Wie kommen empfohlene Beleuchtungsstärken zustande und wie viel CO2 kosten sie uns?

Autor

Ahmet Cakir

Kurzfassung

Beleuchtungsnormen dienen dazu, Regelungen für die Beleuchtung von Arbeitsstätten und sonstigen Umgebungen festzulegen. In der Regel konzentrieren sie sich darauf, bestimmte Werte für die Beleuchtungsstärke anzugeben. Der Detaillierungsgrad der Angaben erweckt den Anschein, die Werte seien Ergebnis systematischer Untersuchungen, wenn nicht wissenschaftlicher Studien. Dies ist nach vielen Untersuchungen und Veröffentlichungen nicht der Fall. Sie werden in Gremien frei ausgehandelt. Um Licht zu erzeugen, wurden im Jahre 2002 1.000 Großkraftwerke betrieben, die 1775 Millionen Tonnen CO2 produziert haben.

Beitrag

In vielen Ländern der Erde existieren Normen und sogar Vorschriften, die die Beleuchtung insbesondere von Arbeitsstätten festlegen. Der in ihnen veröffentlichte Anspruch ist sehr hoch. Beispielsweise gibt die für die europäischen Länder (EU- und EFTA-Länder) erarbeitete Norm (EN 12464-1, deutsche Ausgabe) folgendes an:

„Diese Europäische Norm legt keine Anforderungen an die Beleuchtung von Arbeitsstätten im Hinblick auf den betrieblichen Arbeitsschutz fest und wurde nicht im Anwendungsbereich von Artikel 137 der Europäischen Verträge erarbeitet, obwohl die lichttechnischen Anforderungen, die in dieser Norm enthalten sind, üblicherweise auch die Anforderungen im Hinblick auf Sicherheit erfüllen.“

Diese recht bescheidene Einschränkung ist allerdings nur erzwungenermaßen eingefügt worden, weil die Norm ansonsten wegen der in Europa geltenden Arbeitsschutzvorschriften gar nicht hätte zustande kommen können. Konsequenterweise fehlt sie in der ansonsten sehr ähnlichen Norm ISO 8995/CIE S 008. Dort heißt es im Geltungsbereich:

„This standard specifies lighting requirements for indoor work places and for people to perform the visual tasks efficiently, in comfort and safety throughout the whole work period.“ Das heißt, die Norm sorgt dafür, dass man in der gesamten Arbeitszeit effizient, komfortabel und sicher arbeitet. Da für ISO-Normen die europäische Gesetzgebung nicht gelten soll, obwohl die ISO stets bemüht ist, keine Normen entstehen zu lassen, die Gesetzen, wo auch immer, widersprechen könnten.

Wie werden die Anforderungen festgelegt? Dazu sagt DIN EN 12464-1 folgendes aus:

„Die Anforderungen an die Beleuchtung werden bestimmt durch das Erfüllen folgender Bedürfnisse:

• Sehkomfort, er vermittelt den arbeitenden Menschen das Gefühl des Wohlbefindens und trägt so indirekt zu einer hohen Produktivität bei,
• Sehleistung, sie ermöglicht den arbeitenden Menschen, Sehaufgaben auch unter schwierigen Umständen und über längere Zeit auszuführen,
• Sicherheit.“

Wer solche Angaben macht, müsste mit dem entsprechenden Instrumentarium arbeiten, um für die gesamte Arbeitswelt Vorgaben zu begründen. Wo findet man die Grundlagen für die Festlegungen in den Normen?

Wir sind dieser Frage nachgegangen und die einfachste Fragestellung überprüft, die Grundlagen der Festlegung der Beleuchtungsstärke in den Normen. Diese gehört nach Aussage und Inhalt der Normen wie EN 12464-1 zu den primären Zielen der Normung:

„Für die Umsetzung einer guten Beleuchtung sind zusätzlich zur erforderlichen Beleuchtungsstärke weitere quantitative und qualitative Gütemerkmale der Beleuchtung zu berücksichtigen.“

