Zwei Leuchten haben dieselbe Lumenzahl und wirken trotzdem völlig verschieden: Die eine setzt einen kleinen, hellen Lichtfleck, die andere taucht den ganzen Bereich in weiches Licht. Der Unterschied ist der Abstrahlwinkel. Er sagt, wie breit sich das Licht auffächert, und damit auch, wie viel davon in der Mitte des Lichtkegels ankommt. Dieser Artikel erklärt, was der Wert genau bedeutet, wie du aus Winkel und Abstand den Durchmesser des Lichtkegels berechnest und welcher Winkel für welchen Einsatz sinnvoll ist.
Wichtigste Antwort / Kurzfassung
Der Abstrahlwinkel ist der Winkel, innerhalb dessen eine Leuchte mindestens die Hälfte ihrer maximalen Lichtstärke abgibt. Man nennt ihn deshalb auch Halbwertswinkel. Ein kleiner Winkel (zum Beispiel 10° bis 30°) bündelt das Licht zu einem schmalen, hellen Kegel, ein großer Winkel (90° bis 120°) verteilt es breit und weich.
Daraus folgen zwei Merkregeln:
- Der Lichtkegel wird mit dem Abstand breiter. Der Durchmesser auf einer Fläche beträgt rund 2 × Abstand × tan(Winkel ÷ 2). Bei 2,5 m Abstand ergibt 30° etwa 1,3 m, 60° etwa 2,9 m und 120° etwa 8,7 m.
- Bei gleicher Lumenzahl gilt: Je breiter der Winkel, desto dunkler die Mitte. Wird der Winkel verdoppelt, sinkt die Beleuchtungsstärke im Zentrum grob auf ein Viertel.
Welcher Winkel passt, hängt von der Aufgabe ab: schmal für Akzente an Fassade, Baum oder Wand, mittel für gerichtetes Licht, breit für Grundbeleuchtung. Der Abstrahlwinkel ist außerdem keine Qualitätsangabe, sondern eine Eigenschaft: Er muss zur Aufgabe passen.
Technischer Hintergrund
Was „Abstrahlwinkel“ genau bedeutet
Jede Leuchte sendet in unterschiedliche Richtungen unterschiedlich viel Licht aus. In der Mitte des Lichtkegels, in Richtung der Hauptabstrahlung, ist die Lichtstärke am größten, zum Rand hin nimmt sie ab. Zwei Winkelangaben beschreiben diesen Verlauf:
- Abstrahlwinkel (Halbwertswinkel): der gesamte Öffnungswinkel, innerhalb dessen die Lichtstärke noch mindestens 50 % des Maximalwerts beträgt. Das ist die Angabe, die auf Verpackung und Datenblatt meist gemeint ist.
- Feldwinkel: der größere Winkel, bei dem die Lichtstärke auf 10 % des Maximalwerts gefallen ist. Er beschreibt, wie weit der weiche Rand des Lichtkegels reicht.
Das bedeutet: Außerhalb des angegebenen Abstrahlwinkels ist das Licht nicht plötzlich weg. Der Lichtkegel hat einen weichen Rand, der deutlich breiter sein kann als der Nennwinkel.
> Wichtig: Nicht jeder Hersteller meint mit „Abstrahlwinkel“ denselben Wert. Manche geben den Halbwertswinkel an, andere den Feldwinkel oder den Winkel des Lichtaustritts am Gehäuse. Vergleiche Leuchten daher nur, wenn du weißt, worauf sich die Angabe bezieht.
Wie der Winkel entsteht
Eine einzelne LED-Chip-Quelle strahlt von Natur aus breit, in der Größenordnung von 120° (je nach Bauform). Alles, was darunter liegt, wird durch Optik erzeugt:
- Linse oder TIR-Optik (Total Internal Reflection): bündelt das Licht des Chips zu einem Kegel.
- Reflektor: lenkt seitlich abgestrahltes Licht nach vorn.
- Blende, Tubus oder Gehäuse: schneiden den Lichtkegel ab und verringern Blendung, auch wenn der Winkel dabei nicht im Datenblatt steht.
- Diffusor: streut das Licht und vergrößert den wirksamen Winkel, nimmt dafür aber Lichtstärke.
Wo eine Leuchte das Licht hinlenkt, steht in der Lichtverteilungskurve (LVK) im Datenblatt. Sie zeigt die Lichtstärke in Candela über dem Winkel und ist genauer als jede einzelne Gradzahl. Wie Candela, Lumen und Lux zusammenhängen, erklärt der Artikel Lumen, Lux und Candela.
