![\"Lichttechnische_Groessen_Zusammenhang\"](\"http:\/\/www.lichtundgesundheit.de\/cyberlux\/wp-content\/uploads\/2014\/03\/Lichttechnische_Groessen_Zusammenhang.png\" "\\"Lichttechnische_Groessen_Zusammenhang\\"")
<\/a><\/p>\nBild 1 Umrechnung der lichttechnischen Grundgr\u00f6\u00dfen<\/p>\n
Bild 1 zeigt eindeutig, dass die lichttechnischen Grundgr\u00f6\u00dfen keine im Sinne der Basisgr\u00f6\u00dfen des SI-Systems sind. Wenn man die Lichtst\u00e4rke (SI-Einheit) kennt, die eine strahlende Fl\u00e4che in einer bestimmten Richtung abstrahlt, kann man daraus ihre Leuchtdichte berechnen bzw. ableiten. Das\u00a0 tut man gerne in der Leuchtentechnik, weil die Messung der Leuchtdichte einer Leuchte eine unendlich m\u00fchsame Angelegenheit ist. Man misst die Lichtst\u00e4rke, nimmt an, dass die Leuchte in der Richtung eine bestimmte (leuchtende) Fl\u00e4che aufweist – und berechnet die Leuchtdichte in cd\/m2<\/sup>.<\/p>\n Zwar ist die so entstehende Zahl nur unwesentlich aussagef\u00e4higer als die Raumnummer des Labors, in dem gemessen wird, man freut sich, dass man eine Messgr\u00f6\u00dfe hat.<\/p>\n W\u00e4hrend der Schaden durch die falsche Messung – eigentlich Berechnung – der Leuchtdichte von Leuchten – noch begrenzt bleibt, f\u00fchrt die missverstandene Grundgr\u00f6\u00dfe Beleuchtungsst\u00e4rke zu wesentlich schlimmeren Irrt\u00fcmern, weil auch lichttechnische Laien damit umgehen m\u00fcssen. Wie noch gezeigt wird, bleiben die Probleme nicht auf Laien beschr\u00e4nkt.<\/p>\n Hier soll lediglich auf ein allgemein bekanntes Beispiel hingewiesen werden, was f\u00fcr Folgen aus solchen Irrt\u00fcmern erwachsen k\u00f6nnen. Das Beispiel sind Autoscheinwerfer, von denen die unangenehmen Spezies – Dr\u00e4nglerlicht – jeder kennt, der nachts unterwegs ist. Vielmehr m\u00fcsste man sagen, jeder kannte, weil man mittlerweile eine halbwegs gute L\u00f6sung gefunden hat. Die Lampen, denen der Volksmund diesen Namen gegeben hat, sind Xenon-Entladungslampen, die zuerst von Autoherstellern benutzt wurden, deren Kundschaft einen erheblichen Anteil menschlicher Spezies umfasst, der eine \u201esportliche\u201c Fahrweise pflegt. Womit eigentlich ein r\u00fccksichtsloses Fahrverhalten gemeint ist.<\/p>\n Wieso durften die neuen Lampen blenden, obwohl der Staat keine Ausr\u00fcstung von Fahrzeugen erlaubt, die nicht nach Vorgaben geltender Gesetze gepr\u00fcft sind? Und diese sind zum erheblichen Teil \u00e4lter als fast die ganze Bev\u00f6lkerung, m\u00f6glicherweise \u00e4lter als die Bundesrepublik. Die Antwort ist einfach, aber nicht anschaulich: Das Dr\u00e4nglerlicht blendet nicht!<\/p>\n Um dies zu verstehen, muss man wissen, wie Blendung im Stra\u00dfenverkehr begrenzt wird. Die Gesetze schreiben vor, dass die Scheinwerfer eines Autos in bestimmten Richtungen nur eine bestimmte Lichtst\u00e4rke abstrahlen d\u00fcrfen, damit die Blendung ertr\u00e4glich bleibt. Diese wird mit sehr aufw\u00e4ndigen Messeinrichtungen gemessen und ist Voraussetzung f\u00fcr die amtliche Zulassung eines Scheinwerfers und somit eines Automodells.<\/p>\n Die gemeinte Blendung ist die sog. \u201ephysiologische\u201c Blendung. Diese soll nach Fachmeinung eine Funktion der Lichtst\u00e4rke sein. Also begrenzt der Gesetzgeber die Lichtst\u00e4rke. Und dann? Warum wird man bei den neuen Lampen mehr geblendet? Weil die Blendempfindung nicht eine physiologische Blendung sein soll, sondern eine \u201epsychologische\u201c. In die Schublade \u201epsychologisch\u201c legt der Techniker alles ab, was er nicht versteht. Dummerweise wissen auch die einschl\u00e4gigen Wissenschaften keinen Rat. Was man wei\u00df, ist, dass man diese Art Blendung nicht an der Physiologie des Menschen feststellen kann.