Der Farbwiedergabeindex bei LED-Lampen - die wichtigsten Aspekte im Überblick

Wer kennt dies nicht? Das grelle Licht im abendlichen Büro, das alles in einem kühlen und sachlichen Ton erscheinen lässt. Demgegenüber sorgt die heimische Leselampe mit ihrem warmen und diffusen Lichtschein für eine ausgesprochen gemütliche Atmosphäre, die perfekt zum gemeinsamen Entspannen einlädt. Diese Situationen zeigen beispielhaft auf, dass die Wahrnehmung unserer Umwelt sehr stark von der Lichtqualität der eingesetzten Leuchtmittel abhängig ist. Um beim Kauf künstlicher Lichtquellen stets ein optimales Ergebnis zu gewährleisten, wurde deshalb der Farbwiedergabeindex entwickelt. Mit seinen Angaben zur jeweiligen Lichtqualität bietet dieser Index hierbei eine zuverlässige Orientierungshilfe bei der Wahl des passenden Leuchtmittels. Was genau unter dem Farbwiedergabeindex zu verstehen ist und welche Rolle er bei der Anschaffung einer neuen LED Lampe spielt, wird Ihnen der folgende Beitrag eingehender erläutern.

Warum Licht nicht gleich Licht ist - ein kleines ABC des Sehens

Vor der Erfindung des künstlichen Lichts war die Sonne die vorwiegende Lichtquelle des Menschen. Sie dient deshalb noch heute als Maßstab für die korrekte und natürliche Wiedergabe von Farben. Berücksichtigt werden sollte hierbei jedoch, dass das Sonnenlicht von Grund auf alle Spektralfarben beinhaltet und somit für eine optimale Farbwiedergabe sorgt. Anders verhält es sich hingegen mit vielen der modernen Leuchtstoffröhren. So weisen etwa Leuchtstofflampen für Wohnräume üblicherweise nur geringe Anteile an Blau und Violett auf, weshalb ihr Licht als warm und gemütlich wahrgenommen wird.

Diese Wahrnehmung des menschlichen Auges geht wiederum auf den physikalischen Umstand zurück, dass jede im Licht enthaltene Farbe einer bestimmten elektromagnetischen Wellenlänge entspricht, die von den Farbrezeptoren im Sehapparat registriert und weiterverarbeitet werden. Veränderungen in der farblichen Zusammensetzung des Lichts führen deshalb auch zu unterschiedlichen warmen oder kalten Lichteindrücken im menschlichen Auge. Um künstliche Leuchtmittel mit ihren verschiedenen Qualitäten im Alltag dennoch optimal nutzen zu können, wurde schließlich der Index für Farbwiedergabe als neutrale Messgröße eingeführt. Denn nur über diesen lassen sich die spezifischen Eigenschaften des jeweiligen Lichts zuverlässig ermitteln.

Der Farbwiedergabeindex: Allgemeine Aspekte und Definition

Generell handelt es sich bei dem Farbwiedergabeindex um eine photometrische Größe, die angibt, wie natürlich die Farben der Umgebung bei der Nutzung einer künstlichen Lichtquelle wirken. Der Index für Farbwiedergabe entspricht somit also einem Vergleichswert, mit dem sich der Farbeindruck einer künstlichen Lichtquelle feststellen lässt. Neben dem Lumenwert und der Farbtemperatur zählt der Index für Farbwiedergabe deshalb zu den wichtigsten Kriterien bei der Auswahl eines Leuchtmittels.

Ausschlaggebend für den jeweiligen Farbwiedergabeindex ist der sogenannte CRI-Wert, der sich von dem englischen Begriff "Colour Rendering Index" (CRI) ableitet. Anstelle des CRI-Wertes werden in der Praxis zudem gerne auch die Abkürzungen "Ra" für "allgemeiner Referenzindex" und "R" für "Referenzindex" verwendet. Der Index für Farbwiedergabe kann sich dabei allgemein bei Werten zwischen 1 und 100 bewegen, wobei das Sonnenlicht als Referenz für eine optimale Farbwiedergabe gilt und deshalb einen CRI-Wert von 100 besitzt. Unter den künstlichen Leuchtmitteln wird dieser maximale Farbwiedergabewert unter anderem von Glüh- und Halogenlampen erreicht. Demgegenüber bewegen sich Leuchtstofflampen klassischerweise bei CRI-Werten von 60 bis 90. LED-Lampen weisen mit CRI-Werten zwischen 60 und 98 zugleich eine besonders große Flexibilität auf. Der jeweilige CRI-Wert eines Leuchtmittels wird üblicherweise auf dessen Verpackung kenntlich gemacht.

