / Tätigkeit | Em (lx) | UGR max | Ra min |
|---|---|---|---|
| Korridor, Verkehrsfläche | 100 | 28 | 40 |
| Wohnung, Schlafzimmer | 100 | — | 80 |
| Wohnung, Wohnzimmer | 200 | — | 80 |
| WC, Garderobe | 200 | 25 | 80 |
| Sitzungszimmer | 300 | 19 | 80 |
| Schule, Klassenzimmer | 300 | 19 | 80 |
| Kinderklasse (Kindergarten) | 300 | 19 | 80 |
| Turnhalle | 300 | 22 | 60 |
| Lebensmittelgeschäft | 300 | 22 | 80 |
| Allgemeines Büro (Dateneingabe, Lesen) | 500 | 19 | 80 |
| Schule, Fachklassenzimmer | 500 | 19 | 80 |
| Lesen, Studium | 500 | 19 | 80 |
| Grossküche | 500 | 22 | 80 |
| Büro, technisches Zeichnen (CAD) | 750 | 16 | 80 |
| Industriewerkstatt mit Präzisionsarbeit | 750 | 19 | 80 |
| Arztpraxis, Untersuchung | 1000 | 19 | 90 |
| Operationssaal (allgemein) | 1000 | 19 | 90 |
| Industriewerkstatt mit hoher Präzision | 1500 | 16 | 80 |
Für die vollständige Liste (über 250 Einträge) siehe den Volltext vonEN 12464-1 (Ausgabe 2021) oder den Em-Merkblättern nach Nutzungskategorie. Die obigen Werte sind Beleuchtungsstärken des Arbeitsbereichs; die Beleuchtungsstärke des Umgebungsbereichs und des Hintergrunds folgen je nach Kontext den Verhältnissen 0,5 bis 0,75.
UF (Nutzungsfaktor) richtig wählen
Der UF misst den Anteil des von den Leuchten abgegebenen Lichtstroms, der nach Reflexionen an Wänden, Decke und Boden und nach Absorption durch den Raum tatsächlich die Nutzebene erreicht. Er hängt von vier Parametern ab: der photometrische Verteilung der Leuchte (direkt, indirekt, direkt/indirekt, asymmetrisch), die Reflexionsgrade ρp/ρm/ρs (Decke/Wände/Boden, typischerweise 0,7/0,5/0,2 für ein helles Büro, 0,5/0,3/0,1 für eine dunkle Werkstatt), die nutzbare Montagehöhe Hu = H − h und dieRaumindex k. Der Hersteller liefert für jede Leuchte eine UF-Tabelle (k, ρp, ρm, ρs).
Typische UF-Werte für das Vorprojekt, für einen modernes direktstrahlendes LED-Panel (LOR ≈ 1) mit hellen Reflexionsgraden 0,7/0,5/0,2: ≈0,49 in einem schmalen/hohen Raum (k≈0,6); ≈0,62 in einem gewöhnlichen Büro (k≈1) ; ≈0.78 in einem breiten, niedrigen Raum (k≈2); bis zu ≈0.92 für eine grosse Halle (k≈5). Eine indirekte Leuchte oder eine mit sehr geschlossenem Diffusor liegt deutlich tiefer. Der Modus Auto (k) des Rechners greift auf eine Tabelle mit 11 Stufen (k 0,6 → 5,0) zurück, abgestimmt auf die Herstellerdiagramme und die von Relux/DIALux berechneten Raumwirkungsgrade. Der Modus Manuell deckt den Bereich 0,40-0,95 für atypische Fälle ab. Ohne Herstellerdatenblatt ist für einen normalen Büro-/Gewerberaum mit direkter LED-Beleuchtung standardmässig 0,70 anzusetzen.
MF (Wartungsfaktor) richtig wählen
MF berücksichtigt vier kumulative Alterungseffekte zwischen Inbetriebnahme und dem nächsten Wartungseingriff: LLMF (Lamp Lumen Maintenance Factor, Lichtstromrückgang der Lichtquellen, typischerweise 0,90 bei 25 000 h für LED L80), LSF (Lamp Survival Factor, Ausfälle vor der Wartung, bei moderner LED vernachlässigbar), LMF (Luminaire Maintenance Factor, optische Verschmutzung der Leuchte, stark umgebungsabhängig) und RSMF (Room Surfaces Maintenance Factor, Alterung der Raumoberflächen). Der Rechner bietet 3 diskrete Stufen an: Sauber 0,80 (Büro, Schule, Gesundheitswesen, jährliche Reinigung); Normal 0,70 (saubere Werkstatt, Leichtindustrie, Gewerbe, Wohnen); Verschmutzt 0,65 (staubige Industrie, Giesserei, Landwirtschaft, Intensivküche).