<\/p>\n Zu dem Thema hat die Fachmeinung vor Jahrzehnten ausgesagt, die \u201epsychologische\u201c Blendung sei eine Funktion der Leuchtdichte. Ein Blick auf Bild 1 verr\u00e4t, dass die Leuchtdichte und die Lichtst\u00e4rke 100% proportional sind. Anders ausgesagt, wenn ich die Lichtst\u00e4rke eines Objektes kenne, muss ich nur noch seine Fl\u00e4che messen, um die Leuchtdichte zu berechnen.<\/p>\n Dummerweise steigt die Lichtst\u00e4rke linear mit der Fl\u00e4che an, und damit auch die Leuchtdichte. In die Berechnung der \u201epsychologischen\u201c Blendung geht die Leuchtdichte aber mit dem Quadrat ein. Da die neuen Lampen sehr viel kompakter sind als die alten Halogengl\u00fchlampen, sind die Scheinwerfer sehr viel kleiner geworden, bei entsprechend hoher Leuchtdichte. D.h. sie st\u00f6ren, obwohl sie den gesetzlichen Vorgaben gen\u00fcgen.<\/p>\n Unsere Probleme werden mit der zunehmenden Verbreitung von LEDs im Stra\u00dfenverkehr weiter zunehmen, weil auch die hilfsweise anwendbaren Verfahren zur Bewertung der \u201epsychologischen\u201c Blendung bei LEDs nicht greifen. Was man aber bereits jetzt erleben kann, ist die Tatsache, dass z.B. die einst nachts m\u00fchsam zu erkennende Beleuchtung von Fahrr\u00e4dern jetzt bei helllichtem Tage blendet. Das Tagfahrlicht von vielen Autos ohnehin.<\/p>\n Die Beleuchtungsst\u00e4rke ist definiert als der Lichtstrom, der auf eine Fl\u00e4che auftrifft, geteilt durch die Gr\u00f6\u00dfe dieser Fl\u00e4che (Bild 1). Diese Definition weist diese Gr\u00f6\u00dfe als eine Intensit\u00e4t aus. Dass sie nicht einfach \u201eLichtintensit\u00e4t\u201c genannt wird, h\u00e4ngt damit zusammen, dass auch die Lichtst\u00e4rke eine Intensit\u00e4t ist. Da das Wort Intensit\u00e4t auch in der Physik vorkommt, bewahrt ein getrennter Begriff vor Fehlinterpretationen, sofern man es schafft, ihn zu begreifen.<\/p>\n Da dies offenbar schwerf\u00e4llt, gibt es grafische Abbildungen, die die Gr\u00f6\u00dfe begreifbar machen sollen. Eine Bildersuche im Internet mit dem Suchbegriff ergibt etliche tausend Fundstellen. Wenn man eine der seri\u00f6sesten und ohne Zweifel fachkundigsten Quellen absucht (Begriffserkl\u00e4rungen von Osram),\u00a0 findet man folgende Illustration:<\/p>\n Bild 2 Erkl\u00e4rung der Gr\u00f6\u00dfe Beleuchtungsst\u00e4rke (Quelle OSRAM, Schweiz, Lichtlexikon, download am 13. Dezember, 2013)<\/p>\n \u00c4hnliche Abbildungen lassen sich an vielen Stellen finden, so auch bei Ver\u00f6ffentlichungen des Autors. In den meisten F\u00e4llen unterscheiden sie sich in der \u201eSch\u00f6nheit\u201c der Lichtquelle. Niemand kommt auf die Idee, dass diese Darstellung gar nicht stimmen kann, weil bei den eingezeichneten geometrischen Verh\u00e4ltnissen die Intensit\u00e4t der Strahlung an den Ecken des Quadrats eine ganz andere ist als in der Mitte, weil der Abstand anders ist.<\/p>\n Hinzu kommt, dass man die Beleuchtungsst\u00e4rke definitionsgem\u00e4\u00df in einer Ebene misst. Sie ist n\u00e4mlich ein Vektor. So wird man mit einem Beleuchtungsst\u00e4rkemesser die angegebene Gr\u00f6\u00dfe nur in der Mitte des Quadrats messen k\u00f6nnen, selbst wenn der Lichteinfall \u00fcberall die gleiche Intensit\u00e4t bes\u00e4\u00dfe.<\/p>\n Wer die Illustration korrekter zeichnen m\u00f6chte, nimmt anstelle des Quadrats ein Kugelsegment. Ob die Sache dadurch anschaulicher wird f\u00fcr einen, dem sie erkl\u00e4rt werden soll, ist zu bezweifeln. Den korrekten Sachverhalt, der auch der Definition von Beleuchtungsst\u00e4rke entspricht, zeigt Bild 3:<\/p>\n Bild 3 Laboreinrichtung zur korrekten Messung der Beleuchtungsst\u00e4rke<\/p>\n Allerdings f\u00e4llt dieses Bild anschaulich aus bestenfalls f\u00fcr Leute, die in solchen Umgebungen gearbeitet haben. Es macht aber klar, was die Beleuchtungsst\u00e4rke in Wirklichkeit ist, eine Laborgr\u00f6\u00dfe, deren Erl\u00e4uterung selbst Fachleuten schwerf\u00e4llt (Anm.: Bild 2 wird f\u00fcr Trainingszwecke eingesetzt), und von Laien noch weniger begriffen werden kann.