Die Ermittlung des Referenzindexes

Für die Ermittlung des Referenzindexes wurde ein genormtes Verfahren entwickelt, das sich an den Kriterien von DIN 6169 orientiert. Dieses Verfahren sieht vor, dass für das jeweilige Leuchtmittel eine Referenzlichtquelle mit identischer Farbtemperatur herangezogen wird. Bei Farbtemperaturen im Bereich bis zu 5.000 Kelvin dienen vor allem schwarze Strahler - wie etwa Glühbirnen - als Vergleichsquelle. Für Leuchtmittel mit Farbtemperaturen über 5.000 Kelvin wird hingegen das Tageslicht als Referenz genutzt. Im anschließenden Testverfahren erfolgt eine Messung der Sekundärspektren von Leuchtmittel und Referenzquelle, wobei die einzelnen Abweichungen die Berechnung des Referenzindexes ermöglichen. Die Messung bezieht sich dabei auf die folgenden 14 Testfarben, die ebenfalls in den Vorgaben von DIN 6169 festgelegt wurden:

R1: Altrosa
R2: Senfgelb
R3: Gelbgrün
R4: Hellgrün
R5: Türkisblau
R6: Himmelblau
R7: Asterviolett
R8: Fliederviolett
R9: Rot (gesättigt)
R10: Gelb (gesättigt)
R11: Grün (gesättigt)
R12: Blau (gesättigt)
R13: Rosa (Hautfarbe)
R14: Blattgrün

Wie sich unterschiedliche CRI-Werte in der Praxis auswirken

Wie bereits erwähnt, hängt die Farbe eines Gegenstandes stets von dem Licht ab, in dem er betrachtet wird. Ausschlaggebend ist dabei insbesondere das spezifische Farbspektrum, aus dem sich das jeweilige Licht zusammensetzt und das zu verschiedenen Farbwahrnehmungen im menschlichen Auge führt. Diese von der Lichtqualität hervorgerufenen Unterschiede in der Farbwahrnehmung spiegeln sich nicht zuletzt in den entsprechenden CRI-Werten wieder. So lässt sich generell etwa festhalten, dass ein Gegenstand umso natürlicher wirkt, je stärker sich der CRI-Wert des Leuchtmittels dem Maximum von 100 annähert.

In der Regel sorgen somit vor allem CRI-Werte zwischen 90 und 100 für eine naturgetreue und leuchtende Farbwiedergabe. Mit CRI-Werten unter 80 erhöht sich hingegen zugleich das Risiko für einen zunehmenden Verlust dieses naturgetreuen Farbeindrucks. In der Folge können Gegenstände in ihren farblichen Eigenschaften matt, farblos und verschleiert erscheinen. Nicht selten führen niedrige CRI-Werte außerdem zu einer verfälschten Farbwiedergabe, da dem Licht ja Teile des Farbspektrums fehlen. Typischerweise äußern sich diese verfälschten Farbwiedergaben in unausgewogenen Farbeindrücken, wie etwa einem deutlich erkennbaren Blau- oder Rotstich. Wie genau sich verschiedene Farbwiedergabeindizes in der Praxis auf den Farbeindruck auswirken, wird etwa in den fotografischen Beispielen dieses Artikels (https://de.wikipedia.org/wiki/Farbwiedergabeindex) ersichtlich.

Die Farbwiedergabe bei LED-Lampen

Gerade bei der Umstellung von traditionellen Leuchtmitteln auf LED-Lampen wird erfahrungsgemäß häufig der Fehler begangen, den Fokus ausschließlich auf die Aspekte von Helligkeit und Farbtemperatur zu legen. Vor allem in Innenräumen führt das Ergebnis anschließend regelmäßig zu Enttäuschungen, da sich die Lichtqualität der LED-Lampen mit ihren unpassenden CRI-Werten zu stark von den natürlichen Lichteigenschaften einer Glühlampe unterscheidet. Dabei bieten moderne LED-Lampen insbesondere auch hinsichtlich ihrer Farbwiedergabe ein großes Maß an Vielfalt, die sie zu einem optimalen und vielseitig einsetzbaren Leuchtmittel in Innen- wie auch Außenräumen werden lässt.

