Was ist Lichtflimmern?

Jede künstliche, mit Wechselstrom betriebene Lichtquelle flimmert. In der Regel nehmen wir diese Effekte, die auch Temporal Light Artefacts genannt werden, nur unbewusst wahr, wenn überhaupt. Denn die meisten modernen Leuchtmittel sind so beschaffen, dass das Flimmern unserem Auge verborgen bleibt. Das ist auch gut so, denn starkes Lichtflimmern kann tatsächlich das Nervensystem belasten. Wir erklären Dir in diesem Artikel, was es mit diesem Phänomen auf sich hat, wie es sich auswirkt und wie man es vermeidet. Zudem klären wir den bedeutsamen Unterschied zum Lichtflackern.

So entsteht Lichtflimmern

Lichtflimmern bezeichnet das Schwanken der Leuchtdichte bei elektrisch betriebenen Leuchtmitteln. Wir nehmen es in Form von Helligkeitsunterschieden wahr, die in kurzen zeitlichen Abständen auftreten. Das Phänomen ist auch als Temporal Light Artefact, kurz TLA, bekannt. In unseren Haushalten fließt sogenannter Wechselstrom. Der Name rührt daher, dass der Strom seine Richtung kontinuierlich ändert. Er wechselt stetig zwischen den Polungen Plus und Minus hin und her. Hierzulande und überhaupt in Europa hat der haushaltsübliche Wechselstrom eine Frequenz von 50 Hz. Demnach ändert sich die Polung 100 Mal pro Sekunde.

Stell Dir den Vorgang einfach als Sinuskurve vor. Die Stromstärke ist durch den dauernden Wechsel der Polung mal höher und mal niedriger. Dies wirkt sich unmittelbar auf die Leuchtdichte und damit die Helligkeit des Leuchtmittels aus: Es flimmert. Dies geschieht mit der doppelten Netzfrequenz, also 100 Mal pro Sekunde. Somit beträgt die Flimmerfrequenz 100 Hz.

Kleiner Exkurs: Abgrenzung des Flimmerns zum Flackern

Häufig werden die Begriffe Flimmern und Flackern synonym verwendet. Allerdings ist das streng genommen nicht korrekt. Zwar lassen sich beide als unregelmäßige Leuchterscheinungen definieren. Doch anders als das Lichtflimmern unterliegt das Lichtflackern keinem periodischen Prozess. Ursächlich ist hier vielmehr eine unstete Lichterzeugung oder Energiezufuhr. Klassische Beispiele sind Verbrennungslampen wie Kerzen oder Gaslampen, deren Flammen flackern.

Gemeinhin liegt es an einer fehlerhaften Installation, einem qualitativ minderwertigen Leuchtmittel oder einem schwerwiegenden Defekt. Gehe bei einer flackernden Decken- oder Wandleuchte wie folgt vor:

1. Ziehe den Netzstecker der Innenraum-Lampe aus der Steckdose. Bei direkt an das Stromnetz angeschlossenen Wand- und Deckenleuchten schaltest Du die Sicherung am Stromkasten aus.
2. Drehe das Leuchtmittel vollständig heraus und dann langsam wieder hinein, und zwar so lange, bis Du einen Widerstand spürst.
3. Stelle dann die Stromverbindung wieder her.

Flackert das Licht daraufhin nicht mehr, war das Leuchtmittel zuvor vermutlich zu locker in der Fassung oder hatte einen Wackelkontakt. Besteht das Problem weiterhin, probierst Du am besten ein neues Leuchtmittel, idealerweise eines anderen Herstellers. Wenn auch dieses Modell flackert, solltest Du einen Elektriker zurate ziehen.

Um zum Abschluss dieses Exkurses noch einmal auf die Abgrenzung des Flimmerns zum Flackern zurückzukommen: Ersteres ist mit bloßem Auge kaum wahrnehmbar, Lichtflackern hingegen sehr gut.

Wenn Lichtflimmern zum Stroboskop- oder Perlschnureffekt führt

Lichtflimmern kann, je nachdem in welcher Umgebung es auftritt, zu besonderen visuellen Effekten führen, die sich voneinander abgrenzen lassen.

Stroboskopeffekt

Er tritt auf, wenn zu den Schwankungen der Leuchtdichte – also der Helligkeit – eine schnelle äußere Bewegung hinzukommt. Beispiel: rotierende Maschinenteile, die der Betrachter durch das Flimmern als stillstehend wahrnimmt.

Perlschnureffekt

In Verbindung mit den eigenen Augenbewegungen kann Flimmern dazu führen, dass sich die Lichtquelle selbst oder das von ihr beleuchtete Objekt in Punktreihen oder als Fächer darstellt.

