Licht für Gesundheit

CyberLux

Überblick über aktuelle Trends in der Innenraumbeleuchtung mit spezieller Beachtung der Bildschirmarbeitsplätze


Autor

Peter Dehoff

Kurzfassung

  • Neue europäische Rahmenbedingungen führen zur Einführung neuer Begriffe wie Wartungsfaktoren, Arbeitsbereiche, neue Blendungsbewertung UGR, was in die DIN-Normung einfließt.
  • Energieeffizienz, der Einfluß von Tageslicht und die Qualität von Beleuchtungsanlagen geht in die Auslegung moderner Beleuchtungen ein.
  • Gesundheit der Menschen am Arbeitsplatz ist ein zentrales Thema.

Neue Techniken ermöglichen es, den alten Wunsch nach Lichtveränderungen im Innenraum leichter Wirklichkeit werden zu lassen.


Beitrag

1 Einleitung

Dieser Beitrag schließt an den „Überblick über den aktuellen Stand der Innenraumbeleuchtung“ an, der auf der LICHT 2000 gegeben wurde /Dehoff 2/. Die wichtigsten Entwicklungen für die Beleuchtung von Bildschirmarbeitsplätzen werden aufgenommen. Die Vertiefung erfolgt in weiteren Beiträgen dieser Tagung, zu denen eine Brücke geschlagen werden soll.

Mein Bemühen ist, einen Blick auf die – aus meiner Sicht – wichtigsten Themen zu werfen. Es kann sich nicht um eine Literaturstudie handeln, vielmehr um eine „zufällige“ Sammlung von Auffälligem.
Die Themen beginnen bei den Rahmenbedingungen, gehen über Technologie und Energieeffizienz bis zu den Aspekten der Qualität von Beleuchtung. Schließlich mündet die Sammlung in das Thema Gesundheit, welches als Schlüsselthema in unserer Gesellschaft das Zeitalter der Information und des Wissens ablösen wird.

Bildschirmarbeitsplätze erhalten in diesem Umfeld ein anderes Gewicht. Bildschirme sind allgegenwärtige Arbeitsgeräte, die keine grundsätzliche Besonderheit sind, sondern im Arbeitsumfeld des Menschen integriert sind.

Welche Folgerungen können wir als Lichttechniker daraus ziehen und welche Themen müssen wir anpacken, um den Stellenwert der Lichttechnik in der Zukunft zu erhalten?

2 Einflüsse auf die Gestaltung von Arbeitsplätzen mit Bildschirmgeräten

In den letzten Jahren hat sich bei der Betrachtung von Bildschirmarbeitsplätzen ein Wandel vollzogen. Bildschirme sind nicht mehr die schweren unbeweglichen Geräte für Spezialisten, die am liebsten in dunklen Höhlen stundenlang vertieft in die Röhre schauen. Bildschirme sind heute an nahezu jedem Büroarbeitsplatz zu finden und sind allgegenwärtige Arbeitsgeräte für Mitarbeiter. Die Anforderungen an Arbeitsplätze sind entsprechend vielfältig. Tätigkeiten sollen motiviert und frei von Störungen ausgeführt werden.
Die Beleuchtung der Arbeitsplätze steht unter vielen Einflüssen. Im Rahmen dieser Tagung werden alle Themen in den Einzelvorträgen vertieft.

Abb. 1 Einflussgroeßen auf die Beleuchtung von Bildschirmarbeitsplaetzen
Abb.1 Einflussgrößen auf die Beleuchtung von Bildschirmarbeitsplätzen

Ein Wandel in der Büroarbeit ist im Gange und hat Einfluss auf das Arbeitsleben. Inwiefern er zu ausschließlichen „dotcom-Gesellschaften“ führen wird, sei dahingestellt. Spürbar ist, dass ein Wandel der Beleuchtung einsetzt /OFFICE 21/.

Das zentrale Interesse sollte immer dem Menschen gelten, für den die Gestaltung der Arbeitsplätze erfolgt. Die Planung der Arbeitsplätze muss daher sorgfältig alle Einflussparameter kennen und in Betracht ziehen. Die einzige sinnvolle Bewertung bei der Gestaltung von Arbeitsplätzen ist die Zufriedenheit der Mitarbeiter.

3 Neue normative Rahmenbedingungen für die Beleuchtung

Der Harmonisierungsprozess in Europa bringt auch eine Anpassung der nationalen Regelwerke in Licht und Beleuchtung (siehe CEN TC 169) mit sich.

3.1 Neue Begriffe durch die harmonisierten europäischen Normen

Im Rahmen der Harmonisierung der europäischen Normen wurden die generellen Normenwerke jetzt vollendet und stehen kurz vor der formellen Endabstimmung.
In der Innenbeleuchtung, die sehr umfassend von der prEN 12464 „Beleuchtung von Arbeitsstätten“ erfasst wird, war der Prozess des Zusammenführens der verschiedenen europäischen Begriffe schweißtreibend. Der Entwurf des Papiers liegt zur Abstimmung vor.

Für Mitteleuropa sind neue Begriffe zu lernen. Die Interpretation erfolgt in Anwendungsschriften der LiTG sowie in nationalen Normen, die den europäischen Anspruch konkretisieren. Neue Begriffe sind:

  • der Wartungswert der Beleuchtungsstärke >> LiTG AG Wartungsfaktor
  • der Arbeitsbereich und seine unmittelbare Umgebung >> FNL/AK 4.7 und AK 4.8
  • der Wartungsfaktor >> LiTG AG Wartungsfaktor
  • das neue Blendungsbewertungsverfahren UGR (Unified Glare Rating) >> LiTG AG Blendung.

Nahezu identisch mit der prEN 12464 ist übrigens der Entwurf der neuen in Abstimmung befindlichen ISO CIE Norm „Lighting of Indoor Workplaces“ /CIE DS/.