Und woran bestimmt sich die „erforderliche“ Beleuchtungsstärke? Da man Beleuchtung erstellt, um die Sehobjekte sichtbar zu machen, würde jeder annehmen, das Kriterium wäre Sehleistung. Auch wenn es kaum jemand glauben mag, es steht Schwarz auf Weiß geschrieben, dass Sehleistung als Argument nicht tauge. Vom jemandem, der seinerzeit die Richtung der Normung vorgegeben hat, Prof. Dietert Fischer. In einem Artikel aus dem Jahre 1970 begründet er, warum man die Sehleistung nicht als Grundlage für die Auslegung der Beleuchtung heranziehen sollte. Hier seine Begründung, die einer Erklärung darüber folgt, dass die Sehaufgaben unterschiedlich seien und daher Untersuchungen zur Sehleistung keine brauchbaren Ergebnisse geliefert hätten.:

Man muss also „subjektive“ Bewertungen heranziehen. Da solche Untersuchungen früher (vor 1970) stattgefunden hatten, musste man nur eins und eins zusammen zählen. So wurden eine Reihe von Untersuchungen zusammengeworfen, um zu einer „optimalen“ Beleuchtungsstärke zu kommen. Erschienen ist das Ganze nicht etwa im „Journal der unwiederholbaren Experimente“, sondern im Organ der Lichttechnischen Gesellschaft Deutschlands.

Das Ergebnis unserer Recherchen ist zusammengefasst in einer Veröffentlichung vom Jahre 2006 „Basis der Festlegung von Beleuchtungsstärkewerten in Beleuchtungsnormen“. In dieser Studie wurde die Entstehungsgeschichte der in Beleuchtungsnormen festgelegten Werte für Beleuchtungsstärken untersucht. Diese Werte werden seit 1935 in diversen Normen festgelegt, z.B. in DIN-Normen in Deutschland oder in Regelwerken der IESNA in den USA. Anders als vielfach geglaubt wird, ließ sich keine wissenschaftliche Basis für sie finden. Dies wurde vor etwa 20 Jahren durch Krochmann und Kirsch in einem Forschungsbericht der Bundesanstalt für Arbeitsschutz festgestellt. Später hat ein anderer weltweit anerkannter Fachmann der Lichttechnik, Peter Boyce, die angebliche Begründung der geforderten Beleuchtungsstärken als Märchen bezeichnet, das erfunden worden ist, um die auf Vereinbarungen der lichttechnischen Fachkreisen beruhenden Werte mit (angeblichen) Fakten zu unterfüttern. Den Artikel von Fischer hat Boyce nicht erwähnt, weil er sich auf die amerikanische Szene konzentriert hat. Vielleicht wäre ihm bei Kenntnis dessen Begründung ein noch schärferer Titel eingefallen.

In der Tat hat es nicht an Versuchen gefehlt, die Sehleistung als Begründung heranzuziehen. Aus einem solchen Ansatz kann man aber allenfalls sehr weite Bereiche für die Empfehlung der Beleuchtungsstärke wie 400 lx bis 4.000 lx oder ähnlich ableiten. Für die Büroarbeit ließe sich allenfalls ein Wert von etwa 100 lx begründen, wenn überhaupt. Boyce hat die von der IESNA für die USA festgelegten Werte über mehrere Jahrzehnte zusammen gestellt und gezeigt, dass sie eher durch das politische und ökonomische Umfeld bedingt waren denn durch Sehleistung oder durch irgend einen anderen objektivierbaren Faktor. Der große Traum, eine Leistungssteigerung bei der Arbeit durch höhere Beleuchtungsstärken nachzuweisen, war eigentlich schon in den 1920ern ausgeträumt. Ende der 90er Jahre hat sich ein deutsches Forscherteam, das das Sick-Building Syndrome untersuchen wollte, an die Aufgabe gemacht, die Gesundheitsstörungen in Bürogebäuden durch eine Verdoppelung der Beleuchtungsstärken zu mindern. Der ansonsten sehr mitteilsame Forschungsbericht schweigt sich zu dem Ergebnis allerdings vielsagend aus.

