Wie Leuchtstoffröhren funktionieren und wofür sie sich eignen

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Dafür sind Leuchtstoffröhren geeignet

Früher war die Wahl des geeigneten Leuchtmittels vergleichsweise einfach. Zumindest im Wohnbereich kamen nahezu ausschließlich normale Glühlampen mit Glühfaden zum Einsatz. Heute hingegen ist die Situation ein wenig anders. Das Angebot ist größer und die Frage nach der richtigen Beleuchtung weitaus schwieriger zu beantworten. So gibt es neben klassischen Glühfadenlampen inzwischen eine große Auswahl an Halogenstrahlern, LEDs sowie natürlich Leuchtstoffröhren. Während Glühfadenlampen vom Gesetzgeber abgeschafft werden, sind die ebenfalls recht betagten Leuchtstoffröhren weiterhin verfügbar und finden in Form von Kompakt-Leuchtstoffröhren immer häufiger Verwendung. Doch warum sollten Kunden zu einer Leuchtstofflampe greifen und die neueren Halogenstrahler und LEDs im Laden liegen lassen? Wofür eignet sich die Leuchtstoffröhre und was sind ihre Vor- und Nachteile?

Die Geschichte der Leuchtstoffröhre

Die Leuchtstoffröhre existiert bereits seit mehr als 150 Jahren. Erfunden wurde sie vom Bonner Physiker Heinrich Geißler. Dieser war Glasbläser und entwickelte auf Grundlage seiner Kenntnisse in der Glasherstellung und der Physik die sogenannte Geißlerröhre. Mit ihr untersuchte er Gasentladungen, die die physikalische Grundlage für Leuchtstoffröhren darstellen. Das Prinzip der Leuchtstoffröhre ist somit auch heute noch dasselbe; einzig die verwendeten Materialien haben sich, je nach Lampentyp und vor allem je nach gewünschter Lichtfarbe, geändert.

Die Funktionsweise der Leuchtstoffröhre

Die Bauart der 1936 erstmals im großen Maßstab produzierten Leuchtstoffröhre hat sich bis heute nicht geändert: Wie bereits die Geißlerröhre von 1857 arbeitet die Leuchtstofflampe mit der sogenannten Gasentladung. Hierbei wird ein Gas mit zwei Elektroden unter Spannung gesetzt, was den komplexen Zündungsprozess in Gang setzt. Zu diesem Zweck ist die Leuchtstoffröhre mit einer Mischung aus Quecksilber und Argon gefüllt. Beim Ansetzen einer Spannung an die beiden Elektroden werden diese auf bis zu 2000 ° C erhitzt; das Quecksilber in der Röhre verdampft zu einem Teil, während die Elektroden Elektronen, also kleinste Bestandteile eines Atoms, emittieren. In der Leuchtstoffröhre befinden sich nun dampfförmiges Quecksilber sowie freischwebende Elektronen. Eine Kollision der Quecksilberatome mit den Elektronen ist nunmehr unvermeidbar, was die im Quecksilber enthaltenen Elektronen in Schwingungen versetzt und den Stoff somit zum Glühen anregt.

Die Lichtfarbe von Leuchtstoffröhren

Für jede Verwendung gibt es Leuchtstoffröhren mit der passenden Lichtfarbe. Die angebotenen Leuchtstoffröhren unterscheiden sich also hauptsächlich in zwei Aspekten: der Beschichtung, die das Licht sichtbar macht und den in der Röhre enthaltenen Gasen. Beides in Kombination bestimmt letztendlich die Lichtfarbe und somit auch die Qualität einer Leuchtstoffröhre sowie ihre möglichen Einsatzzwecke. Einer der größten Fehler ist der blinde Einsatz von Leuchtstofflampen, was der Sensibilität des Körpers gegenüber Licht nicht gerecht wird. So hat das Licht einen starken Einfluss auf den Biorhythmus des Körpers, wobei Dunkelheit die Ausschüttung wichtiger Hormone für einen ruhigen Schlaf fördert.