Die CRI-Werte bei LED-Lampen - hohe Flexibilität dank moderner Technik

Während für die erste Generation an LED-Lampen noch CRI-Werte zwischen 60 und 70 der Normalfall waren, können heutige LED-Leuchten mitunter einen CRI von 98 erreichen. Damit gehören sie aktuell zu jenen gängigen Leuchtmitteln, die prinzipiell ein sehr hohes Maß an authentischer Farbwiedergabe ermöglichen. Eine wichtige Besonderheit des LED-Lichts stellt hierbei im selben Moment der Umstand dar, dass mit LED-Lampen bis zu einem gewissen Grad individuelle Farbspektren bei einer gleichbleibend hohen Farbwiedergabe realisiert werden können. Denn durch die Kombination verschiedenfarbiger LEDs lassen sich relativ flexibel Lichtquellen kreieren, die sich in ihrem Farbspektrum zwar vom Tageslicht unterscheiden, aber dennoch einen CRI-Wert von beinahe 100 aufweisen. Im Zuge dessen bieten LEDs gerade auch eine interessante Lösung für ungewöhnliche und individuelle Beleuchtungssituationen, wie sie etwa immer wieder bei modernen Konzepten der Innenausstattung oder in Spezialbereichen - wie beispielsweise der Aquaristik - gefragt sind.

Den passenden CRI-Wert bei LED-Lampen ermitteln

Um beim Kauf einer neuen LED-Lampe ein optimales Ergebnis zu erzielen, lohnt es sich stets, die folgenden Faustregeln im Hinterkopf zu behalten. So sind CRI-Werte zwischen 90 und 98 immer dann zu empfehlen, wenn es auf eine besonders authentische und unverfälschte Farbwiedergabe ankommt. Dies ist beispielsweise in vielen Geschäften der Fall, da den Kundinnen und Kunden die angebotenen Produkte naturgemäß nur im besten Licht präsentiert werden sollten. Auch in den eigenen Wohnräumen macht die Anbringung solch hochwertiger LEDs vor allem an jenen Orten Sinn, an denen der Farbwirkung eine wichtige Rolle zukommt. Üblicherweise trifft dies etwa auf Ankleideräume sowie den Küchenbereich zu.

Für die meisten anderen Räume im Innenbereich zeigen sich hingegen LED-Lampen mit einem CRI-Wert zwischen 80 und 89 oftmals als ausreichend. So finden LEDs mit einem entsprechenden CRI klassischerweise nicht nur in Wohn- und Schlafzimmern Verwendung, sondern ebenso kommen sie häufig in Büros, Fluren und Eingangsbereichen zum Einsatz. Ganz ähnlich wird dieser Aspekt durch die offizielle EU-Verordnung geregelt, die für Lichtquellen in Innenräumen prinzipiell einen CRI-Wert von mehr als 80 veranschlagt.

LED-Lampen mit einem CRI-Wert zwischen 65 und 79 sind schließlich vorwiegend für Anwendungen ausgelegt, bei denen die natürliche Farbwiedergabe weitestgehend vernachlässigt werden kann. Typischerweise finden sich derartige LEDs deshalb in der industriellen Produktion wieder. Zudem stellen sie auch als Leuchtmittel im Außenbereich eine passende Option dar.

Da der CRI-Wert stets als Durchschnitt der oben angeführten Vergleichsfarben R1 bis R8 berechnet wird, lohnt es sich bei LEDs für spezielle Beleuchtungssituationen darüber hinaus, die einzelnen Farbeigenschaften des Leuchtmittels näher zu betrachten. Denn auch hochwertige LED-Lampen weisen mitunter klare Schwächen bei einer einzelnen Farbe auf. So können LEDs mit einem CRI von 92 beispielsweise dennoch einen Wert von lediglich 60 für klares Rot (R9) beinhalten. Entsprechend würde es bei dieser Lichtquelle trotz des hohen CRI-Wertes zu einer verfälschten Farbwiedergabe im Rotbereich kommen.

