Welche Beleuchtungsnormen gelten für heiße industrielle Arbeitsumgebungen?

Für die Beleuchtung in heißen industriellen Arbeitsumgebungen gelten mehrere Normen gleichzeitig. Es geht dabei nicht um eine einzige Prüfung, sondern um eine Kombination von Anforderungen im Bereich der Temperaturbeständigkeit, der Schutzart und teilweise auch der Explosionssicherheit. Welche Normen genau anwendbar sind, hängt von der Umgebung ab: Ein Stahlwerk stellt andere Anforderungen als ein Trocknungstunnel oder eine Klimakammer. Die Fragen unten geben zu jedem Thema eine klare Antwort.

Welche Normen bestimmen, ob Beleuchtung für hohe Temperaturen geeignet ist?

Ob eine Leuchte für den Einsatz bei hohen Temperaturen geeignet ist, wird durch die vom Hersteller angegebene maximale Umgebungstemperatur in Kombination mit der thermischen Leistung der verwendeten Komponenten bestimmt. Die relevantesten Parameter sind der Ta-Wert (maximale Umgebungstemperatur), der Tc-Wert (maximale Temperatur am Kühlpunkt des LED-Treibers) und die thermische Gehäuseklasse des Gehäuses.

In der Praxis bedeutet dies, dass eine Leuchte nicht nur bei hohen Umgebungstemperaturen funktionieren muss, sondern auch gegen Wärmestrahlung von außen, wie beispielsweise Infrarotstrahlung von geschmolzenem Metall oder Öfen, beständig sein muss. Standard-LED-Leuchten sind hierfür in der Regel nicht ausgelegt. Speziell entwickelte Hochtemperaturleuchten verwenden andere Materialien, angepasste Kühlkonstruktionen und Treiber, die extremen Wärmebelastungen standhalten können.

Neben den technischen Spezifikationen der Leuchte selbst spielen auch die Installationsbedingungen eine Rolle: die Position der Lampe, das Vorhandensein von Wärmequellen in der unmittelbaren Umgebung und der Grad der Belüftung. All diese Faktoren beeinflussen die tatsächliche thermische Belastung der Leuchte.

Was ist der Unterschied zwischen der IP-Schutzart und der IK-Schutzart bei Industriebeleuchtung?

Die IP-Klasse (Ingress Protection) gibt an, wie gut eine Leuchte gegen Staub und Wasser geschützt ist. Die IK-Klasse gibt an, wie gut eine Leuchte gegen mechanische Stöße beständig ist. Es sind zwei separate Klassifizierungen, die jeweils etwas anderes messen, die jedoch in industriellen Umgebungen beide relevant sind.

Eine Leuchte der Schutzart IP65 ist vollständig staubdicht und gegen Wasserstrahlen aus allen Richtungen geschützt. IP66 bietet Schutz vor starken Wasserstrahlen, IP67 hingegen gegen vorübergehendes Eintauchen. In Umgebungen mit Dampf, Hochdruckreinigung oder chemischem Nebel sind höhere IP-Schutzklassen erforderlich.

Die IK-Klasse reicht von IK00 bis IK10. IK10 steht für den höchsten Schutzgrad: beständig gegen eine Stoßenergie von 20 Joule. In Umgebungen mit fahrenden Fahrzeugen, Vibrationen oder der Gefahr von Zusammenstößen ist eine hohe IK-Klasse ebenso wichtig wie ein guter IP-Wert. Weitere Erläuterungen dazu, wie diese Klassifizierungen in der Praxis funktionieren, finden Sie auf der Seite über IP- und IK-Bewertungen.

Muss die Beleuchtung in Stahlwerken den ATEX-Normen entsprechen?

Nicht automatisch. ATEX-Normen sind in Räumen oder Zonen vorgeschrieben, in denen durch Gase, Dämpfe oder Staub eine explosive Atmosphäre entstehen kann. In einem Stahlwerk ist dies bei Weitem nicht überall der Fall. Das Vorhandensein von extremer Hitze, Funken oder geschmolzenem Metall macht eine Umgebung noch nicht automatisch ATEX-pflichtig.

