Farbtemperatur: Was ist Kelvin und wann Sie welche Lichtfarbe nutzen sollten!

Farbige LED gibt es bereits seit fünfzig Jahren. Die Älteren unter uns kennen sie aus Taschenrechnern und Digitaluhren. Aber erst die Technik für weißes Licht verhalf ab 1995 den sparsamen und langlebigen Leuchtmitteln unserer Zeit zum Siegeszug. Doch was genau bedeutet "weißes" Licht? LED bieten die Chance, den Farbton genau zu bestimmen und damit optimale Beleuchtungslösungen für verschiedene Zwecke zu schaffen.

Kelvin - die Einheit der Farbtemperatur

Bei konventionellen Glühlampen haben wir keine Wahl bezüglich der Lichtfarbe. Ihr Licht hat immer einen warmen Farbton, der von dem Metall des Glühfadens bestimmt wird. Ebenso ist es bei Halogenlampen. Wir sprechen hier von einer Farbtemperatur von etwa 2700 Kelvin (abgekürzt K). Kelvin (früher Grad Kelvin oder °K) ist eine Temperatureinheit, die gegenüber der uns vertrauten Größe Grad Celsius (°C) um exakt 273,15 K verschoben ist. Der absolute Nullpunkt, die tiefste mögliche Temperatur, liegt nämlich bei -273,15 °C und damit genau bei 0 K.

Der Farbeindruck wird in Kelvin gemessen, weil er - stark vereinfacht - dem Lichteindruck entspricht, den eine ideale Strahlungsquelle bei entsprechender Temperatur aussendet. Damit ist auch der scheinbare Widerspruch erklärt, dass eine niedrige Farbtemperatur von 2700 K wie die einer Glühlampe warmes Licht bedeutet, eine höhere Farbtemperatur von zum Beispiel 7000 K dagegen das kalte Licht eines bedeckten Himmels beschreibt.

Digitalfotografen ist diese Logik vertraut. Sie können den Weißabgleich ihrer Kamera verändern. Standardmäßig ist in der Regel ein Wert von ca. 5300 K für normales Tageslicht eingestellt. Belässt man es dabei, werden ein Sonnenuntergang oder eine Szene bei Kerzenlicht mit orangefarbenen Tönen abgebildet, eine Mittagsszene am Strand oder in den Bergen wirkt dagegen etwas blaustichig. Der automatische Weißabgleich der Kamera würde dem entgegenwirken und zum Beispiel bei Kerzenschein auf etwa 1500 K korrigieren. Ob und in welchem Umfang diese Veränderung der Stimmung gewünscht ist, entscheidet der Fotograf durch Vorgabe eines bestimmten Kelvin-Werts in den Kameraeinstellungen.

Typische Farbtemperaturen für LED

Bei der Auswahl von LED-Leuchtmitteln finden Sie üblicherweise eine Angabe zur Farbtemperatur in Kelvin. Ein Vergleich mit konventionellen Lampen und natürlichem Licht bringt Klarheit, was der gewünschten Lichtfarbe am nächsten kommt.

• Eine Farbtemperatur unter etwa 3300 K wird als warmweißes Licht bezeichnet. 2700 K entsprechen wie erwähnt einer Sechzig-Watt-Glühlampe, 3000 K (helles Warmweiß) einer Halogenlampe.
• Bei mehr als 3300 K bis rund 5300 K spricht man von Neutralweiß, manchmal auch (etwas irreführend) Kaltweiß genannt. Mondlicht hat etwa 4000 K, ein Xenon-Scheinwerfer liegt bei 4500 bis 5000 K. Die Farbtemperatur von Morgen- bzw. Abendsonne hat ebenfalls diese Größenordnung.
• Ab 5300 K beginnt der Bereich, der als Tageslichtweiß gilt. Die Mittagssonne liefert an einem klaren Tag etwa 5800 K, bei bedecktem Himmel und besonders bei Nebel steigt die Farbtemperatur des natürlichen Lichts auf bis zu 8500 K. Himmelslicht im Schatten wird als sehr kaltes Licht empfunden, es kann bis zu 27000 K erreichen. Auch die "blaue Stunde" vor Sonnenaufgang bzw. nach Sonnenuntergang hat solche hohen Farbtemperaturen.