3.2 LiTG AG: Wartungsfaktor

Die Planung mit individuellen Wartungsfaktoren, die den Alterungs- und Verschmutzungszustand von Lampen, Leuchten und Raum während der Betriebszeit einbeziehen sollen, ist Neuland. Grundlage dafür ist die Schrift der /CIE-97/ „Maintenance of electric indoor lighting systems“. Dort sind Wartungsfaktoren für Lampen, Leuchten und Räume aufgeführt, die aus den 70er und 80er Jahren stammen und wahrscheinlich zu pessimistisch für heutige Produkte sind. Moderne Lampen und Leuchten werden derzeit untersucht und vom ZVEI bzw. in der LiTG Arbeitsgruppe „Wartungsfaktor“ gesammelt und aufbereitet. Es wird eine Schrift vorbereitet, die die Planung mit Wartungsfaktoren erläutert.

3.3 LiTG AG: Blendung

Das neue UGR-Verfahren wurde für Anwender im Entwurf einer neuen „Blendungsschrift“ aufbereitet. Dort werden die Verfahren erläutert, wie Blendung bei der Auswahl von Leuchten (z.B. anhand eines Tabellenverfahrens) und in einer Anlage (z.B. durch Berechnungen am Arbeitsplatz) bewertet werden kann.

3.4 FNL/AK 4.7: Beleuchtung von Räumen mit Bildschirmarbeitsplätzen

Längst überfällig war die Aktualisierung der DIN 5035-7 von 1988 /DIN 7/, /Leibig/. Der neue Entwurf mit Blick auf das neue europäische Normenwerk wurde gerade veröffentlicht /DIN 7E/.
Als Basisnormen für die Überarbeitung der lichttechnischen Norm gelten die Ergonomienormen DIN EN ISO 9241 „Ergonomische Anforderungen für Bürotätigkeiten mit Bildschirmgeräten“, hier insbesondere Teil 6 und die Teile 7 und 11 /ISO 6/, /ISO 7/, /ISO 11/.

In DIN 5035 Teil 7 wurde jetzt verstärkt der ganzheitliche Aspekt der Beleuchtung betrachtet. Insbesonders ist der Arbeitsbereich und seine unmittelbare Umgebung für verschiedene Tätigkeiten im Büro anschaulich dargestellt.

Die Gütemerkmale der Beleuchtung werden sehr ausführlich beschrieben. Es findet sich auch die aus der prEN 12464 und der DIN EN ISO 9241-6 bekannte Anhebung der Grenzleuchtdichte für Reflexblendung für gut entspiegelte Bildschirme auf 1000 cd/m2 (ab einem Grenzausstrahlwinkel rundum von 65° für direktstrahlende Leuchten) /Çakir 2/. Besonderes Augenmerk erhält die in die Planung neu eingeführte zylindrische Beleuchtungsstärke.

Bei der Planung soll Tageslicht explizit berücksichtigt werden. Etliche zu beachtende Gesichtspunkte sind aufgezählt. Der Anordnung der Arbeitsplätze und der Auswahl von Beleuchtungskonzepten und Beleuchtungsarten ist breiter Raum gewidmet.

Neue Begriffe aufnehmend unterteilen sich die Beleuchtungskonzepte in

  • raumbezogene Beleuchtung
  • arbeitsbereichsbezogene Beleuchtung
  • teilflächenbezogene Beleuchtung

sowie in die Beleuchtung einzelner Arbeitsplätze.
Der Steuerung von Beleuchtungsanlagen kommt in der Gesamtbetrachtung eine besondere Bedeutung zu.
Die Tabellen mit Richtwerten für die Beleuchtung wurden gegenüber der „alten“ Norm ergänzt und konkretisiert.

3.5 FNL/AK 4.8: Einzelplatzbeleuchtung

Die DIN 5035-8 zur Einzelplatzbeleuchtung wird ebenfalls überarbeitet /DIN 8/. Hier spielt der neue Begriff des Arbeitsbereiches, ausgehend von den Definitionen im FNL/AK 4.7, eine große Rolle. Der Auftrag an den Normungsausschuss besteht darin, eine Produktnorm für Einzelplatzleuchten zu erarbeiten. Die möglichen Gefährdungen werden ebenso dargestellt wie deren Vermeidung durch Anforderungen an die elektrische, thermische und mechanische Sicherheit sowie an Begrenzung von Emissionen und Blendung.

Einzelplatzleuchten müssen ergonomischen Prinzipien genügen und Merkmale für die Gebrauchstauglichkeit erfüllen. Der Normenentwurf unterliegt noch einer intensiven Bearbeitung im Normausschuß.

3.6 LiTG AG: Bürobeleuchtung

Die Arbeit an einer zusammenfassenden Schrift zur Bürobeleuchtung wurde mit der LiTG Sondertagung „Licht im Büro“ am 24.9.97 begonnen /Dehoff 1/. Seh- und Arbeitsaufgaben, funktionale und organisatorische Einflüsse, Physiologie und Akzeptanz werden einleitend dargestellt und daraus die Anforderungen an die Beleuchtung mit Tageslicht und künstlichem Licht beschrieben. Es gehen die aktuellen Inhalte der neuen europäischen Normen und deren Konkretisierungen speziell in der überarbeiteten DIN 5035 Teil 7 ein. Anschauliche Beispiele geben Hilfestellungen für die planerische Arbeit.

3.7 Änderung der Planungspraxis?