Die 4 verfügbaren Anordnungen
Der Rechner bietet vier Anordnungsmuster, die 80 % der Praxisfälle im Wohn- und Zweckbau abdecken (das Modul CALEP von ElectroCAD Tools bietet deren 30 für das definitive Projekt, vgl. unser Dossier zur Leuchtenanordnung).
Regelmässiges Raster (rows × cols)
Standard-Pattern. Die Leuchten werden in einem regelmässigen Raster mit Abstand dx in X und dy in Y platziert. Der Wandabstand beträgt typischerweise dx/2 und dy/2. Hinweis: Grossraumbüro, Klassenzimmer, Sitzungszimmer, Labor. Der Rechner optimiert rows × cols, um das L/W-Verhältnis des Raums einzuhalten, wodurch dx ≈ dy wird und die maximale Gleichmässigkeit in der einfachen Lumen-Methode gewährleistet ist. Empirische Gültigkeitsregel: Abstand S ≤ 1.5 × Hu (sonst fällt die Gleichmässigkeit Uo unter 0.6).
Versetzt (ungerade Reihen verschoben)
Ungerade Reihen sind gegenüber den geraden um dx/2 versetzt. Vorteil: besser wahrgenommene visuelle Gleichmässigkeit (das Auge erkennt das Raster nicht mehr), empfohlen in Verkaufsfläche, Empfangshalle, Restaurant, Empfangsbereich. Mit einem versetzten Raster lässt sich dx bei gleicher Gleichmässigkeit Uo typischerweise um 10-15 % erhöhen, also in grossen Räumen 10 % der Leuchten einsparen.
Parallele Linien
Durchgehende Lichtbänder entlang der Längsachse des Raums. Hinweis: Korridore, Verkehrshallen, langgestreckte Läden, Werkstätten mit gereihten Maschinen, Garagen, Parkhäuser, Garderoben. Vorteil: Übereinstimmung mit der Verkehrsachse und der Ausrichtung der Arbeitsplätze (der Schatten des Bedieners fällt hinter ihn, nie nach vorn). In Werkstätten sind Reihen parallel zur Hauptachse der Maschinen die von der guten Praxis der Industriebeleuchtung vorgegebene Anordnung.
Innenumfang
Leuchten nur entlang der vier Wände, in konstantem Abstand zu den Rändern. Hinweis: Vouten für indirekte Beleuchtung, Wall-Washing in Verkauf und Hotellerie, Räume mit zentraler Technikdecke (Sprinkler, Kanal), Ausstellungsräume. Geschätztes mittleres Em in der Raummitte geringer, zu ergänzen durch punktuelle Direktbeleuchtung oder ein Downlight an der Decke. Ein Ambiente- und Akzentmuster, typischerweise zu kombinieren mit einem reduzierten Downlight-Raster (Modus « Doppelschicht » in CALEP).
Grenzen der Lumen-Methode
Die Lumen-Methode liefert diemittlere Beleuchtungsstärke Em auf der Nutzebene, c'est-à-dire la valeur intégrée sur l'ensemble de la surface du local. Elle ne fournit pas : l'uniformité Uo (rapport Em min / Em moyen, exigée ≥ 0,6 par EN 12464-1 sur la zone de tâche), l'éblouissement d'inconfort UGR (calculé par lancer de rayons depuis la position de l'observateur), l'éclairement vertical Em,v sur les façades de meubles ou les visages, les éclairements ponctuels (point par point), les calculs sur surfaces inclinées (plans de travail inclinés type CAO/dessin, gradins, escaliers), et la modélisation du mobilier qui obstrue le flux.
Regel guter Praxis: Lumen-Methode für Vorprojekt, Offerte, Vorstudie und Skizzenprüfung ; photometrische Simulation (DIALux evo, ReLux, AGI32) für die Validierung des definitiven Projekts, das Dossier OIBT, das Energiedossier SIA 380/4 und jede verbindliche Ausschreibung.
Leistungsdichte und SIA 380/4
Die SIA 380/4 (Schweizer Norm « Elektrische Energie im Hochbau », Revision 2017) legt Ziel- und Grenzwerte fest für Beleuchtungs-Leistungsdichte in W/m², distinctes de l'éclairement Em (qui est une exigence d'EN 12464-1, normative pour le confort). Valeurs limites cibles SIA 380/4 typiques : 6 W/m² bureau standard, 8 W/m² école, 10 W/m² commerce, 12 W/m² industrie légère. Le calculateur estime la puissance installée à partir d'une efficacité LED de référence de 110 lm/W (LED tertiaire récente). Pour un bureau 500 lx en 8×5 m, on aboutit typiquement à 5-6 W/m², soit pile dans la cible SIA 380/4. Au-delà de 10 W/m² pour un bureau, le projet est energetisch nicht konform und verlangt entweder effizientere Leuchten (130-150 lm/W), ein nach unten korrigiertes Em oder eine sensorbasierte Lichtstromsteuerung (Präsenz + Tageslichtnutzung).