Die neuesten Normen für Beleuchtungstechnik (DIN EN 12464-1 und DIN 5035-7) haben die alten Werte zum größten Teil zahlenmäßig gleich übernommen, daraus aber einen nie zu unterschreitenden Wert in gleicher Höhe abgeleitet. Dies bedeutet eine Steigerung um mindestens 20% für gleiche Arbeitsplätze. Für Büros mit Arbeitsplätzen in Fensternähe wurde die Beleuchtungsstärke faktisch verdoppelt, obwohl die meisten Mitarbeiter die künstliche Beleuchtung ihrer Arbeitsplätze eher für zu hell als zu dunkel halten. Für manche Arbeitsplätze, z.B. für solche in Schaltwarten wurden die Beleuchtungsstärken verdoppelt, obwohl dort üblicherweise viele Licht empfindliche aktive Anzeigen benutzt werden. Für eine lange Liste von Arbeitsplätzen ergeben sich erhebliche Erhöhungen für Beleuchtungsstärken, ohne dass ein erkennbarer Grund hierfür vorliegt.

Zwar kann man theoretisch eine Planung nach der Norm DIN EN 12464-1 so durchführen, dass man die neuen höhere Werte nur in einem begrenzten Bereich der Sehaufgabe vorsieht und damit mit der Energie sparsam umgeht. In Deutschland versucht man aber diese Bereiche auf alle Flächen im Arbeitsraum ausdehnen, auf denen sich ein Mitarbeiter aufhalten kann. Da dies mit Hilfe von Normen nicht gelang, versucht man es mit Hilfe des Arbeitsschutzes. Hierzu haben die Berufsgenossenschaften Regeln und Informationsschriften erarbeitet, deren Ziel es ist, möglichst große Teile von Arbeitsräumen mit hohen Beleuchtungsstärken zu beaufschlagen. Da die dazu erarbeiteten Konzepte, die aus dem mittlerweile offiziell als unverträglich mit EN 12464-1 anerkannten DIN 5035-7 stammen, nicht in die Neufassung von EN 12464-1, die im Jahre 2011 erscheinen soll, eingebracht werden konnten, versucht man halt, die Norm durch ein „Nationales Vorwort“ auszuhebeln. Dort steht sinngemäß geschrieben, dass die Norm den Regelwerken des Arbeitsschutzes nicht entspricht. Dummerweise sind die Festlegungen in diesen ebenso gut begründet wie die Festlegungen von Beleuchtungsstärken, nämlich überhaupt nicht.

Angesichts der Tatsache, dass etwa 40% der in Bürohäusern verbrauchten elektrischen Energie für Beleuchtung aufgewendet wird, scheint es bei der derzeitigen Situation der Umweltproblematik unsinnig, nicht begründete (und vermutlich nicht begründbare) Erhöhungen des Energieaufwands durch Änderungen in der Normung einführen zu wollen. Dass mindestens 20% allein durch eine verbale Umwidmung eines Begriffs (!) herbeigeführt werden sollen, stellt vermutlich einen einmaligen Vorgang im Umgang mit dem Stand der Wissenschaft und Technik dar, den die normierten Werte nach Meinung Vieler darstellen.

Da man sich mittlerweile von den seit 1935 gültigen Gütemerkmalen der Beleuchtung verabschiedet hat, wird künftig die Qualität der Beleuchtung weitgehend an der Beleuchtungsstärke gemessen werden. Diese mit unbegründeten Maßnahmen zu erhöhen in einer Zeit, in der man die Energieeffizienz von Gebäuden zu einem Politikum machen musste, kann sich bitter rächen, weil man beiden Anforderungen zusammen nur mit Leuchtensystemen genügen kann, die kaum jemand akzeptieren wird.

Die Bemühungen des ERGONOMIC Institutes, die Quellen für die Festlegungen zu finden, waren nicht die ersten. Bereits in den 1970er Jahren hatten deutsche Leuchtenhersteller einen Auftrag hierzu vergeben. Im Rahmen dieses Auftrags sollten Begründungen der Beleuchtungsstärkewerte in den Normen gesucht werden. Gefunden wurde nichts – bzw., was man bereits kannte. Später wollte die CIE ermitteln, ob in verschiedenen Ländern der Erde Vorschriften für die Beleuchtung gibt, deren Ziel eine bessere Arbeitssicherheit wäre. Im CIE-Report 103/2 “Industrial Lighting and Safety at Work” (1993) wird berichtet, dass 14 Länder angegeben hätten, Vorschriften zur Beleuchtung von Arbeitsplätzen zu haben. Kein einziges Land aber hat angegeben, worauf denn diese beruhten.