In der Tendenz erlauben die neuen Ansätze in der ergonomischen Norm DIN EN ISO 9241-6 und in der Vornorm prEN 12464 sowie ihre Konkretisierungen in den weiterführenden nationalen Normen und Anwendungsschriften eine stärker den Bedürfnissen der Menschen angepasste Planung. Die Gütemerkmale sind auf die tatsächliche Sehaufgabe bezogen und müssen dort erfüllt werden, wo die Sehaufgabe auftritt – egal, ob es sich um eine horizontale, vertikale oder geneigte Fläche handelt.

Neu werden die Planungsansätze sein, denn häufig sind Art und Lage der Sehaufgabe im Planungsstadium nicht bekannt. Prinzipiell hat der Planer die Möglichkeit, den Anforderungen angepasste Beleuchtungskonzepte zu wählen und Beleuchtungsniveaus im Raum abzuwechseln. Die neuen Normen präferieren kein Beleuchtungskonzept.

Die bewusstere Wahl der Wartungsfaktoren und die Festlegung eines Wartungsplans wird für bessere Beleuchtungsverhältnisse über die gesamte Betriebszeit einer Anlage sorgen. Der Wartungswert der Beleuchtungsstärke muss immer mindestens erreicht werden. Das macht die Überprüfung leichter, wobei selbstverständlich auch die anderen Gütemerkmale erreicht werden müssen.

Der Planer hat eine wesentlich größere Freiheit, um gute Beleuchtungslösungen zu schaffen. Gleichwohl setzt Planung eine umfassende Kenntnis der Aufgabenstellung und der Lösungsinstrumente voraus. Nicht einfache Rezepte, sondern zielgerichtete individuelle Lösungen werden gefragt.

4 Ein kurzer Blick auf technologische Entwicklungen
4.1 Bildschirme

Vom Kathodenstrahl- zum Flachbildschirm nimmt die Qualität der Entspiegelung der Bildschirmoberfläche zu. So lässt sich die wesentliche Entwicklung der Bildschirme beschreiben. Moderne Bildschirme sind für Reflexe durch die Spiegelung von Fenstern oder Leuchten bei weitem nicht mehr so empfindlich. Dennoch muss die Güte der Entspiegelung, deren Klasseneinteilung sowohl in die DIN EN ISO 9241 Teil 6 als auch in die prEN 12464 wie in den Entwurf der überarbeiteten DIN 5035 Teil 7 eingegangen ist, beachtet werden. DIN EN ISO 9241 Teil 7 gibt die Prüfbedingungen vor /Neumann/.

4.2 Lichtmanagement

Die schnellsten Entwicklungen innerhalb der Lichttechnik kommen von seiten der Lichtsteuerung. Die Einbindung des Lichts in die Hausleittechnik und verschiedene Bus- und Netzwerktechnologien wie EIB, LON, Luxmate in Verbindung mit elektronischen Betriebsgeräten von Lampen und mit der Einbeziehung von Tageslicht schaffen sehr flexible und vielfältige Möglichkeiten, um Licht bei der Nutzung zu optimieren. Vereinfacht wird die Kommunikation innerhalb dieser Netze künftig durch den Steuerstandard DALI (Digital addressable lighting interface).

Die großen Herausforderungen liegen bei der Nutzerschnittstelle. Die sinnvolle Bedienung des Lichts ist derzeit noch in den Anfängen. Noch ist die Denkweise des Nutzers durch den klassischen Schalter fixiert. Hier gilt es, neue Lösungen zu finden, die sowohl Anwender als auch Nutzer zufrieden stellen.

4.3 Lampen

Die Entwicklungen in der Innenraumbeleuchtung sind häufig mitbestimmt von der Entwicklung der Lampentechnik. Dort sind es die Steigerung der Lichtausbeute, die Steigerung der Leistungsstufen und die Verkleinerung der Lampen, die immer wieder zu neuen Leuchtenformen führen.

In jüngster Zeit sind Leuchtdioden in den Mittelpunkt des Interesses gerückt und regen dazu an, sie für die Allgemeinbeleuchtung einsetzbar zu machen (farbig und weiß, lange Lebensdauer, prognostizierte Lichtausbeute um 50 lm/W). Besonders reizvoll ist das Spiel mit Farben.

Bei Leuchtstofflampen setzt sich der Trend zur kleineren Bauform (dünner bzw. zusammengefaltet) fort. Damit finden wir immer intensivere Lichtquellen mit höheren Leuchtdichten an der Oberfläche. Das Problem der Blendung verstärkt sich dadurch, worauf in der Planung besonders geachtet werden sollte.

4.4 Leuchten

Die spektakulärsten Entwicklungen in der Leuchtentechnik betreffen Lichtleiter. Sowohl Faserlicht als auch Hohllichtleiter finden hier Beachtung. Die Lichtlenkung großer Lichtströme in Gebäuden – Tageslicht über Heliostaten oder Kunstlicht aus Entladungslampen hoher Leistung – wird im Projekt Arthelio /Kaase/ an der TU Berlin erforscht.

Abb. 2 Waveguide Technologie
Abb.2 Waveguide Technologie

In der Leuchtentechnik haben Waveguides neue Möglichkeiten der flachen Bauform und der gezielten Lichtlenkung bei Begrenzung von Blendung aufgezeigt.

5 Energieeffizienz

Die europäische Lampen- und Leuchtenindustrie hat sich schon früh, beeinflusst durch die Energiekrisen der 70er Jahre, um die effiziente Nutzung der Energieressourcen bemüht. Der Einsatz von Leuchtstoff- und Hochdrucklampen anstelle von Glühlampen in kommerziellen und öffentlichen Gebäuden ist Zeugnis davon.
Dazu kommen heute die Möglichkeiten des Lichtmanagements. Speziell die Verwendung tageslichtabhängig gesteuerter oder geregelter Anlagen, die Anwendung von Anwesenheitssensoren und Zeitautomatik können Einspareffekte beim Verbrauch elektrischer Energie von bis zu 60% bringen.