Der Code für die Lichtfarbe

Diese Lichtfarbe einer Leuchtstoffröhre wird mit einem genormten Code angegeben, der von allen Herstellern gleichermaßen genutzt wird. Vorsichtig sollten Verbraucher hingegen bei den Bezeichnungen sein. Namen wie „Basic warm white“ kann beim Hersteller A eine Lampe mit der genormten Lichtfarbe 530 sein, derweil ein anderer Hersteller diese als „Lumilux White“ bezeichnet. Es handelt sich hierbei also um Werbenamen. Der dreistellige Code setzt sich hingegen aus standardisierten Größen zusammen. So steht die erste Ziffer für den Spektraltyp und die letzten beiden für die Farbtemperatur gemessen in Kelvin. Die meisten angebotenen Leuchtstoffröhren haben einen Wert zwischen 530 und 965, wobei sich eine grobe Einteilung in drei Kategorien bewährt hat. In aller Regel finden Kunden im Handel daher Leuchtstoffröhren mit einem Wert von 530 (Farbtemperatur 3000 Kelvin), die ein warmweißes Licht ausstrahlen, Modelle mit einem Wert von 640 (Farbtemperatur 4000 Kelvin), die ein neutral- bzw. kaltweißes Licht erzeugen, sowie Röhren mit einem Wert von 765 (Farbtemperatur von 6500 Kelvin), die ein tageslichtweißes Leuchten erzeugen.

Das Mischen unterschiedlicher Lichtfarben sollte vermieden werden

Hinsichtlich der Lichtfarbe lassen sich Leuchtstoffröhren also für verschiedenste Zwecke nutzen und sind in diesem Aspekt nur wenig eingeschränkt. Unabhängig von der gewünschten Lichtfarbe sollten diese untereinander nicht gemischt werden, da Lichtfarben additiv gemischt werden und somit ungewünschte Farbtöne entstehen. Aus diesem Grund sollte die Wahl des Lichts auch von den natürlich vorkommenden Lichtverhältnissen abhängig gemacht werden. In Räumen, in die Tageslicht einfällt, empfehlen sich somit Leuchten mit einem Wert von 765. Dies entspricht dem ohnehin vorhandenen Tageslicht.

Die Energieeffizienz von Leuchtstoffröhren

Leuchtstoffröhren bieten auch bei der Energieeffizienz große Vorteile. Gemessen wird diese in Lumen, also Lichtstärke pro Watt. Eine durchschnittliche Leuchtstoffröhre erreicht dabei einen Wert von 45 bis 100 Lumen pro Watt. Zum Vergleich: Eine klassische Glühlampe mit Glühfaden besitzt einen Wert von gerade einmal 10 Lumen pro Watt, was vor allem der starken Erhitzung dieser Lampen geschuldet ist. Hierdurch geben sie einen Großteil ihrer Energie in Form von Wärme an die Umgebung ab. Wenn von Energiesparlampen die Rede ist, so kann die klassische Leuchtstoffröhre also durchaus hierzu gezählt werden.

Die Lebensdauer von Leuchtstoffröhren

Hinzu kommt ihre lange Lebensdauer, die sie äußerst wartungsarm macht. So erreichen Leuchtstoffröhren je nach Typ eine Brenndauer von bis 15.000 Stunden. Hierbei nimmt die Leuchtkraft allerdings kontinuierlich ab, sodass am Ende dieser Lebensspanne nur noch ca. 4/5 der Leuchtkraft vorhanden sind. Zumindest in der Industrie hat sich ein Auswechseln der Leuchten bei Erreichen dieser Grenze bewährt. In Privathaushalten kann ein Wechsel indessen bereits früher geschehen – je nach Vorlieben des Kunden.

Der Einsatz von Leuchtstoffröhren

Aufgrund ihrer Form als Röhre kommen die klassischen Leuchtstoffröhren nur für bestimmte Fassungen infrage. Während sie bis in die 80er Jahre hinein vergleichsweise groß waren und daher fast ausschließlich in gewerblichen oder öffentlichen Einrichtungen zum Einsatz kamen, hat sich dies aufgrund der hohen Energieeffizienz der Leuchten stark geändert. Die häufigste Verwendung finden heute daher sogenannte Kompakt-Leuchtstoffröhren, die unter der Bezeichnung Energiesparlampe vertrieben werden. Der Unterschied zu klassischen Leuchtstoffröhren: Die mit Argon und Quecksilber gefüllte Röhre ist komprimiert und in geschwungener Form vorhanden; zudem verfügt sie über einen Sockel mit einem sogenannten Vorschaltgerät. Dieses ist so etwas wie ein Adapter für normale Glühbirnenfassungen, womit diese kompakten Leuchtstoffröhren mit nahezu allen handelsüblichen Lampen kompatibel sind.