<\/p>\n Die Beleuchtungsst\u00e4rke ist demnach bereits im Labor keine Grundgr\u00f6\u00dfe, wenn dann ist es die Lichtst\u00e4rke, denn das in Bild 3 eingezeichnete Photometer misst diese.<\/p>\n Die Gr\u00f6\u00dfe Beleuchtungsst\u00e4rke wird in der Beleuchtungstechnik eingesetzt, um den Lichteinfall an einem Punkt des Raumes zu charakterisieren. F\u00fcr Beleuchtungsnormen ist sie die Gr\u00f6\u00dfe schlechthin, wie man aus der g\u00fcltigen Norm f\u00fcr die Beleuchtung von Arbeitsst\u00e4tten unschwer ablesen kann: \u201eGute Beleuchtung bedingt, dass zus\u00e4tzlich zu den geforderten Beleuchtungsst\u00e4rken quantitative und qualitative Anforderungen erf\u00fcllt werden“ (DIN EN 12464-1:2011-8).<\/p>\n Ob das, was gefordert wird, eine sinnvolle Charakterisierung der Lichtsituation darstellt, muss man sich die Forderung n\u00e4her ansehen. Anders als in Bild 3, also der Laborsituation, f\u00e4llt in einer Arbeitsumgebung aus mehreren Quellen aus unterschiedlichen Positionen auf einen Punkt. Die Gr\u00f6\u00dfe Beleuchtungsst\u00e4rke dient dazu, ihre Beitr\u00e4ge zusammenzufassen (Bild 4):<\/p>\n Bild 4 Quellen, die die gleiche Beleuchtungsst\u00e4rke ergeben<\/p>\n In Bild 4 sind zwei Quellen eingezeichnet, die die gleiche Beleuchtungsst\u00e4rke in der (grau) eingezeichneten Ebene ergeben. Es k\u00f6nnen auch viele andere aus verschiedensten Richtungen kommen. Die Beleuchtungsst\u00e4rke ist unter bestimmten Bedingungen immer die gleiche.<\/p>\n Welche Bedeutung besitzt eine so berechnete Gr\u00f6\u00dfe? Wenn man die Energiemenge berechnen will, die an dem betreffenden Punkt auftrifft, ist es tats\u00e4chlich ohne Belang, aus welcher Richtung das Licht kommt, so dass die resultierende Menge an einfallender Energie gleich ist. Damit nimmt man der Beleuchtungsst\u00e4rke den Vektorcharakter weg, sie hat nur noch eine Richtung. Das ist die Richtung der Ebene. Man spricht von der Horizontalbeleuchtungsst\u00e4rke, wenn man in der horizontalen Ebene misst, und von der Vertikalbeleuchtungsst\u00e4rke, wenn die Messung in der vertikalen Ebene erfolgt.<\/p>\n Ist damit die Wirkung des Lichts hinreichend charakterisiert? Wie Bild 5 zeigt, kann davon keine Rede sein. Die Objekte in diesem Bild sind einmal mit diffusem Licht beleuchtet und einmal mit gerichtetem (streifendem) Licht.<\/p>\n Bild 5 Erscheinungsbild von Schrift bei unterschiedlichem Lichteinfall<\/p>\n Man nimmt also einen m\u00f6glicherweise gro\u00dfen Fehler in Kauf, wenn man auf der Basis von Beleuchtungsst\u00e4rke arbeitet. Dieser wird je kleiner, umso unempfindlicher die Sehaufgabe gegen\u00fcber der Lichteinfallsrichtung ist. Dies ist z.B. weitgehend der Fall bei \u00fcblichem B\u00fcropapier, das mit matter Tinte beschriftet ist. Bereits Bleistiftschrift auf mattem Papier wird schlechter lesbar bei gerichtetem Lichteinfall. Die Gesamtwirkung hat Hartmann vor \u00fcber 30 Jahren sogar quantifiziert (Bild 6)<\/p>\n Bild 6 Informations\u00fcbertragung in bit\/s in Abh\u00e4ngigkeit vom Glanzgrad des Papiers und der Druckfarbe (nach Hartmann, 1977)<\/p>\n Man hat in der Praxis nicht immer einen Einfluss auf die optische Beschaffenheit des Sehguts, u.a. weil sie nach anderen Gesichtspunkten gew\u00e4hlt wird als nach der Verarbeitung an einem Arbeitsplatz und nur begrenzte Wahlm\u00f6glichkeiten existieren. So setzt hochqualitativer Druck mit bester Aufl\u00f6sung und Farbwiedergabe eine gl\u00e4nzende Oberfl\u00e4che des Datentr\u00e4gers voraus. Ein weiterer Grund besteht darin, dass man z.B. bei Illustrierten nicht zwischen Seiten mit Fotos und mit Text w\u00e4hlen kann oder will. Maschinenteile m\u00fcssen zuweilen aus funktionellen Gr\u00fcnden glatte Oberfl\u00e4chen aufweisen.