Eine Frage der Effizienz

Immer deutlicher zeichnet sich ab, dass der nachhaltige Umgang mit Energie zu einem zentralen Kaufkriterium vieler Menschen geworden ist. Dies trifft natürlich im besonderen Maße auf künstliche Leuchtmittel zu, die mit ihrer Effizienz und Langlebigkeit einen großen Beitrag zu einem geringeren Energieverbrauch beitragen können. Doch obwohl LED-Lampen generell als sehr nachhaltige Leuchtmittel gelten, wird bei ihnen oftmals ein direkter Zusammenhang zwischen einem hohen CRI-Wert und einer geringen Energieeffizienz hergestellt. So lautet ein gängiges Argument, dass mit steigendem CRI-Wert zugleich die Effizienz der jeweiligen LED-Lampe abnimmt.

Während bei LED-Produkten der älteren Generation mit ihrer frühen Konvertertechnologie tatsächlich bisweilen ein Verlust an Energieeffizienz bei hohen CRI-Werten beobachtbar war, zeichnen sich die heutigen Hochleistungs-LEDs allerdings durch einen optimierten Wirkungsgrad wie auch durch einen niedrigen Energieverbrauch aus. Selbst bei einem CRI von 90 können neuere Modelle hierbei einen Effizienzwert von mehr als 170 lm/W erreichen. Diese Kombination aus anspruchsvoller Lichtqualität und nachhaltigem Energieverbrauch lässt die neueren LED-Lampen somit nicht zuletzt zu einer spannenden Option für all jene werden, die - wie etwa Gastronomen oder Geschäftstreibende - auf den Einsatz erstklassiger Leuchtmittel bei einer besonders langen Beleuchtungsdauer angewiesen sind.

Anzumerken bleibt jedoch, dass die Energieeffizienz von LED-Lampen stets auch von externen Faktoren - wie etwa den genutzten Betriebsgeräten und den allgemeinen Umgebungsbedingungen - abhängig ist. Bei umfassenderen Ausstattungsvorhaben mit hochwertigen LED-Lampen kann es deshalb ratsam sein, die Expertise einer entsprechenden Fachperson einzuholen.

Fazit: Das perfekte LED-Licht für jede Situation dank passendem Referenzindex

Die Erläuterungen haben verdeutlicht, dass dem Index für Farbwiedergabe neben den Kriterien der Helligkeit und der Farbtemperatur eine zentrale Rolle bei der Wahl des passenden Leuchtmittels zukommt. Denn als photometrische Größe gibt der Index in zuverlässiger Weise an, wie natürlich die Farben der Umgebung bei der Nutzung einer künstlichen Lichtquelle wirken. Während Lichtquellen mit einem CRI-Wert zwischen 90 und 100 für besonders authentische Farben sorgen, sollten Lampen im Innenbereich einen CRI von 80 generell nicht unterschreiten. Denn niedrigere CRI-Werte gehen oftmals mit matten und leblosen Farbeindrücken einher, welche die Wahrnehmung der Umgebung deutlich verfälschen. Leuchtmittel mit einem CRI-Wert unter 80 sollten deshalb nur in Außenräumen oder zu industriellen Zwecken genutzt werden.

Unter den gegenwärtigen Leuchtmitteln weisen LED-Lampen mit CRI-Werten zwischen 60 und 98 ein auffallend hohes Maß an Flexibilität auf. Zudem bieten sie die Möglichkeit, relativ unproblematisch individuelle Farbspektren bei einer gleichbleibend hohen Farbwiedergabe realisieren zu können. Dabei zeichnen sich die neueren Hochleistungs-LEDs dank ihrer technologischen Erweiterungen im selben Moment durch einen niedrigen Energieverbrauch und nachhaltige Effizienzwerte aus. Neben der Verwendung in Wohnräumen und Außenbereichen eignen sich die modernen LED-Lampen somit insbesondere auch für anspruchsvolle Beleuchtungssituationen, wie sie sich etwa in der Gastronomie oder in Boutiquen und Geschäften finden.