5.1 green light – Energiesparförderung der EU

Die EU fördert Energiesparmaßnahmen und hat mit dem green light Programm eine Initiative gestartet, die die Anwender von energieeffizienter Beleuchtung kennzeichnen soll. Die EU sieht ihre Aufgabe in der Promotion von besonders energiefreundlichen Anlagen durch Werbung, Hinweisschilder am Gebäude, Logo usw. Die Förderung selbst soll die Verwendung energieeffizienter Lampen und Vorschaltgeräte sowie die Verwendung von tageslicht- oder anwesenheitsabhängiger Steuerung oder Regelung betreffen.

5.2 Energie-Klassifizierung von Leuchten

Die Problematik heutiger Energieeffizienzkennzeichnungen besteht darin, dass sich zwar Lampen anhand ihrer Lichtausbeute oder Vorschaltgeräte durch ihren Eigen-energieverbrauch relativ gut klassifizieren lassen. Bei Leuchten schlägt das Vorhaben aber schnell fehl, da hier die Anwendung bekannt sein muss.

Ein Strahler, der engbündelnd im Museum über eine weite Distanz zielgenau eine Plastik anstrahlt, mag nur einen Leuchtenbetriebswirkungsgrad von 55% oder gar einen Beleuchtungswirkungsgrad von 30% besitzen, was ihn aus energetischer Sicht abqualifiziert, während eine freistrahlende Leuchtstofflampe mit höchsten Leuchtenbetriebswirkungsgraden und immer noch guten Beleuchtungswirkungsgraden glänzt, aber die Aufgabe nicht erfüllt.

Einer europäischen Initiative zur zu starken Simplifizierung der Lichttechnik, z.B. durch die Einführung eines „Luminaire Efficiency Factors“, bei zu übermäßig gewichtetem Energiesparbewußtsein muss durch sachliche Argumente begegnet werden.

6 Tageslicht

Die Tageslichtplanung und die Einbeziehung von Tageslicht in den Beleuchtungsentwurf ist heute eine selbstverständliche Notwendigkeit (s. z.B. /VDI/). Niemand bezweifelt, dass Tageslicht in Arbeitsräumen vorhanden sein muss. Die positiven Qualitäten von Tageslicht sind unbestritten. Zunehmend wird die gesundheitliche Bedeutung von Tageslicht für die Beleuchtung von Arbeitsstätten erkannt und die Berücksichtigung zur Forderung erhoben.

6.1 Tageslicht hilft beim Energiesparen

Zum einen ist Tageslicht die Steuerquelle für das Kunstlicht. Die Philosophie heißt: 500 lx am Arbeitsplatz sind gut. Wenn sie durch Tageslicht erreicht werden kann, dann kann das Kunstlicht in entsprechendem Maße zurückgenommen werden. Das hilft beim Sparen elektrischer Energie.

6.2 Tageslicht steigert das Wohlbefinden

Das Bewusstsein, die tageszeitliche Veränderung miterleben zu können, den Blick nach draußen zu haben, die positiven Wirkungen des Tageslichtes zu empfangen, ist die andere Komponente des Tageslichtes. Dazu kommt, dass das Bedürfnis nach Helligkeit im Raum mit steigendem Tageslichtangebot zunimmt /Begemann/. In den mitteleuropäischen Breiten besteht zweifelsfrei ein Hunger nach Licht, der in einem standardisiert beleuchteten Raum – eben mit 500 lx – nicht befriedigt wird, wenn im Verhältnis dazu das Außenlicht sehr hell ist. D.h., dass zeitweise mehr Kunstlicht gebraucht wird, um den Helligkeitsmangel im Innenraum auszugleichen.

6.3 Tageslicht „fördert“ die Gesundheit

Die Bedeutung von Tageslicht im Leben des Menschen ist erkannt (siehe andere Vorträge). Es ist wünschenswert, dass auch „Gesundheitsanteile“ der Beleuchtung in der Planungspraxis einen festen Stellenwert bekommen.

6.4 Positive Attributierung

Tageslicht ist gut. Es gilt gemeinhin als die einzige gesunde und „glücklich machende“ Lichtquelle. Aus dieser sehr positiven Attributierung erwächst eine kontroverse Haltung zur künstlichen Beleuchtung. Speziell die „hellen“ Leuchtstofflampen gelten manchmal noch als Konkurrenten des Tageslichtes. Die hohe Qualität der künstlichen Beleuchtung mit sehr guten Farbwiedergabeeigenschaften, flimmerfreiem Licht und nötigenfalls kompletter spektraler Verteilung sollte immer wieder ins Spiel gebracht werden, ohne allerdings eine unsinnige Konkurrenzsituation herauf zubeschwören.

6.5 Tageslichtsysteme

Die Nutzung von natürlichem Licht hat zu Lichtlenksystemen geführt, welche das Tageslicht in die Raumtiefe lenken /OTTI/.

7 Qualität von Beleuchtungsanlagen

Die Qualität von Beleuchtungsanlagen hat sich in den letzten Jahren zu einem Dauerthema entwickelt. Den Ursprung nahm die Diskussion nach der Feststellung, dass Beleuchtungsanlagen zwar normgerecht geplant sein können, deswegen aber noch lange nicht von den Nutzern akzeptiert werden müssen.

