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Ein Dauerbrenner: Leuchtstoffröhren

Es dauert eine Weile, bis sie ihre Strahlkraft entfalten: Die Leuchtstoffröhren müssen im wahrsten Sinne des Wortes gezündet werden. Mit ihrer langen Form etablierten sich diese Beleuchtungskörper schnell, insbesondere in öffentlichen Gebäuden, großen Büros oder Werkhallen liefern sie eine gleichmäßige Ausleuchtung. Die Entwicklung der ersten Leuchtstoffröhre liegt bereits viele Jahrzehnte zurück - in ihrer Form wird sie uns aber noch lange erhalten bleiben, denn sie ist auch energiesparend!

 

Die gezielte Gasentladung als Beleuchtung - die Leuchtstoffröhre

Die so genannte Geißlerröhre gilt als Vorläufer der modernen Leuchtstoffröhren, bereits 1857 hatte Heinrich Geißler an die beiden Enden eines Glaszylinders Elektroden gelegt und das im Inneren befindliche Gas, wie beispielsweise Argon, Neon oder auch Luft, bei niedrigem Druck und unter Hochspannung zum Leuchten gebracht. Eine weitere Entwicklung wurde 1901 von Peter Cooper-Hewitt auf den Markt gebracht, diese Quecksilberdampflampe erzeugte blaugrünes Licht und fand Einsatz in der Fotografie. Edmund Germer wiederum erhöhte 1926 den Innendruck in der Glasröhre, die mit einem zusätzlichen Leuchtstoff zur Umwandlung von UV- in sichtbares Licht beschichtet war. Dieses Patent nutzte General Electrics ab 1938 zur Produktion von Leuchtstoffröhren - mit großem Erfolg. Wie funktioniert nun aber eine solche Leuchtstoffröhre?

 

Die moderne Leuchtstoffröhre

An der Bauweise, also einem Glaszylinder mit den Elektroden an beiden Enden, hat sich nichts geändert, aber die verwendeten Leuchtstoffe sind heute andere. Unabhängig von der Gasfüllung und der Beschichtung bedürfen diese Beleuchtungskörper einer Zündung, die das jeweilige Gas ionisiert und damit den Strom fließen lässt. Dieses so entstehende Niederdruckplasma bleibt erhalten, solange der Mindeststrom, der u. a. vom Gasdruck abhängig ist, effektiv überschritten wird. Die Stabilität des Plasmas und der Spannung hängt von der zugeführten Stromstärke ab, vor allem die Ionisierungsvorgänge im Gasgemisch machen die Verwendung von Gleichstrom problematisch. Aus diesem Grund wurden Wechselrichter entwickelt, die die Umwandlung des Gleichstroms in Wechselstrom erledigen. Bereits seit den 90-er Jahren finden elektronische Vorschaltgeräte (EVG) Anwendung, wie sie heute auch in die Energiesparlampen eingebaut werden. Das Licht entsteht also, wenn die freien Elektronen beschleunigt werden, die Quecksilberatome anregen und diese wieder auf ihr normales Energieniveau fallen.

 

Die Lichtfarben - erhebliche Unterschiede

Die Innenbeschichtung der Leuchtstoffröhren macht unter dem Strich den Unterschied: Grundsätzlich dient dieser Leuchtstoff der Erhöhung der Lichtausbeute, allerdings bestimmt die Mischung die zu erzielenden Lichtfarben. Fällt UV-Licht auf diesen Leuchtstoff, wird ein Großteil dieser Strahlung in sichtbares fluoreszierendes Licht umgesetzt - der Rest wird durch das Glas abgefangen und ist somit nicht gesundheitsschädlich. In früheren Jahren wurde bevorzugt Halophosphat eingesetzt, heute bewährt sich Trisphosphat als Leuchtstoff. Damit können nicht nur Bruchteile des enormen Lichtspektrums erzeugt werden, sondern breite und aneinander grenzende Bereiche. Die Drei- oder Fünfbandenleuchtstoffröhren erlauben eine deutlich intensivere Farbwiedergabe in einem annähernd kontinuierlichen Spektrum. Natürlich finden auch noch einfarbige Leuchtstoffröhren Verwendung, beispielsweise als Schwarzlicht, was im Prinzip UV-Licht aus dem UV-A-Bereich ist. Die Vollspektrumröhren allerdings sind in verschiedenen Qualitätsstufen erhältlich, die Mischung der Leuchtkörper kann hier eine unterschiedliche Färbung erreichen.

 

 

 

 

Vollspektrum Tageslichtlampen - die modernen Leuchtstoffröhren

Im Vergleich zur Glühbirne weisen die Vollspektrumröhren eine deutlich höhere Energieeffizienz auf: Kann die Glühlampe pro Watt rund 10 bis 15 Lumen erzielen, schafft die moderne Leuchtstoffröhre zwischen 45 und 100. Die Einsparung beträgt demnach zwischen 70 und 85 Prozent - schon aus diesem Grund empfehlen sich die Tageslichtröhren in jedem Fall. Darüber hinaus zeichnen sie sich durch eine lange Lebensdauer aus, die im Prinzip nur durch die Adsorption von Quecksilber, eine Zersetzung des aufgetragenen Leuchtstoffes und die Nutzungsdauer der Kathoden limitiert wird. Schaffte eine alte Leuchtstoffröhre mit einem konventionellen Vorschaltgerät (KVG) zwischen 6.000 und 8.000 Betriebsstunden, können moderne Tageslichtröhren mit ihrem elektronischen Vorschaltgerät bereits rund 20.000 Stunden und mehr arbeiten. Die höheren Anschaffungskosten amortisieren sich also zum einen durch die höhere Energieeffizienz und zum anderen durch die lange Nutzungsdauer. Natürlich ist das verwendete Quecksilber immer wieder ein Thema, das kontrovers diskutiert wird, vor allem seit die Energiesparlampen, die also Leuchtstoffröhren im Kleinformat darstellen, gesetzlich vorgeschrieben sind. Allerdings wird seit jeher Quecksilber in den Röhren verwendet - ohne dass dies zu irgendwelchen Auseinandersetzungen geführt hätte. Ein sorgsamer Umgang beim Austausch der Tageslichtröhren und die sachgemäße Entsorgung sollten zu den Selbstverständlichkeiten gehören.

 

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