Ob ATEX anwendbar ist, hängt von der Zonenklassifizierung des jeweiligen Raumes ab. Die Zonen 0, 1 und 2 gelten für explosive Gasatmosphären; die Zonen 20, 21 und 22 für explosive Staubatmosphären. Ein Stahlwerk kann Zonen enthalten, in denen brennbare Gase oder feiner Metallstaub vorhanden sind, dies unterscheidet sich jedoch je nach Standort und Prozess.

Die Verantwortung für die Zonenklassifizierung obliegt dem Betreiber der Anlage. Auf Basis dieser Klassifizierung wird bestimmt, welche Geräte verwendet werden dürfen. Beleuchtung in ATEX-Zonen muss für die jeweilige Zone und Kategorie zertifiziert sein. In Stahlwerken, in denen keine explosionsfähige Atmosphäre vorhanden ist, sind andere Anforderungen wie hohe Temperaturbeständigkeit und Schutz vor Infrarotstrahlung wesentlich relevanter.

Wie hoch darf die Umgebungstemperatur für Standard-LED-Leuchten sein?

Die meisten Standard-LED-Leuchten sind für eine maximale Umgebungstemperatur von +40 °C bis +50 °C ausgelegt. Darüber hinaus nimmt die Lebensdauer des LED-Chips und des Treibers rapide ab, und bei noch höheren Temperaturen kann die Leuchte ausfallen oder ein Sicherheitsrisiko darstellen.

In industriellen Umgebungen wie Stahlwerken, Gießereien, Trocknungsanlagen oder Glasöfen sind Umgebungstemperaturen von +80°C bis +120°C keine Ausnahme. Standardleuchten sind hierfür schlichtweg nicht geeignet. Leuchten, die speziell entwickelt wurden für Beleuchtung bei hohen Temperaturen verwenden maßgeschneiderte thermische Designs und Komponenten, die diesen Bedingungen standhalten.

Ein zusätzlicher zu beachtender Punkt ist die Infrarotstrahlung. In Umgebungen mit geschmolzenem Metall oder heißen Oberflächen wird die Leuchte unabhängig von der Umgebungsluft auch von außen durch Strahlungswärme erwärmt. Dies ist ein Faktor, der bei Standardleuchten in den Spezifikationen selten berücksichtigt wird, in der Praxis jedoch einen großen Einfluss auf die Lebensdauer hat.

Welche Zertifizierungen muss ein Lieferant für Hochtemperaturbeleuchtung vorweisen können?

Ein zuverlässiger Beleuchtungslieferant für Hochtemperaturumgebungen muss mehrere Zertifizierungen vorlegen können. Dabei geht es nicht nur um Produktzertifikate, sondern auch um die Qualitäts- und Sicherheitszertifizierung des Unternehmens selbst.

CE-Kennzeichnung obligatorisch für alle elektrischen Geräte auf dem europäischen Markt und weist die Konformität mit den geltenden Richtlinien nach.
IP-Zertifikat: Nachgewiesen getestet und zertifiziert für die angegebene Schutzart.
IK-Zertifikat: nachgewiesene Schlagfestigkeit gemäß der angegebenen Klasse.
ATEX-Zertifizierung verpflichtend, wenn Leuchten in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden, einschließlich Angabe von Zone und Kategorie.
ISO 9001: Qualitätsmanagementsystem des Lieferanten, das nachweist, dass Produkte konsistent hergestellt und kontrolliert werden.
VCA**: Sicherheitszertifizierung für Unternehmen, die auf Industriestandorten arbeiten, relevant, wenn der Lieferant auch Installationsarbeiten ausführt.

Fordern Sie vorzugsweise auch Testberichte von unabhängigen Prüflaboratorien an. Hersteller, die ihre Produkte ohne externe Verifizierung selbst testen und zertifizieren, bieten weniger Garantie als Lieferanten, die mit akkreditierten Prüfinstituten zusammenarbeiten.