7.1 Die Akzeptanz der Beleuchtung eines Arbeitsplatzes

Die Arbeitsgruppe „Akzeptanz von Beleuchtungsanlagen“ der LiTG definiert „die Akzeptanz als positive Antwort auf die Erwartungshaltung an eine visuelle Darbietung“. In Laborversuchen unter Praxisbedingungen durch /Bodmann/ und /Gall/ und bei Umfragen im Feld durch /Çakir 1/ wurde festgestellt, dass die wesentlichen lichttechnischen Gütemerkmale mit modernen Beleuchtungssystemen eingehalten werden. /Schierz/ beschreibt die Bewertung der Beleuchtung anhand des mentalen Konzeptes mit der Zuordnung deskriptiver Attribute. Die Akzeptanz und positive Bewertung der Leuchten hängt beim Nutzer stark vom Erscheinungsbild und der individuellen Eingriffsmöglichkeit ab. Die untersuchten Beleuchtungssysteme waren statisch, d.h. nicht regelbar.
Akzeptanz hängt demnach von der Art der Lichtverteilung im Raum und der individuellen Einflussnahme ab.

7.2 Gütemerkmale einer Beleuchtungsanlage

Die physikalisch erfassbaren Gütemerkmale sind in den Normen wie der DIN 5035 beschrieben /DIN 1/, /DIN 2/. Unzweifelhaft müssen in jeder Beleuchtungsanlagen die Anforderungen an

  • das Beleuchtungsniveau
  • die Helligkeitsverteilung
  • die Blendungsbegrenzung (Direkt- und Reflexblendung)
  • die Farbwiedergabe
  • die Lichtfarbe
  • die Lichtrichtung
  • die Schattigkeit

erfüllt werden.
Für die einzelnen Merkmale werden Maßzahlen angegeben, sodass sie in installierten Anlagen überprüft werden können. Die Kontrastwiedergabe anhand des CRF (Contrast Rendition Factor) sollte durchaus wieder in die Praxis eingeführt werden, da sie qualitative Aussagen über mögliche Reflexblendung am Arbeitsplatz erlaubt /LiTG13/.

Die klassischen Gütemerkmale der DIN werden in der Neuauflage des Handbuchs der Beleuchtung /Lange/ ergänzt um

  • die Ergonomie von Beleuchtungsanlagen
  • die subjektiven Kriterien Raumharmonie, Lichtstimmung und Lichtgestaltung
  • die Wirtschaftlichkeit.

Als Prioritäten in der Qualitätsbetrachtung der Lichtplanung werden Sehkomfort, Sehleistung und Raumambiente aufgeführt.

Abb.3 Prioritätendreieck (Handbuch der Beleuchtung) aus /Lange/
Abb.3 Prioritätendreieck (Handbuch der Beleuchtung) aus /Lange/

7.3 Lighting Quality

Umfassender oder auch „ganzheitlicher“ ist der Ansatz im amerikanischen Handbuch der Beleuchtung der /IESNA/.
Aufbauend auf Beschreibungen von /Loe/ und Rowlands, die als Ziel der Lichtplanung das Erreichen visueller Annehmlichkeit (visual amenity) sehen. Diese besteht aus der Komposition von Helligkeit (visual lightness: Beleuchtungsstärke und Reflexionsgrade auf den vertikalen Flächen der Umgebung) und visueller Attraktivität (visual interest: Grad der Ungleichmäßigkeit durch Licht und Schatten sowie durch Beleuchtungsstärke- bzw. Leuchtdichte-Übergänge zwischen den Flächen). Die Autoren sehen als Lösung eine maßvolle Umgebungsbeleuchtung und gute Beleuchtung der Sehaufgaben.

Die Eckpunkte des amerikanischen Prioritätendreiecks bilden, frei übersetzt,

  • die Ergonomie (Anforderungen des Menschen)
  • die Ökonomie und Ökologie
  • die Architektur.

Abb.4 aus /IESNA/
Abb.4 aus /IESNA/

Lam, zitiert in /Hofmann/, trennt die Beleuchtungskomponenten der visuellen Umwelt auf. Er unterscheidet in drei „needs“: activity needs (funktional), die die Beleuchtung der eigentlichen Sehaufgabe betreffen, biological needs (emotional), die die unbewusste Wahrnehmung der Umgebung betreffen und architectural needs (ästhetisch), die das gestalterische Empfinden ansprechen.

„Um gutes Licht zu planen, muss der Planer die Prinzipien und Prozesse der visuellen Wahrnehmung sowie die menschlichen Bedürfnisse nach visueller Information deutlich verstehen.“
William Lam


7.4 LiTG AG: Qualität von Beleuchtungsanlagen

Die neu gegründete Arbeitsgruppe „Qualität von Beleuchtungsanlagen“ (Leiter: P. Dehoff) nimmt die aktuelle Diskussion auf. Die Vorarbeiten wurden bereits durch die Arbeitsgruppen „Leuchtdichte“, deren Ergebnisse /Hentschel/ zusammenfasste, und „Akzeptanz von Beleuchtungsanlagen“ geleistet.

Ein Ergebnis der Diskussion um das Thema Akzeptanz fasst /Kramer 2/ in seinen „Acht Geboten des guten Lichts“ zusammen. Er erweitert den Begriff der Qualität um Aspekte der Asthetik und der Wertung, Orientierung und Einordnung durch den Menschen. Kramer stellt innerhalb der Arbeitsgruppe die Verbindung zum CIE TC 3-34 her, welches unter Jennifer Veitch die „Qualität von Beleuchtungsanlagen“ bearbeitet /Kramer 1/. Grundlage sind die Beiträge aus dem Symposium „Lighting Quality“ in Ottawa 1998 /CIE x015/.

„Wir benötigen eine Definition von Lichtqualität, die für das „schöne“ und das Arbeitslicht, für das natürliche wie das künstliche Licht gleichermaßen gültig ist und die nicht nur den Körper des Menschen, sondern auch seine Psyche und das Empfinden, d.h. den gesamten Menschen, berücksichtigt.“
Dr. Heinrich Kramer


8 Gesundheit und Gesundheitsvorsorge

Die Wirkungen optischer Strahlung auf den Menschen – im schädigenden wie im heilenden Sinne und zur Beleuchtung der visuellen Umwelt – wurde im Februar in Berlin diskutiert /Symp 1 und 2/.