<\/p>\n Die in Bild 5 und Bild 6 illustrierten Effekte fallen je nach Art der Beleuchtung sehr unterschiedlich aus. So vermeidet man unerw\u00fcnschten Glanz mit gro\u00dffl\u00e4chiger Beleuchtung mit entsprechend geringer Leuchtdichte (z.B. Leuchtdecke). Die gleiche Beleuchtungsst\u00e4rke wie die Leuchtdecke l\u00e4sst sich mit Direktbeleuchtung und effizienten Lampen mit hoher Leuchtdichte zu einem Bruchteil der Kosten erzielen. Leider kann man dann nur einen Bruchteil der Arbeitsr\u00e4ume mit Arbeitspl\u00e4tzen belegen, wie man in den Beleuchtungsnormen und sonstigen Empfehlungen der lichttechnischen Industrie lesen kann.<\/p>\n Die Bevorzugung der Gr\u00f6\u00dfe Beleuchtungsst\u00e4rke in der Beleuchtungstechnik kaschiert somit die mangelhafte Eignung mancher Beleuchtungsarten. Es handelt sich dabei um einen Versuch, trickreich die Physik des Lichtes zu umgehen. Dieser funktioniert dort, wo die notwendigen Voraussetzungen n\u00e4herungsweise gegeben sind, hinreichend gut. Diese sind insbesondere matte Oberfl\u00e4chen f\u00fcr das Sehgut und dessen Umgebung sowie eine ebene Oberfl\u00e4che. Genau genommen funktioniert das Ganze nur mit Proben aus Bariumsulfat, wie sie im Labor benutzt werden.<\/p>\n Ein besonders t\u00fcckisches Problem des Hantierens mit Beleuchtungsst\u00e4rken wird wirksam, wenn das Sehobjekt nicht eben ist. Betrachtet man z.B. einen Ball auf dem Fu\u00dfballrasen und berechnet dessen Kontrast aus dem Verh\u00e4ltnis der Reflexionsgrade (das Beispiel stammt aus einer nicht mehr g\u00fcltigen LiTG-Schrift), erh\u00e4lt man einen doppelt so gro\u00dfen Wert, weil das Licht, das auf die vom Beobachter aus gesehene R\u00fcckseite f\u00e4llt, f\u00fcr diesen unsichtbar bleibt. Bei dem in Bild 7 angedeuteten Beispiel w\u00fcrden sich die Beleuchtungsst\u00e4rken der beiden Scheinwerfer addieren, wenn man der Logik des Umgangs mit dieser Gr\u00f6\u00dfe folgt. Das tun sie nur f\u00fcr einen Beobachter, der von oben auf den Ball schaut und nur auf dem h\u00f6chsten Punkt auf dem Ball.<\/p>\n Bild 7\u00a0 Ein Ball, der von zwei Seiten beleuchtet wird.<\/p>\n Was ein Beobachter von dem Sehobjekt Ball sieht, h\u00e4ngt insbesondere davon ab, aus welcher Richtung dieser den Ball betrachtet. Ist sein Auge auf der linken Seite unter dem Scheinwerfer platziert, sieht er einen gelblichen Mond. Wenn es auf der Gegenseite platziert ist, sieht er einen bl\u00e4ulichen Mond, allerdings keinen, der gleichm\u00e4\u00dfig ausgeleuchtet wird. Blickt der Beobachter von vorne auf den Ball, sieht er je nach Aufstellung der beiden Scheinwerfer von zwei Mondsicheln in gelb und blau bis zu zwei Halbmonden in diesen Farben.<\/span><\/p>\n Addieren tun sich die Wirkungen der beiden Scheinwerfer lediglich auf dem obersten Punkt, und das auch hinsichtlich der Mischung der Farben. In Wirklichkeit kann es sogar vorkommen, dass das Licht aus der entgegensetzten Richtung das Sehen eher st\u00f6rt als f\u00f6rdert. Der Effekt wird bei jeder halbwegs guten Kamera ber\u00fccksichtigt (Einstellung Gegenlichtaufnahme), nur nicht bei der Berechnung der Beleuchtungsst\u00e4rke.<\/span><\/p>\n Wenn solche Probleme auf die Sportst\u00e4tten beschr\u00e4nkt blieben, m\u00fcsste man nicht allzu viele Worte dar\u00fcber verlieren. Leider ist dem nicht so. Den Zustand, der den Beleuchtungstechnikern als Grundlage dient, gibt es fast nur im Labor, nachdem dessen Vorbild (Blatt Papier vor dem Sachbearbeiter auf dem B\u00fcrotisch) weitgehend Historie geworden ist. Sehr h\u00e4ufig ist Arbeitsgut dreidimensional, und auch die meisten Gegenst\u00e4nde in Arbeitsumgebungen sind so. F\u00fcr diese nutzen die Vorstellungen wie Horizontal-, Vertikal- oder zylindrische Beleuchtungsst\u00e4rke nichts, weil Licht nur geradeaus fliegt. Am schlimmsten trifft es die Bewertung des Tageslichts, wie unten dargelegt wird.