Nachteile von Leuchtstoffröhren

Trotz der enormen Vorteile hinsichtlich der Energieeffizienz haben Leuchtstoffröhren jedoch auch einige Nachteile, weshalb ihre massenhafte Verbreitung zunehmend kritisiert wird. Sowohl kompakte als auch herkömmliche Leuchtstoffröhren enthalten für die Gasentladung Quecksilber, ein gefährliches Nervengift, das ab einer Menge von 150 mg tödlich ist. Zerbricht eine große Leuchtstoffröhre, so gelangen ca. 10 mg Quecksilber über entstehende Dämpfe in die Luft, was zwar nicht tödlich, aber dennoch gesundheitlich äußerst bedenklich ist.

Die Lichtqualität und elektromagnetische Felder

Ein weiterer Nachteil von Leuchtstoffröhren und anderen Energiesparlampen mit Gasentladung ist die Qualität des Lichts: Zwar lassen sich wie weiter oben erwähnt inzwischen nahezu alle Lichtfarben auch mit Leuchtstoffröhren erzeugen, jedoch bieten sie kein kontinuierliches Farbspektrum. Es kann also von einer schlechteren Lichtqualität gesprochen werden. Weiterhin haben Leuchtstofflampen stärker als herkömmliche Glühbirnen mit Glühfaden vergleichsweise starke elektrische Felder, die sich bei empfindlichen Menschen durch Kopfschmerzen bemerkbar machen. Gänzlich geklärt ist der potenziell negative Einfluss auf den Organismus allerdings noch nicht. Empfohlen wird dennoch ein Abstand von mindestens 30 cm zur Leuchtstoffröhre, weshalb sie sich nur eingeschränkt als Leselampe eignet.

Leuchtstoffröhren vertragen häufiges Ein- und Ausschalten nicht

Aufgrund der verwendeten Technik der Leuchtstofflampe, die für den Zündvorgang zwei stark erhitzte Elektroden benötigt, zeigt sich im praktischen Einsatz noch ein weiterer Nachteil. Während eine normale Glühbirne mit dem Einschalten bereits ihre volle Leuchtkraft entfaltet, benötigt die Leuchtstoffröhre einige Zeit, um die tatsächliche Lichtfarbe und Leuchtkraft zu erlangen. Gleichzeitig nimmt die Leuchtkraft mit der Lebensdauer ab und auch ein häufiges Ein- und Ausschalten vertragen diese Leuchtmittel nur mäßig. Die Konsequenz: Für die Beleuchtung über einen Bewegungsmelder beispielsweise im Eingangsbereich sind Leuchtstoffröhren gänzlich ungeeignet; dasselbe gilt für andere Lampen, die häufig ein- und ausgeschaltet werden. Besonders aus diesem Grund werden in Fluren und Badezimmern normale Glühbirnen oder alternative Leuchtmittel wie LEDs oder Halogenstrahler bevorzugt.

Fazit: Leuchtstoffröhren eignen sich perfekt für eine dauerhafte Beleuchtung

Indem er herkömmliche Glühbirnen verbietet, versucht der Gesetzgeber zwar, Leuchtstoffröhren in allen Bereichen als Hauptleuchtmittel zu etablieren, jedoch sind auch Kompakt-Leuchtstoffröhren aufgrund oben genannter Eigenschaften nicht für alle Einsatzzwecke geeignet. Stattdessen bleibt es, wie es ist: Leuchtstoffröhren verwendet man am besten dort, wo eine dauerhafte Beleuchtung gewünscht ist, also zum Beispiel im Wohn- oder Esszimmer. Denn sie sind langlebig und sparen vor allem bei dauerhaftem Betrieb viel Energie. Aufgrund der zahlreichen verfügbaren Modelle haben Kunden zudem eine ausreichende Auswahl an unterschiedlichen Lichtfarben und Leuchtstärken, mit denen sie die Beleuchtung optimal dem Einsatzzweck anpassen können.

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