8.1 Lichttherapie und Lichtbedarf

Die wissenschaftlichen Erkenntnisse liegen seit den 70er Jahren vor. Lichttherapie, d.h. die Bestrahlung durch hohe Beleuchtungsstärke von 2.500 bis 10.000 Lux (am Auge), wird medizinisch angewendet, um SAD (Seasonal affective disorder) mit Erfolg zu heilen /Zulley/. Langsam ist das auch in das Bewusstsein der Lichttechniker eingedrungen.

Besondere Beachtung findet in der laufenden Forschung (/Brainard/, /Ehrenstein/, /Çakir 1/) der Einfluss des Tageslichts auf den Circadianen Rhythmus des Menschen. Das sich über den Tag und das Jahr verändernde natürliche Licht hat den Sehapparat geformt und den Menschen in seiner Wahrnehmungsgewohnheit geprägt. Licht wird in der medizinischen Literatur als „Zeitgeber“ erkannt und seine Auswirkung auf den Hormonhaushalt, insbesondere auf das Hormon Melatonin, ausführlich mit Blick auf die physiologische Stimulierung diskutiert.

Untersuchungen zu bevorzugten Beleuchtungsniveaus und Beleuchtungssituationen in Abhängigkeit von Tages- und Jahreszeit wurden bereits 1993 gestartet und über längere Zeiträume durchgeführt. Es hat sich gezeigt, dass die Nutzer der Büros im Mittel 800 lx „künstliche“ Beleuchtungsstärke zusätzlich zum Tageslicht einstellen. Ein „Tageszeiteffekt“, der die unterschiedliche Lichterwartung am Morgen, am Mittag und am Abend beschreibt, ist aufgrund des circadianen Musters und des Munterkeitsniveaus des Menschen mit biologischer Stimulation zu erklären /Begemann/.

Abb.5 Beispielhafter Verlauf der Munterkeit über 24 Stunden
Abb.5 Beispielhafter Verlauf der Munterkeit über 24 Stunden

Ein Lichtbedarf in künstlich beleuchteten Räumen, der über das in den Normen geforderte Maß an Beleuchtungsstärke hinausgeht, kann daraus abgeleitet werden.
/Moore-Ede/ beschreibt die Munterkeit des Menschen, die über den Tag sehr stark schwankt. Diese sehr naheliegende Erkenntnis wird oft ignoriert. Die Munterkeit wird durch das Umfeld beeinflusst. Höhere Beleuchtungsstärke bzw. größere Leuchtdichten wirken der Ermüdung entgegen.
/Küller/ und Wetterberg berichten, dass schnelle Lichtwechsel stimulieren, während monotones visuelles Umfeld Inaktivität und Schlafbereitschaft fördern.

8.2 Literaturstudie „Licht und Gesundheit“

Die Berufsgenossenschaften widmen sich im Rahmen ihres erweiterten Präventionsauftrags zur Verhütung arbeitsbedingter Unfallgefahren dem Einfluss von Licht auf die Gesundheit der Menschen in der Arbeitswelt. Es sollen alle Faktoren, die die Gesundheit der Menschen am Arbeitsplatz beeinträchtigen können, berücksichtigt werden. Sie gaben daher eine ausführliche Literaturstudie in Auftrag, die von Dr. Joachim Fisch an der TU Ilmenau durchgeführt wurde und 773 Literaturstellen zum Thema auflistet /Fisch/. Sie fasst die wichtigsten Aussagen zusammen zu

  • Wirkungen optischer Strahlung auf den Menschen
  • Aspekte zu photobiologischen Prozessabläufen beim Menschen
  • Schutz vor energiereicher optischer Strahlung

Im Ausblick auf mögliche Forschungsvorhaben weist Dr. Fisch darauf hin, dass sich die Lichttechnik zu stark mit der Erkennbarkeit von Sehobjekten und Gegenständen und dem Wohlbefinden unter künstlicher Beleuchtung beschäftigt hat.

„Fakt ist, dass der Lichtbedarf der Menschen nicht richtig eingeschätzt wurde. …
Die Licht- und Strahlungstechniker, aber auch die Architekten müssen ihre vordergründige Aufgabe in der Entwicklung und Realisierung gesundheitsfördernder künstlicher Beleuchtung sehen. Der Einsatz von Sonnen- und Tageslicht muss wegen seiner lebensfreundlichen und gesundheitsfördernden Wirkungen weiter stärker berücksichtigt werden.“

Dr. Joachim Fisch


9 Veränderung des Lichts

/Krueger/, Vorstand des Instituts für Arbeitswissenschaft und Hygiene an der ETH Zürich, hat hier eine wichtige physiologisch-kognitive Gestaltungsregel formuliert:

„Es ist wichtig, Beleuchtung nicht als statische, über einen Raum und seine begrenzenden Flächen als möglichst gleichmäßige Installation, sondern Beleuchtung als dynamisches Design eines visuellen Raumklimas aufzufassen.“
Prof. Dr. Helmut Krueger

Damit kann ein Schlüssel dafür gefunden werden, wie man besser auf die Bedürfnisse der Menschen eingehen kann:

  • Einhalten der lichttechnischen Gütemerkmale
  • Bei sinnvoller Veränderung des Lichts
  • Unter Einbeziehung des Tageslichts

Diese Kriterien machen ein positives Erleben des beleuchteten Raumes möglich.
Die Anforderung an Beleuchtungslösungen ist demnach, die Veränderung von Licht bereits sehr früh einzuplanen und das Beleuchtungskonzept so zu entwickeln, dass unterschiedliche Lichtstimmungen möglich sind. Die Veränderung des Lichts als Planungsansatz zu wählen und entsprechende Leuchtenkomponenten und Steuerung einzuplanen, ist der Trend künftiger Lichtlösungen.