<\/span><\/p>\n Die in den Bildern 2 und 3 als theoretische Konstrukte dargestellte Beleuchtungsst\u00e4rke wird in der Beleuchtungstechnik in unterschiedlicher Art und Weise benutzt. So wird h\u00e4ufig von \u201eBeleuchtungsst\u00e4rke\u201c gesprochen, wenn die sog. Horizontalbeleuchtungsst\u00e4rke gemeint ist. Allerdings ist der angegebene Wert ein Mittelwert \u00fcber den betrachteten Raumteil und w\u00fcrde daher den Laborvorstellungen entsprechen, wenn die Lichtquellen gleichm\u00e4\u00dfig \u00fcber die Decke verteilt w\u00e4ren (Bild 8).<\/p>\n Bild 8 Lichteinfall in die Arbeitsebene bei gleicher Beleuchtungsst\u00e4rke aber unterschiedlich verteilten Lichtquellen<\/span><\/p>\n Sofern das Sehobjekt flach in der Arbeitsebene liegt und vollkommen matt ist, k\u00f6nnen die entstehenden Sehverh\u00e4ltnisse als gleich angenommen werden, ohne dass der Unterschied der Beleuchtungen bedeutsam wird. Beleuchtet man hingegen dreidimensionale Objekte wie einen menschlichen Kopf, wird man an den drei eingezeichneten Stellen (Bild 8 rechts) sehr unterschiedliche Bilder sehen. Bei einem Kopf, der mit der Nase nach rechts gesehen wird, wird links das Gesicht schr\u00e4g von oben beleuchtet, rechts der Hinterkopf. Befindet sich der Kopf in der Mitte, werden nur die Haare und die Nasenspitze beleuchtet. (Was man leider in vielen Hotelbadezimmern erlebt, besonders prickelnd, wenn man sich rasieren muss.)<\/p>\n<\/div>\n Um diesem Umstand Rechnung zu tragen, wird die sog. Vertikalbeleuchtungsst\u00e4rke definiert. Diese wird, wie der Name andeutet, in einer vertikalen Ebene gemessen (Bild 9)<\/p>\n So sehr man sich \u00fcber den sog. Vertikalanteil der Beleuchtungsst\u00e4rke freut,\u00a0 allzu viel bedeutet sie nicht bei dreidimensionalen Sehobjekten. Wenn man sich drei K\u00f6pfe an den drei Pfeilen in Bild 8 vorstellt (Bild 10), bedeutet eine h\u00f6here Vertikalbeleuchtungsst\u00e4rke lediglich einen flacheren Lichteinfall. Viel mehr ist es nicht.<\/p>\n Bild 10 Lichteinfall auf ein dreidimensionales Objekt<\/p>\n Was man von den drei K\u00f6pfen \u00fcberhaupt beleuchtet sieht, h\u00e4ngt zudem von der Beobachterposition ab. Wer von links in gleicher Augenh\u00f6he die drei K\u00f6pfe betrachtet, wird von dem ersten nichts sehen, vom zweiten einen Hinterkopf, der von unten nach oben heller wird, und von dem rechten Kopf den Hinterkopf etwa gleichm\u00e4\u00dfig hell. Befindet sich der Beobachter rechts, wird er vom ersten Kopf auf seiner Seite nichts sehen, wenn\u00a0 kein Streulicht da ist. Auch bei Streulicht sieht er nur wenig, wie man bei jeder Gegenlichtaufnahme erleben kann. Beim mittleren Kopf wird er einen Teil der Haare beleuchtet sehen, das Gesicht optisch verfremdet mit tiefen Schatten um die Augen und einer langen Nase. Nur der linke Kopf wird etwa \u201enormal\u201c beleuchtet erscheinen.<\/p>\n Um die Wirkung auf ein dreidimensionales Objekt treffend bestimmen zu k\u00f6nnen, m\u00fcsste man f\u00fcr jede Beobachterposition eine entsprechende Ebene der Vertikalbeleuchtungsst\u00e4rke angeben. Da dies allenfalls bei einer B\u00fchnenbeleuchtung sinnvoll getan werden kann, hat man eine Gr\u00f6\u00dfe definiert, die allgemein benutzt werden kann, die \u201ezylindrische\u201c Beleuchtungsst\u00e4rke. Dies ist zwar eindeutig definiert, jedoch k\u00f6nnen sich nur wenige etwas darunter vorstellen. ( Auf der Oberfl\u00e4che eines senkrecht stehenden fiktiven Zylinders als Bezugsfl\u00e4che gemessene Beleuchtungsst\u00e4rke (Formelzeichen Ez<\/sub>))<\/p>\n<\/div>\n Da das Problem antizipiert wurde, hat man diverse grafische Abbildungen geschaffen, um die Gr\u00f6\u00dfe zu erkl\u00e4ren. Die vermutlich verst\u00e4ndlichste von ihnen ist in Bild 11 wiedergegeben.