Evan Mills von Lawrence Berkeley Laboratory, USA, und  Nils Borg von International Association for Energy-Efficient Lighting, Schweden, haben die Frage der Beleuchtungsstärke und deren Festlegung in Normen aufgegriffen, als die erste Fassung von EN 12464-1, erschienen in 2002, vorbereitet wurde. (Mills, E. and Borg, N. 1999. „Trends in Recommended Lighting Levels: An International Comparison“. Journal of the Illuminating Engineering Society 28(1):155-163.) Sie haben Festlegungen in 14 Ländern untersucht und miteinander verglichen. Sie stellten fest, dass sich die Niveaus für ein bestimmtes Land für eine bestimmte Tätigkeit zwischen den 1930er Jahren und 1970er Jahren etwa verzehnfacht hatten. Danach sind sie aber nicht weiter gestiegen, oder sie sind wieder zurück gegangen.

Während man für einen solchen Trend noch Erklärungen finden kann, wird man kaum einen Reim auf einen weit interessanteren Aspekt machen können: Nach Aussagen der Autoren unterschieden sich die Vorgaben für diverse Büroarbeiten um den Faktor 3 bis 7, um dan Faktor 2 bis 3 für Schulen. Die Vorgaben für Bildschirmarbeitsplätze reichten von 75 lx bis 500 lx, was damals nach der „Nennbeleuchtungsstärke“ berechnet wurde. Mit der Einführung von EN 12464-1 wurden daraus 500 lx Wartungsbeleuchtungsstärke (also ca. 25 % mehr). In Deutschland wurden aus 300 lx Nennbeleuchtungsstärke an Tageslichtarbeitsplätzen (schätzungsweiße 60 % der Büroarbeitsplätze) 500 lx Nennbeleuchtungsstärke, also mehr als eine Verdoppelung.

Dennoch waren die Vorgaben von EN 12464-1 nicht etwa die höchsten, wie das folgende Bild zeigt.

(Anm.: Die roten Linien wurden zur visuellen Verstärkung der Angabe eingefügt.)

Auch diese Studie beweist, dass die Festlegungen der (vorgeblich) wichtigsten Größe der Beleuchtung von Arbeitsstätten freihändig erfolgt.Sie war nicht die erste ihrer Art, bereits im Jahre 1987 veröffentlichte Boyce seine Meinung darüber:“ These recommendations are based on consensus among committee members, and are notorious for their weak link to published research (Boyce, 1987).“ Diese findet sich auch in der späteren Literatur, das Zitat stammt aus Veitch 1996. (Jennifer A. Veitch and Guy R. Newsham: Determinants of Lighting Quality II: Research and Recommendations“. Sie hat dieses Zitat bis in die jüngste Zeit wiederholt. Dass die Begründungen für die Festlegungen besser unterfüttert seien als die Preisbestimmung im Basar, sei der Fairness halber nicht behauptet. Vielleicht findet sich doch jemand, der sie nachliefert.

Die „grüne“ Seite der hier behandelten Münze, freihändige und Hersteller freundliche Festlegung von Beleuchtungsstärken, hat der Autor Mills in einer weiteren Studie „The $230-billion Global Lighting Energy Bill“ recht drastisch dargestellt. Um Licht zu erzeugen wird weltweit 1775 Millionen Tonnen CO2 erzeugt. Dafür wurden im Jahr 2002 1.000 große Kraftwerke betrieben.

Die Bemühungen der EU zur Energieffizienz, die zum Glühlampenverbot geführt haben, sollen laut dem ehemaligen Umweltbundesminister Gabriel dazu führen, ein kleines Kraftwerk einzusparen. Das sind wahre Größenordnungen!