Abb.6 Auf den Menschen wirkende Einflussfaktoren nach /Fleischer 3/
Abb.6 Auf den Menschen wirkende Einflussfaktoren nach /Fleischer 3/


Fleischer
/ Fleischer 1, 2 und 3/, untersuchte in ihrer Dissertation die psychologische Wirkung veränderlicher Kunstlichtsituationen auf den Menschen und erkannte:

„Mittels einer detaillierten Betrachtung der Wirkung der variierbaren Einflussgrößen Helligkeitsverteilung, Lichtfarbe und Beleuchtungsstärke ist es möglich, veränderliche Lichtsituationen (Lichtszenarien) zu entwerfen, die den Anforderungen bezüglich Tätigkeitsart, Aktivierung und Wohlbefinden gerecht werden. …
So können für Büroanwendungen Lichtszenarien erstellt werden, die ergonomisch sinnvoll sind und sich darrüber hinaus positiv auf das Wohlbefinden auswirken. Kunstlicht kann dabei als Stimulans eingesetzt werden, und zwar im Rahmen der büroüblichen Beleuchtungssysteme und ohne Erhöhung des Energieverbrauchs.“

Dr.-Ing. Susanne Fleischer

10 Nachwort

Die Lichttechnik muss sich interdisziplinär öffnen und die wichtige Bedeutung von Licht für das (Über)Leben der Menschen klarmachen. Licht ist mehr als nur Beleuchtung von Räumen und Gegenständen. Licht ist ein Lebenselixier, und wir alle müssen den Mut haben, diese gesellschaftlich so wichtige Rolle des Lichts in unserem Alltag intensiv zu erläutern und Lichtideen und -lösungen schaffen, die die Menschen gesund halten, motivieren und begeistern.