Planung / Auswahl / Berechnung
Durchmesser des Lichtkegels berechnen
Strahlt eine Leuchte senkrecht auf eine Fläche, ergibt sich der Durchmesser des Lichtkreises aus Abstand h und Abstrahlwinkel α:
Durchmesser d = 2 × h × tan(α ÷ 2)Für einen Abstand von 2,5 m (zum Beispiel eine Decke mit Standardhöhe auf den Boden):
| Abstrahlwinkel | Durchmesser des Lichtkegels bei 2,5 m |
|---|---|
| 10° | ca. 0,4 m |
| 30° | ca. 1,3 m |
| 60° | ca. 2,9 m |
| 90° | ca. 5,0 m |
| 120° | ca. 8,7 m |
Das ist der Bereich bis zum Halbwertswinkel. Der weiche Rand reicht darüber hinaus. Bei schräg auftreffendem Licht wird der Lichtfleck zu einer Ellipse und größer als in der Tabelle.
Warum die Mitte dunkler wird, wenn der Winkel wächst
Dieselbe Lichtmenge wird auf eine größere Fläche verteilt. Idealisiert (gleichmäßige Lichtstärke im ganzen Kegel, keine Verluste) gilt:
Lichtstärke I [cd] = Lichtstrom Φ [lm] ÷ Raumwinkel Ω [sr]
Raumwinkel Ω = 2π × (1 − cos(α ÷ 2))
Beleuchtungsstärke in der Mitte E [lx] = I ÷ Abstand² [m²]Beispiel: Eine Leuchte mit 500 lm in 2,5 m Abstand:
| Abstrahlwinkel | Lichtstärke (ideal) | Lux in der Mitte (ideal) |
|---|---|---|
| 30° | ca. 2.340 cd | ca. 370 lx |
| 60° | ca. 590 cd | ca. 95 lx |
| 90° | ca. 270 cd | ca. 44 lx |
| 120° | ca. 160 cd | ca. 26 lx |
Von 30° auf 60° (und von 60° auf 120°) verdoppelt sich der Winkel, die Beleuchtungsstärke in der Mitte fällt jeweils auf rund ein Viertel. Reale Leuchten verlieren zusätzlich Licht in der Optik und haben keine perfekt gleichmäßige Verteilung. Die Zahlen zeigen das Prinzip, kein Messergebnis.
Praktisch heißt das: Wer mit einer 120°-Leuchte einen Punkt hell ausleuchten will, braucht deutlich mehr Lumen als mit einem 30°-Spot. Umgekehrt ist ein 30°-Spot für gleichmäßiges Raumlicht ungeeignet, weil er Lichtinseln und Schatten erzeugt.
Welcher Winkel für welche Aufgabe?
Die folgende Zuordnung ist eine Orientierung aus der Planungspraxis, keine Norm:
| Winkelbereich | Wirkung | Typische Aufgaben |
|---|---|---|
| bis ca. 15° | sehr schmaler, heller Strahl | Baum oder Fassadenelement aus größerem Abstand betonen, Akzent auf einzelnen Objekten |
| ca. 20° bis 40° | Spot mit klarer Begrenzung | Streiflicht an Wand oder Fassade, Akzentbeleuchtung, einzelne Pflanzen, Eingangsbereich |
| ca. 45° bis 70° | gerichtetes, noch gut begrenztes Licht | Wegbeleuchtung aus mittlerer Höhe, Wandleuchten mit Lichtkegel, Fassadenabschnitte |
| ca. 90° bis 120° | breites, weiches Licht | Grundbeleuchtung in Fluren, Garagen, Werkstatt, flächige Ausleuchtung |
| über 120° | sehr breit, kaum Richtwirkung | Raum- und Bereichsbeleuchtung, Orientierungslicht |
Abstrahlwinkel und Abstand der Leuchten
Der Winkel bestimmt auch, wie dicht Leuchten gesetzt werden. Soll ein Bereich gleichmäßig ausgeleuchtet werden, müssen sich die Lichtkegel überlappen. Als grobe Regel kann der Leuchtenabstand etwa dem Durchmesser des Lichtkegels in der Zielebene entsprechen oder knapp darunter liegen. Bei engem Winkel sind das viele Leuchten, bei breitem Winkel wenige. Für Beleuchtungsstärken in Werkstatt oder Büro reicht die Winkelbetrachtung allein nicht aus, dann kommen Reflexion der Wände und Wartungsfaktor hinzu.
Praktische Umsetzung
So gehst du bei der Auswahl vor:
- Aufgabe festlegen: Soll etwas betont, ein Weg gesichert oder ein Raum gleichmäßig ausgeleuchtet werden?
- Abstand messen: Wie weit ist die Leuchte von der Zielfläche entfernt (Montagehöhe, Abstand zur Wand)?
- Gewünschten Durchmesser bestimmen: Welchen Bereich soll der Lichtkegel abdecken?
- Winkel ableiten: Mit der Formel oben oder per Tabelle den passenden Winkel ermitteln.