<\/p>\n Das Bild ist vermutlich deswegen gut verst\u00e4ndlich, weil der Zeichner den angestrebten Sinn der so definierten Gr\u00f6\u00dfe (Gesichter sichtbar machen) in das Bild integriert hat. Leider ist ihm dabei ein Fehler unterlaufen, der aber nicht dem Zeichner anzulasten ist: Eingezeichnet ist die halb-zylindrische Beleuchtungsst\u00e4rke, weil die hintere H\u00e4lfte fehlt. Allerdings handelt es sich nicht um einen Fehler des Zeichners, sondern um die Fragw\u00fcrdigkeit der definierten Gr\u00f6\u00dfe. F\u00fcr das Erkennen des abgebildeten Gesichts sind die eingezeichneten Lichteinf\u00e4lle (Pfeile mit der Bezeichnung Ev<\/sub>) wichtig, w\u00e4hrend ein Lichteinfall aus der hinteren H\u00e4lfte eher sch\u00e4dlich w\u00e4re. Warum dann eine Definition, die den Lichteinfall rundherum einbezieht?<\/p>\n Wie sehr solche Vorstellungen selbst Fachleute in die Irre f\u00fchren k\u00f6nnen, kann man an ihren Taten erkennen. So hat eine hochkar\u00e4tige Expertengruppe in ASR A3.4, das ist das vom Arbeitsministerium ver\u00f6ffentlichte Regelwerk f\u00fcr die sicherheitsgerechte Beleuchtung von Arbeitsst\u00e4tten, Werte f\u00fcr die Vertikalbeleuchtungsst\u00e4rke empfohlen, was im Prinzip sehr zu begr\u00fc\u00dfen ist. Allerdings m\u00fcsste dazu die Ebene angegeben werden, die man im Regelwerk vergeblich sucht.<\/p>\n Wie dieser Fehler entstanden ist, kann man verstehen, wenn man den Vorg\u00e4nger der Regel ASR A3.4, BGR 131 (BG-Regel Nat\u00fcrliche und k\u00fcnstliche Beleuchtung von Arbeitsst\u00e4tten), analysiert. Dort wurde die sog. zylindrische Beleuchtungsst\u00e4rke angegeben, deren Definition unten gezeigt wird. So richtig das Bem\u00fchen auch war, so erfolglos ist es geblieben, weil nur wenige Planer in der Lage sind, diese Gr\u00f6\u00dfe zu verstehen. Deswegen musste sie ersetzt werden durch eine ann\u00e4hernd gleichwertige Gr\u00f6\u00dfe,\u00a0 die Vertikalbeleuchtungsst\u00e4rke. Da die zylindrische wie die horizontale keine Angabe der Messebene ben\u00f6tigt, wurde in der neuen Vorschrift halt diese vergessen. Eine Grundgr\u00f6\u00dfe, die zu einem nicht ausf\u00fchrbaren Regelwerk f\u00fchrt, bedeutet sicherlich eine nie erreichte Qualit\u00e4t.<\/p>\n Die \u201ezylindrische\u201c Beleuchtungsst\u00e4rke, wie sie definiert und oben erl\u00e4utert wurde, ist mit R\u00fccksicht auf die Unberechenbarkeit der Sehgeometrie (Beleuchtung – Sehobjekt – Beobachter) entstanden. Wenn sich Menschen in einem gro\u00dfen Raum befinden und andere Menschen bzw. Objekte aus beliebigen Richtungen betrachten wollen, kann man mit Hilfe der zylindrischen Beleuchtungsst\u00e4rke die Sehverh\u00e4ltnisse etwa \u00fcberschl\u00e4gig vorhersagen. Dort, wo man diese recht genau bestimmen m\u00f6chte, z.B. bei einer Theaterb\u00fchne mit einseitigem Aufbau der Zuschauerr\u00e4nge, liefert nur die halb-zylindrische Beleuchtungsst\u00e4rke hinreichend gute Information. (Anm.: Diese Information ist nur hinreichend f\u00fcr die allgemeine Situation. Kommt es auf einzelne Gesichter oder Objekte an, bedient sich der B\u00fchnenbeleuchter ganzer Scheinwerferbatterien.)<\/p>\n In kleinen Arbeitsr\u00e4umen, und das ist f\u00fcr den gr\u00f6\u00dften Teil deutscher B\u00fcros der Fall) liefert die zylindrische Beleuchtungsst\u00e4rke in Raummitte h\u00f6here Werte als in Wandn\u00e4he, weil aus der Richtung der W\u00e4nde wenig Licht einf\u00e4llt. Die Sichtbarkeit von Gesichtern, das Hauptargument f\u00fcr die zylindrische Beleuchtungsst\u00e4rke, kann aber dort besser sein, wenn das Gegenlicht fehlt oder gering ausf\u00e4llt. Wer also mit dieser Gr\u00f6\u00dfe hantiert, z.B. um einen Arbeitsraum nach ASR A3.4 zu beurteilen, kann Fehler in mehreren Hinsichten begehen.