11 Literatur

Begemann
Begemann, S.H.A; van den Beld, G.J.; Tenner, A.D.: „Daylight, Artificial light, and people in an office environment“, Advances in occupational Ergonomics and safety I (1996), S. 192-198
Bodmann
Bodmann, H.W. u.a.: „Lichttechnische und ergonomische Gütekriterien der Einzel-
platzbeleuchtung im Büro“ Schriftenreihe der Bundesanstalt für Arbeitsschutz Fb 712 1995
Brainard
Brainard G. C.; Bernecker C. A.: „The effects of light on human physiology and behaviour“, 1995 CIE Conference New Delhi
Çakir
Çakir, A.; Çakir, G.: „Licht und Gesundheit:
Eine Untersuchung zum Stand der Beleuchtungstechnik in deutschen Büros“, ERGONOMIC Institut für Arbeits- und Sozialforschung, 3. erweiterte Auflage, Berlin Januar 1998
Çakir
Çakir, A.; Çakir G.: „Neue Europäische Norm für die ergonomische Gestaltung der Arbeitsumgebung bei Büroarbeit mit Bildschirmgeräten“, LICHT 2000, Tagungsband, S. 404-415
CIE DS
CIE DS 008.3/E „Lighting of Indoor Workplaces“, CIE Draft Standard, 2001
CIE-97
CIE, „Maintenance of indoor electric lighting systems“, Publ. Nr. 97, 1992
CIE x015
CIE, „Proceedings of the First CIE Symposium on Lighting Quality“, 9.-10.5.98, Ottawa
Dehoff 1
Dehoff, P.; Schmits, P.: „Bürobeleuchtung: Erkenntnisstand aus Theorie und Praxis“, LiTG Sondertagung „Licht im Büro“ am 24.9.97, Schriftenreihe der Bundesanstalt für Arbeitsschutz, Tb 85 1998, S. 67 – 88
Dehoff 2
Dehoff, P.: „Zum Stand der Innenraumbeleuchtung – ein Überblick“, Licht 2000, Tagungsband S. 40-51 und in Licht, Heft 8/2001, S. 602-609
DIN1
DIN 5035 Teil 1 Beleuchtung mit künstlichem Licht: Begriffe und allgemeine Anforderungen, Normenausschuß für Lichttechnik, Juni 1990
DIN 2
DIN 5035 Teil 2 Beleuchtung mit künstlichem Licht: Begriffe und allgemeine Anforderungen, Normenausschuß für Lichttechnik , September 1990
DIN 7
DIN 5035 Teil 7, Innenraumbeleuchtung mit künstlichem Licht: Beleuchtung von Räumen mit Bildschirmarbeitsplätzen und mit Arbeitsplätzen mit Bildschirmunterstützung, Normenausschuß für Lichttechnik , September 1988
DIN 7E
E DIN 5035 Teil 7, Innenraumbeleuchtung mit künstlichem Licht: Beleuchtung von Räumen mit Bildschirmarbeitsplätzen und mit Arbeitsplätzen mit Bildschirmunterstützung, Normenausschuß für Lichttechnik , Entwurf Oktober 2001 (überarbeitete Fassung)
DIN 8
DIN 5035 Teil 8, Spezielle Anforderung zur Einzelplatzbeleuchtung in Büroräumen und büroähnlichen Räumen, Normenausschuß für Lichttechnik, Mai 1994
Ehrenstein
Ehrenstein Ehrenstein, W.: „Licht ist der stärkste Zeitgeber des Menschen“, Therapiewoche 43,21 (1993), S. 1198-1205
Ehrenstein W.: „Circadian lighting systems“, International Lighting Review, 1995, 2, S. 64-67
Fisch
Fisch, J.: Licht und Gesundheit – Das Leben mit optischer Strahlung, Maschinen- u. Metall-Berufsgenossenschaft (Hrsg.), 2000
Fleischer 1
Fleischer, S.; Krueger, H.; Schierz, C.: Forschungsvorhaben ‚Harmonisches Licht‘. Neue Ansätze zur Kombination von Tageslicht und Kunstlicht“, Licht 98, Tagungsband, S. 300-307
Fleischer 2
Fleischer, S.; Krueger, H.; Schierz, C.: „Zeitliche und örtliche Veränderungen in der Helligkeitsverteilung in Büroräumen“, Licht 2000, Tagungsband, S. 587-592
Fleischer 3
Fleischer, S.: „Die psychologische Wirkung veränderlicher Kunstlichtsituationen auf den Menschen“, Dissertation an der ETH Zürich, Nr. 14033
Gall
Gall, D. u.a.: „Einzelplatzbeleuchtung und Allgemeinbeleuchtung am Arbeitsplatz“ Schriftenreihe der Bundesanstalt für Arbeitsschutz Fb 753 1996
Hentschel
Hentschel, H.-J.: „Bevorzugte Leuchtdichtebereiche in der Innenbeleuchtung“, Licht 5, 1990, S. 404-411
Hofmann
Hentschel, H.-J.: „Bevorzugte Leuchtdichtebereiche in der Innenbeleuchtung“, Licht 5, 1990, S. 404-411
IESNA
Illuminating Engineering Society of North America: „The IESNA Lighting Handbook“ 9th edition, 2000
ISO 6
DIN EN ISO 9241 Teil 6, „Ergonomische Anforderungen für Bürotätigkeiten mit Bildschirmgeräten – Leitsätze für die Arbeitsumgebung“
ISO 7
DIN EN ISO 9241 Teil 7, „Ergonomische Anforderungen für Bürotätigkeiten mit Bildschirmgeräten – Anforderung an visuelle Anzeigen bezüglich Reflexionen“
ISO 11
DIN EN ISO 9241 Teil 11, „Ergonomische Anforderungen für Bürotätigkeiten mit Bildschirmgeräten – Leitsätze“
Kaase
Kaase, H.; Kloss, S.H.; Müller, T.; Rosemann, A.; Serick, F.: „Arthelio“, Licht 3/2000, S. 326-331
Kramer 1
Kramer, H.: „Glaubensfrage Lichtqualität“, Professional Lighting Design Nr. 8, 4/1999, S. 36-41
Kramer 2
Kramer, H.: Die acht Gebote guter Lichtgestaltung“, Licht 98, Tagungsband, S. 438-446
Krueger
Krueger H.: „Wahrnehmung und Befindlichkeit ins richtige Licht gesetzt“, Licht 94 in Interlaken, Tagungsband, S. 13-26
Küller
Küller R.; Wetterberg L.: „Melatonin, cortisol, EEG, ECG and subjective comfort in healthy humans: impact of two fluorescent lamp types at two light intensities“, LR & T 25 (1993), S. 71-81
Lange
Lange, H.: „Handbuch der Beleuchtung“, ecomed-Verlag, einschließlich 7. Ergänzungslieferung 3/00
Leibig
Leibig, J.: „Beleuchtung von Räumen mit Bildschirmen“, LICHT2000, Tagungsband, S. 237-244
LiTG13
LiTG Publikation Nr. 13: „Der Kontrastwiedergabefaktor CRF – ein Gütemerkmal der Innenraumbeleuchtung“ 1991
Loe
Loe, D.L.; Rowlands, E.: „The art and science of lighting: A strategy for lighting design“, LR&T 28 (1996), S. 153-164
Moore-Ede
Moore-Ede, M.: „Die 24-Stunden Gesellschaft, Heyne Verlag, 1993
Neumann
Neumann, S.: „Rahmenbedingungen für die Planung der Beleuchtung im Arbeitssystem Büro“, LICHT2000, Tagungsband, S. 228-236
OFFICE 21
Bullinger, H.-J.; Bauer, W.; Kern, P.; Zinser, S.: „Zukunftsoffensive OFFICE 21, Büroarbeit in der dotcom-Gesellschaft“, vgs Verlagsgesellschaft 2000
OTTI
Symposien Innovative Lichttechnik in Gebäuden 1 bis 7, jeweils im Januar
prEN 12464
Beleuchtung von Arbeitsstätten in Innenräumen, Entwurf der CEN TC 169 WG2, August 2001 (nur intern)
Range
Range, H. D.: „Beleuchtung von Bildschirmarbeitsplätzen, Stellungnahme zum anerkannten Stand der Technik“, Licht 3/98, S. 204-209
Schierz
Schierz C.; Krueger H.: „Wahrnehmung und Bewertung künstlich beleuchteter Räume“, Licht 96, Tagungsband, S. 392-401
Schmitz 1
Schmits, P. W.: „Wieviel Licht braucht das Büro?“, Licht + Architektur, 2/1999, S. 54-59
Schmitz 2
Schmits. P.: „Arbeitsstättenbeleuchtung in Deutschland nach der EN 12464 – ein Ausblick“, LICHT2000, Tagungsband, S. 416-420
Symp 1
Erstes Symposium Licht und Gesundheit, Berlin, 25.2.00, Tagungsband
Symp 2
Zweites Symposium Licht und Gesundheit, Berlin, 22. und 23.2.01, Tagungsband
VDI Entwurf VDI 6011 Blatt 1: „Optimierung von Tageslichtnutzung und künstlicher Beleuchtung“, VDI-Verlag, 2001
Zulley Zulley, J.: Wirz-Justice, A.: „Lichttherapie“, S. Roderer Verlag, 1999

© 2001 Dipl.-Ing. Peter Dehoff

Haben Sie Fragen oder Anmerkungen?

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.

Kategorien