- Datenblatt prüfen: Ist der Wert ein Halbwertswinkel? Gibt es eine Lichtverteilungskurve? Gibt es Blendschutz?
- Probeleuchten: Bei kritischen Positionen (Eingang, Treppe, Fassade) die Leuchte vor dem Einbau provisorisch halten und bei Dunkelheit prüfen.
Wie sich das bei konkreten Leuchtentypen auswirkt, behandeln die Artikel Bodeneinbaustrahler richtig einbauen und Außenwandleuchten richtig planen. Für gerichtete Fassadenbeleuchtung kommen zum Beispiel Wandleuchten mit definiertem Lichtkegel infrage, für das Anleuchten von unten Bodeneinbaustrahler. Achte bei beiden darauf, dass der Abstrahlwinkel im Datenblatt zur geplanten Position passt.
Typische Fehler
- Winkel und Lumen getrennt betrachten: Ein starker Spot mit 30° wirkt heller als eine Leuchte mit gleicher Lumenzahl und 120°. Wer nur auf Lumen schaut, plant am Ergebnis vorbei.
- Nur die Gradzahl vergleichen: Ohne Information, ob Halb- oder Feldwinkel gemeint ist, sind Angaben nicht vergleichbar.
- Zu enger Winkel für flächiges Licht: Es entstehen Lichtinseln und harte Übergänge.
- Zu breiter Winkel für Akzente: Der Effekt „Licht nur auf dem Objekt“ geht verloren, Nachbarflächen und Fenster werden mit beleuchtet.
- Blendung unterschätzt: Ein schmaler Strahl blendet in der Strahlrichtung stark. Ein offener Lichtaustritt blendet auch seitlich. Entscheidend ist, wohin die Leuchte zeigt und ob sie abgeschirmt ist.
- Abstand ignoriert: Derselbe Winkel erzeugt bei doppeltem Abstand den doppelten Durchmesser, aber nur ein Viertel der Beleuchtungsstärke.
Fazit
Der Abstrahlwinkel legt fest, wie breit der Lichtkegel wird und wie hell er in der Mitte ist. Mit dem Abstand und der Formel 2 × Abstand × tan(Winkel ÷ 2) lässt sich der Durchmesser schnell abschätzen, die Lumenzahl entscheidet zusammen mit dem Winkel, wie viel Licht tatsächlich ankommt. Wähle den Winkel nach der Aufgabe, nicht nach der kleinsten oder größten Zahl, und prüfe im Datenblatt, was der Hersteller mit seiner Winkelangabe meint.
Häufige Fragen
Was bedeutet 120° Abstrahlwinkel?
Die Leuchte gibt innerhalb eines Öffnungswinkels von 120° mindestens die Hälfte ihrer maximalen Lichtstärke ab. Das Licht ist breit und weich verteilt, die Mitte ist vergleichsweise dunkel. Solche Leuchten eignen sich für Grundbeleuchtung, nicht für Akzente.
Wie groß ist der Lichtkreis bei 60° und 2 m Abstand?
Etwa 2,3 m im Durchmesser (2 × 2 m × tan 30°). Der weiche Rand reicht etwas darüber hinaus.
Was ist der Unterschied zwischen Abstrahlwinkel und Feldwinkel?
Der Abstrahlwinkel (Halbwertswinkel) markiert, wo die Lichtstärke auf 50 % gefallen ist. Der Feldwinkel markiert, wo sie auf 10 % gefallen ist. Der Feldwinkel ist größer und beschreibt den weichen Rand des Lichtkegels.
Welcher Winkel passt für einen Strahler an der Fassade?
Für Streiflicht an einer Wand bewähren sich häufig mittlere bis schmale Winkel (grob 20° bis 40°), bei großer Entfernung zur Fassade eher schmal, bei geringem Abstand etwas breiter. Eine Probebeleuchtung bei Dunkelheit ist bei Fassaden oft sinnvoller als reine Rechnung.
Kann ich den Abstrahlwinkel nachträglich ändern?
Bei Leuchten mit austauschbarem Leuchtmittel, zum Beispiel GU10, bestimmt der Abstrahlwinkel der Lampe das Lichtbild, nicht nur die Leuchte. Bei fest verbauten LEDs ist der Winkel durch die Optik der Leuchte festgelegt. Mehr zu den Unterschieden: GU10 oder fest verbaute LED.
Quellen
- Definition Abstrahlwinkel/Halbwertswinkel/Feldwinkel: sanier.de: Der Abstrahlwinkel von Leuchten, LED-Glossar LRA BB (PDF)
- Raumwinkel und Lichtstärke: Wikipedia: Candela, Wikipedia: Raumwinkel
2 Kommentare zu „Abstrahlwinkel bei LED-Leuchten: 30°, 60°, 90° und 120° erklärt“