Praxisbeispiel: Hochtemperaturindustrie – Rockwool

Das Rockwool-Projekt ist ein gutes Beispiel dafür, was bei der Beleuchtung in einer Umgebung mit extremer Hitze erforderlich ist. Rockwool produziert Dämmaterial auf Basis von Steinwolle, ein Prozess, bei dem Rohstein bei Temperaturen von mehr als 1.400 Grad Celsius geschmolzen wird. Die Produktionsumgebung rund um die Öfen und die Spinnmaschinen ist kontinuierlich hohen Umgebungstemperaturen und intensiver Infrarotstrahlung ausgesetzt.

Die technische Herausforderung war vielfältig. Standard-LED-Leuchten konnten der Wärmebelastung nicht standhalten: Treiber überhitzten, optische Komponenten verfärbten sich und die Lebensdauer blieb weit hinter den Erwartungen zurück. Darüber hinaus musste die Beleuchtung robust genug sein, um in einer Umgebung mit Feinstaub, Vibrationen und aggressiven Bedingungen zu bestehen.

Die gewählte Lösung nutzte Leuchten, die speziell für hohe Umgebungstemperaturen entwickelt wurden, mit einem thermischen Design, das die Wärme aktiv von den empfindlichen Komponenten abführt. Die Positionierung der Leuchten wurde sorgfältig bestimmt, um die direkte Exposition gegenüber Infrarotstrahlung zu minimieren. Auch die Kabelverbindungen und Befestigungsmaterialien wurden an die thermischen Bedingungen angepasst.

Die aus diesem Projekt gezogene Lehre ist, dass Temperaturbeständigkeit auf dem Papier nicht dasselbe ist wie Zuverlässigkeit in der Praxis. Die Kombination aus Umgebungstemperatur, Strahlungswärme und Betriebskontinuität erfordert einen Gesamtansatz und nicht nur eine Leuchte mit einem hohen Ta-Wert. Weitere Projekte in ähnlichen Umgebungen finden Sie auf der Projektseite von JEL Products.

Wie JEL Products bei der Einhaltung von Beleuchtungsnormen in Umgebungen mit hohen Temperaturen hilft

JEL Products liefert nicht nur Leuchten, sondern entwickelt gemeinsam mit Ihnen Konzepte für die gesamte Beleuchtungssituation in anspruchsvollen industriellen Umgebungen. Dies beginnt mit der Erfassung der spezifischen Gegebenheiten: Welche Temperaturen herrschen vor, liegt Infrarotstrahlung vor, welche IP- und IK-Schutzklassen sind erforderlich und ist eine ATEX-Zertifizierung notwendig?

Konkret bietet JEL Products Unterstützung in den folgenden Bereichen:

Technische Beratung: Umgebungsumalyse und Übersetzung in die korrekten Leuchtenspezifikationen, einschließlich Temperaturbeständigkeit, Schutzart und etwaiger ATEX-Anforderungen.
Beleuchtungsentwurf Berechnung der erforderlichen Lichtniveaus und Positionierung der Leuchten, abgestimmt auf die betrieblichen Anforderungen des Standorts.
Zertifizierte Produkte: Alle Armaturen sind mit den relevanten Zertifizierungen versehen, einschließlich CE, IP, IK und, wo zutreffend, ATEX.
Installation und Inbetriebnahme JEL Products ist nach ISO 9001 und VCA** zertifiziert und kann den gesamten Installationsprozess übernehmen, auch an schwer zugänglichen Standorten.
Wartung und Verwaltung Unterstützung nach der Lieferung, damit die Beleuchtung auch langfristig zuverlässig funktioniert.

Möchten Sie wissen, welche Beleuchtungslösung zu Ihrer Situation passt? Dann kontaktieren Sie uns über die Kontaktseite von JEL Products für ein unverbindliches Gespräch mit einem Spezialisten.

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