Leuchtenanordnung in AutoCAD automatisieren
Dieses Web-Tool deckt Vorprojekt und Kalkulation ab. Für das definitives Projekt mit automatischer Generierung des vermassten Installationsplans, der Leuchtenlisten und des Ausschreibungsdossiers, der Befehl CALEP d'ElectroCAD Tools übernimmt dieselbe EN-12464-1-Methodik direkt in AutoCAD: Auswahl der Raumpolygone (oder Import aus dem Architektenplan), automatische Anwendung von Em pro Raumtyp aus der CRB-NPK-2026-Datenbank, Auswahl aus 30 architektonischen Anordnungen (vgl. Hexagonal- und Parallellinien-Algorithmen), Platzierung der Leuchten-DWG-Blöcke mit Plankopf, Materialauszug für Offerten und Excel/CSV-Export in den CAN-Leistungskatalog für die CRBX-SIA-451-Ausschreibung.
Häufig gestellte Fragen
Wie berechnet man die Anzahl Leuchten für einen Raum?
On applique la méthode des lumens : N = (Em × A) / (Φ × UF × MF). Em est l'éclairement cible en lux selon EN 12464-1 (500 lx pour un bureau), A la surface en m², Φ le flux nominal d'un luminaire en lumens, UF le facteur d'utilisation (0,5 à 0,7 typique) et MF le facteur de maintenance (0,7 à 0,8). On arrondit ensuite N à l'entier supérieur et on le répartit sur un quadrillage rectangulaire. Exemple avec les hypothèses du calculateur : bureau de 8×5 m à 500 lx, Φ=4500 lm, UF auto ≈0,78 (k≈1,7) et MF=0,80 (local propre) donnent N = (500×40)/(4500×0,78×0,80) ≈ 7,1, soit 8 luminaires en 4×2. Avec un luminaire médiocre saisi en mode manuel (UF=0,50, MF=0,70), le même local demande N ≈ 12,7, soit 13 luminaires.
Wie lautet die Formel für die Beleuchtungsberechnung?
La formule est N = (Em × A) / (Φ × UF × MF). Elle permet de pré-dimensionner le nombre de luminaires en respectant un éclairement moyen Em cible. Em provient de la table EN 12464-1, A est la surface, Φ le flux nominal, UF le facteur d'utilisation (dépendant des réflectances et de l'indice de local k = (L×W)/(Hu×(L+W))) et MF le facteur de maintenance. La formule estime l'éclairement moyen ; elle ne remplace pas une simulation photométrique pour l'uniformité, l'éblouissement UGR ou les calculs ponctuels.
Wie viele Lumen für ein Büro?
EN 12464-1 verlangt 500 lx auf der Arbeitsfläche für ein allgemeines Büro. Für ein Büro von 20 m² beträgt der erforderliche Nutzlichtstrom 500×20 = 10000 lm, also ≈ 28600 lm installierte Nennlichtströme (UF=0,50, MF=0,70) bzw. 6-7 LED-Panels mit 4500 lm. Für technisches Zeichnen steigt Em auf 750 lx, also rund 50 % mehr Leuchten.
Welchen Wartungsfaktor wählen?
0,80 in Büro/Schule/Gesundheitswesen (sauber, jährliche Reinigung); 0,70 in Gewerbe, Wohnen, sauberer Werkstatt, Leichtindustrie; 0,65 in staubiger Industrie, Giesserei, Landwirtschaft, Intensivküche. MF umfasst LLMF (Lampenalterung), LSF (Ausfälle), LMF (Leuchtenverschmutzung) und RSMF (Oberflächenalterung). Im Vorprojekt Dienstleistungsbau standardmässig 0,70 (Modus Normal des Rechners).
Welche Höhe für die Nutzebene?
0,75 bis 0,85 m für Büros und sitzende Tätigkeiten; 0,90 m für Schultische und Steharbeitsplätze; 0,00 m für Verkehrswege und Hallen (Bodenebene); 1,00 m für Industriewerkstätten im Stehen. Die nutzbare Montagehöhe Hu = H − h bestimmt den Raumindex k und den UF. Für Em Boden (Korridor) h=0; für Em Büro h=0,85.
Lumen-Methode vs. lichttechnische Simulation?
La méthode des lumens donne l'éclairement moyen Em en quelques secondes, idéale pour le pré-projet et le devis. Elle ne fournit pas l'uniformité Uo, l'éblouissement UGR, les niveaux ponctuels ni les calculs sur surfaces inclinées. Une simulation photométrique (DIALux evo, ReLux, AGI32) utilise les fichiers IES/LDT du fabricant et calcule par lancer de rayons les éclairements exacts. Règle : méthode des lumens pour le pré-projet et le devis, simulation pour la validation projet définitif et le dossier OIBT/SIA.