Mögliche Auswirkungen des Flimmerns auf den Menschen

Die Auswirkungen des Flimmerns auf den Menschen sind noch nicht abschließend geklärt. Nach bisherigen Erkenntnissen kann Lichtflimmern das Nervensystem aber beeinträchtigen. Als mögliche Symptome sowie Folgen gelten etwa Kopf- und Augenschmerzen, eine kognitive Leistungsabnahme, Ermüdung und allgemeines Unwohlsein. Des Weiteren kann flimmerndes Licht bei Epileptikern Anfälle auslösen. In Anbetracht der potenziellen Folgen ist es sinnvoll, das Flimmern so gut es geht zu reduzieren.

Das hat es mit der Flimmerfusionsfrequenz auf sich

Unser Auge nimmt schwankende Lichtintensitäten nur dann wahr, wenn

• die Flimmerfrequenz ausreichend niedrig ist und
• die Veränderungen der Leuchtdichte markant genug sind.

Erreicht die Flimmerfrequenz einen Bereich, in dem unser Auge die Schwankungen der Helligkeit nicht mehr auflösen kann, nehmen wir die Lichtstrahlung als konstant wahr. Man spricht in diesem Zusammenhang von der Flimmerfusions- oder Flimmerverschmelzungsfrequenz. Die Flimmerfusionsfrequenz ist von Mensch zu Mensch und Situation zu Situation unterschiedlich. Sie hängt unter anderem von folgenden Faktoren ab:

• Stärke der Reize (Leuchtdichte)
• Adaptionszustand der Netzhaut
• Aktivationsniveau (Ermüdungs- bzw. Erregungsgrad) des Empfängers

Üblicherweise liegt die Flimmerverschmelzungsfrequenz zwischen 22 und 90 Hz.

Wie Lichtflimmern reduziert werden kann

Grundsätzlich ist festzuhalten, dass jedes mit Wechselstrom betriebene elektrische Leuchtmittel flimmert. Es gibt jedoch Unterschiede, was die Wahrnehmbarkeit betrifft. Bei den alten Glühlampen etwa ist das Lichtflimmern für unser Auge nicht wahrnehmbar, da deren Glühdraht nur träge auf den Wechsel der Polung reagiert. Moderne Lichtquellen wie LEDs haben hingegen eine sehr kurze Reaktionszeit, sodass sich das Licht rasant anpasst, was wiederum das Flimmern verstärken kann.

Man mag einen Moment lang dazu neigen, doch das Geschilderte ist wirklich kein Grund, den alten Glühlampen nachzutrauern. Übrigens: Nimmt man es ganz genau, dann flimmern die alten Glühlampen auch, allerdings so gering, dass wir das nicht wahrnehmen. Denk außerdem nur daran, wie viel Strom diese Leuchtmittel gefressen haben. Darüber hinaus gibt es Wege, das Lichtflimmern bei LED-Lampen so weit zu vermindern, dass es für unser Auge nicht mehr wahrnehmbar ist. Bei anhaltenden Problemen mit flimmerndem Licht ist die übliche Lösung, elektrische Vorschaltgeräte einzusetzen, die auch Treiber genannt werden. Diese wandeln den Wechselstrom in Gleichstrom um, sodass uns das Licht konstant erscheint.

Anmerkung: Wie weit das Lichtflimmern reduziert wird, hängt von der Qualität des Vorschaltgerätes ab. Dieser Treiber ist üblicherweise bei Retrofit- und Hochvolt-Ausführungen direkt in der LED integriert. Bei Modellen mit festverbauten LEDs sitzt der Treiber dagegen in der Regel in der Leuchte und lässt sich tauschen. Um also das Flimmern so gut wie möglich zu unterbinden, solltest Du beim Kauf neuer LEDs achtsam sein und die angegebenen Werte zum Lichtflimmern berücksichtigen. Ganz gleich, ob der Treiber im Leuchtmittel selbst verbaut ist oder im Leuchtmittel integriert ist, seine Qualität beeinflusst entscheidend das Ausmaß des Flickerns. Apropos…

Grenzwerte gemäß EU-Verordnung

Seit dem 1. September 2021 ist eine neue Verordnung der EU-Kommission in Kraft. Diese schreibt vor, dass nur noch solche Leuchtmittel für Lampen hergestellt und angeboten werden dürfen, die festgelegte Grenzwerte hinsichtlich des Lichtflimmerns und der Stroboskopeffekte nicht überschreiten. Die verwendeten Messgrößen sowie die vorgegebenen Werte im Überblick:

Lichtflimmern: PstLM ≤ 1,0 (st = short term, LM = light flickermeter method)

Stroboskopeffekte: SVM ≤ 0,4 (SVM = stroboscopic (effect) visibility measure)

Zur Erklärung: Der PstLM-Wert 1 bedeutet, dass ein durchschnittlicher Betrachter mit 50-prozentiger Wahrscheinlichkeit ein Lichtflimmern wahrnimmt.