<\/p>\n W\u00e4hrend man in fr\u00fcheren Normen (z.B. DIN 5035-2) Beleuchtungsst\u00e4rken f\u00fcr den ganzen Raum bzw. f\u00fcr Teile davon angab, die mit Hilfe einer eigens daf\u00fcr geschaffenen Norm (DIN 5035-6) gemessen wurden, differenzieren heutige Normen (z.B. DIN EN 12464-1) zwischen dem Bereich der Sehaufgabe, f\u00fcr die die Anforderungen gelten, dem unmittelbaren Umgebungsbereich um die Sehaufgabe herum, und dem Hintergrundbereich.<\/p>\n Die Begr\u00fcndung steht zwar nicht unmittelbar klar beschrieben in der neuen Norm, man kann sie aber zuverl\u00e4ssig aus den Zielsetzungen der Normen ableiten. So war das Ziel von DIN 5035 vorwiegend Allgemeinbeleuchtung zu erstellen, bei der \u00fcberall die gleiche Beleuchtungsqualit\u00e4t herrschen sollte. Daher ist eine Messung gem\u00e4\u00df DIN 5035-6 folgerichtig. Hingegen gelten die Anforderungen von 12464-1 f\u00fcr den Bereich der Sehaufgabe. Daraus werden die Anforderungen f\u00fcr die Umgebung abgeleitet, mit dem Ziel, dass diese so beleuchtet sein muss, dass die beiden Bereiche miteinander harmonieren. Der an den Umgebungsbereich angrenzende Bereich (Hintergrundbereich genannt) muss (sic!) mit einem Wartungswert der Beleuchtungsst\u00e4rke von 1\/3 des Wertes f\u00fcr den unmittelbaren Umgebungsbereich beleuchtet werden.<\/p>\n So weit, so gut. Bis hierher entspricht das Konzept der Daumenformel 10:3:1 f\u00fcr die Leuchtdichten f\u00fcr die Sehaufgabe, deren Umgebung und den Hintergrund. Aber die Illustration des Konzepts in der Norm DIN EN 12464-1 zeigt deutlich , dass die Autoren der Norm an etwas anderes gedacht haben m\u00fcssen als an Beleuchten, um das Sehen (der Aufgabe) zu erm\u00f6glichen (Bild 12)<\/p>\n Bild 12 Darstellung der Bereiche, f\u00fcr die unterschiedliche Anforderungen gelten (DIN EN 12464-1:2011, S. 11)<\/p>\n Der in diesem Bild fehlende Beobachter kann, wenn er nicht gerade Stiel- oder Facettenaugen hat, nur den Bereich vor ihm sehen. Da er sich f\u00fcr die Erledigung einer Aufgabe im unmittelbaren Umgebungsbereich aufhalten muss, k\u00f6nnen die Anforderungen nur f\u00fcr den Raum vor ihm gelten, was hinter ihm ist, ist aus dieser Sicht vollkommen egal. Trotzdem ergibt sich die Beleuchtungsst\u00e4rke f\u00fcr den jeweiligen Bereich aus der Mittelung \u00fcber die gesamte Fl\u00e4che. Unsinniger kann man ein Konzept kaum illustrieren.<\/p>\n<\/div>\n Oder doch? Das Bild 13 zeigt die Messpunkte f\u00fcr die Beleuchtungsst\u00e4rke nach ASR A3.4, einem Regelwerk, f\u00fcr das gilt: \u201eDie Technischen Regeln f\u00fcr Arbeitsst\u00e4tten (ASR) geben den Stand der Technik, Arbeitsmedizin und Arbeitshygiene sowie sonstige gesicherte arbeitswissenschaftliche Erkenntnisse f\u00fcr das Einrichten und Betreiben von Arbeitsst\u00e4tten wieder.\u201c<\/p>\n Auch hier werden Beleuchtungsst\u00e4rken auf Stellen, die sich definitiv hinter dem Benutzer befinden, in die Berechnung der Beleuchtungsst\u00e4rke einbezogen. Sogar die Stelle, auf der der Beobachter sitzt, muss ber\u00fccksichtigt werden. Eine Steigerung des Unsinns findet dadurch statt, dass auch die Beleuchtungsst\u00e4rke am Ort des eingezeichneten Bildschirms mit in die Berechnung eingeht. Bekanntlich leuchten die Bildschirme selber, und deren Inhalt wird durch Beleuchten mit Sicherheit nicht besser erkennbar.<\/p>\n Die Beleuchtungsst\u00e4rke ist nicht nur keine Basisgr\u00f6\u00dfe oder eine Grundgr\u00f6\u00dfe, sondern bereits im Laborfall eine abgeleitete. Anders als im Lichtlabor wird in der Praxis die \u201eBeleuchtungsst\u00e4rke\u201c nicht etwa direkt gemessen, sondern aus einer mehr oder weniger gro\u00dfen Zahl von Einzelmessungen errechnet. Selbst in Regelwerken, die Stand der Technik, Arbeitsmedizin und Arbeitshygiene sowie sonstige gesicherte arbeitswissenschaftliche Erkenntnisse angeben, kann man nicht nur fragw\u00fcrdige, sondern sogar nachweislich falsche Angaben zu deren Berechnung finden, so auch in der „Technische Regel ASR A3.4“, die das Bundesarbeitsministerium ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n Die Beleuchtungsst\u00e4rke ist eine Vektorgr\u00f6\u00dfe, aus der man mehr oder weniger geschickt und verst\u00e4ndlich weitere Gr\u00f6\u00dfen ableitet – z.B. die Horizontalbeleuchtungsst\u00e4rke, Vertikalbeleuchtungsst\u00e4rke oder zylindrische Beleuchtungsst\u00e4rke – um sie handhabbar zu machen. Diese Gr\u00f6\u00dfen, die viele (lichttechnische) Laien verstehen m\u00fcssten, weil sie damit umgehen m\u00fcssen, bleiben, wie in diesem Beitrag demonstriert, auch\u00a0 bei \u201eExperten\u201c weitgehend unverstanden, wenn nicht h\u00e4ufig missverstanden. Die eigentliche Ursache hierf\u00fcr liegt darin, dass das Erfassen von Licht in technische Gr\u00f6\u00dfen sehr aufw\u00e4ndig betrieben werden m\u00fcsste, um der Natur von Licht gerecht zu werden. Da die Chancen hierf\u00fcr nicht schlecht stehen, sondern eher sehr schlecht, bem\u00fchen sich Fachleute, sich auf wenige Gr\u00f6\u00dfen zu beschr\u00e4nken.<\/p>\n Bedauerlicherweise k\u00f6nnen die verwendeten Gr\u00f6\u00dfen die Wirkungen des Lichts auf den Menschen nicht ansatzweise beschreiben. Im Falle der Beleuchtungsst\u00e4rke wurde in diesem Beitrag festgestellt, dass sie sogar Fachleute in die Irre f\u00fchren kann.\u00a0 Kein Wunder, dass in vielen L\u00e4ndern der Erde Vorschriften existieren, die die Beleuchtungsst\u00e4rke mit der Arbeitssicherheit\u00a0 in Verbindung bringen. Einen Nachweis wird man allerdings vergeblich suchen, was nicht verwunderlich ist. So gen\u00fcgen selbst die in diesem Beitrag umfangreich dargestellten „Beleuchtungsst\u00e4rken“ nicht, um manche Wirkung hinreichend gut zu beschreiben.<\/p>\n Kein Wunder, wenn man seit Jahrzehnten bestimmte Beleuchtungsst\u00e4rken f\u00fcr bestimmte Arbeiten verschreibt, ohne dass jemand eine Begr\u00fcndung finden kann. Dies wurde in einem anderen Beitrag dargestellt, die auf einer Studie des ERGONOMIC Institutes beruht (hier<\/a>)<\/p>\n Es ist seit langem \u00fcberf\u00e4llig, die Gr\u00f6\u00dfe der Beleuchtungsst\u00e4rke in der praktischen Anwendung fallen zu lassen. Dieser Schritt, in der Stra\u00dfenbeleuchtung bereits vor Jahrzehnten vollzogen, wird in der Innenbeleuchtung gescheut, weil die einen – Hersteller – ihre Leistung \u00fcber die Gr\u00f6\u00dfe verkaufen, und die anderen – z.B. Arbeitssch\u00fctzer – eine leicht messbare Gr\u00f6\u00dfe haben wollen. Die wesentlich aussagef\u00e4higere Gr\u00f6\u00dfe, Leuchtdichte, war noch viel umst\u00e4ndlicher zu messen als die Beleuchtungsst\u00e4rke. Das hat sich mit der neuen DIN EN 12464-1 ge\u00e4ndert, die Beleuchtungsst\u00e4rken an der Decke und ihre Gleichm\u00e4\u00dfigkeit vorschreibt. Diese zu messen ist eine wahre Kunst.<\/p>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Autor Ahmet E. Cakir Beitrag Kurzfassung Die Beleuchtungsst\u00e4rke wird seit fast 90 Jahren in Regelwerken wie Normen oder Leitlinien als wichtigste lichttechnische Gr\u00f6\u00dfe behandelt und als Grundgr\u00f6\u00dfe bezeichnet. 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Ist die Beleuchtungsst\u00e4rke eine Grundgr\u00f6\u00dfe?<\/h1>\n
Beleuchtungsst\u00e4rke – Definition und Beschreibung<\/h3>\n
<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\nBeleuchtungsst\u00e4rke in der Beleuchtung<\/h2>\n
<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\nBeleuchtungsst\u00e4rke und nicht ebene Objekte<\/h2>\n
<\/a><\/p>\nZu den Begriffen um die Beleuchtungsst\u00e4rke<\/h2>\n
<\/a><\/p>\n<\/a><\/div>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/div>\n
\num das Sehobjekt herum errechnet. (Quelle: Trilux, leicht bearbeitet)<\/div>\nBerechnung von Beleuchtungsst\u00e4rken in DIN EN 12464-1<\/h2>\n
<\/a><\/p>\n<\/a><\/div>\nFazit<\/h1>\n