Gemütlich oder produktiv - bei LED-Leuchtmitteln haben Sie die Wahl

Die Kenntnis der verschiedenen Lichtfarben, ihrer Eigenschaften und der zugehörigen Kelvin-Werte ist wichtig, um das passende Leuchtmittel auszuwählen. Einige Interessenten verwechseln Tageslicht mit der vertrauten Glühlampe und sind später enttäuscht, dass die LED nicht ihren Vorstellungen entspricht. Jede Lichtfarbe hat ihre Berechtigung, aber eben für unterschiedliche Zwecke.

• Für Wohnräume werden in aller Regel warmweiße LED gewählt. Der hohe Anteil an orangefarbenem und gelbem Licht steht für Behaglichkeit und Entspannung. Auch Gaststätten und Hotels werden deshalb in der Regel mit warmweißen Leuchtmitteln ausgestattet.
• Neutralweißes Licht wird von Arbeitsmedizinern empfohlen für Räume, in denen konzentriert gearbeitet werden soll, zum Beispiel Büro- und Bildschirmarbeitsplätze, aber auch Schulen und Hörsäle. Auch auf Fluren, im Bad und in der Küche sorgt neutralweißes Licht für gutes Sehen.
• Kommt es auf das exakte Beurteilen von Farben an, muss die Beleuchtung dem Tageslicht entsprechen. Deshalb sind zum Beispiel zahntechnische Labors und andere Gesundheitsbetriebe, Arbeitsplätze in der Textilbranche und Lagerbereiche mit Tageslicht-LED ausgestattet. Bei hohen Anforderungen an die Beurteilung von Farben sollten die LED neben einer hohen Farbtemperatur auch einen guten Farbwiedergabeindex (Ra) aufweisen. Der Hintergrund: Manchen LED fehlen, obwohl das Licht insgesamt weiß erscheint, bestimmte Spektralfarben. Das beeinträchtigt die Farbwahrnehmung. Im gelben Licht einer Straßenlaterne kann man beispielsweise ein gelbes und ein weißes Auto nicht unterscheiden. Und so können auch bei (billigen) LED mit einem Farbwiedergabeindex unter 80 Störungen beim Erkennen bestimmter Farben auftreten.
• Bei Ladenlokalen, Messeständen und dergleichen kommt es auf die präsentierten Waren bzw. Ausstellungsstücke an. In der Regel ist eine neutrale Farbwiedergabe gewünscht, aber zum Beispiel in der Fleischtheke lässt warmes Licht das Angebot appetitlicher erscheinen.

Und was passiert bei wechselnden Ansprüchen an eine Beleuchtungssituation? Zum Beispiel in einem Raum, der tagsüber als Homeoffice dient, abends aber als gemütliche Leseecke? Es gibt LED, die ihre Lichtfarbe wechseln können. Das weiße Licht wird wie beim Bildpunkt eines TV-Geräts aus mehreren Farben gemischt, sodass sich seine Charakteristik von warmweiß bis tageslichtweiß anpassen lässt. Das geschieht zum Beispiel per Wandschalter, Fernbedienung oder über eine Smart-Home-Steuerung. In Kombination mit einem Dimmer lässt sich damit sogar ein Sonnenaufgang im Zeitraffer programmieren: Das Licht ist zunächst dunkel und warm. Mit zunehmender Helligkeit wird die Lichtfarbe immer kälter - ein toller Effekt im Schlafzimmer, der einen sanften Start in den Tag garantiert. Abends beim Zubettgehen läuft das Programm in umgekehrter Folge ab. Mit einer Glühlampe undenkbar, mit LED sogar klimaschonend möglich.