Gesundes Licht

Der Wechsel auf eine qualitativ gute LED-Beleuchtung lohnt sich allein schon aus gesundheitlichen Gründen. Bei der Planung einer Beleuchtungsanlage mit gesundem Licht sind drei Aspekte wichtig.

Biodynamische Beleuchtung

Schon in den 1950er-Jahren wurde das Schlafverhalten von Personen untersucht. Heute ist bekannt, dass der Mensch einem Tag-Nacht-Rhythmus unterliegt. Der sogenannte zirkadiane Rhythmus wird vom Sonnenlicht gesteuert. Ganglien-Zellen im unteren Bereich der Retina nehmen den tagsüber hohen blauen Lichtanteil wahr. Über das Hirn werden Hormone wie Serotonin ausgeschüttet. Dadurch wird der Körper aktiviert. Am späteren Nachmittag wird das Sonnenlicht wärmer, der Blauanteil nimmt ab. Das löst die Verbreitung von Melatonin aus, was den Körper ruhig werden lässt und auf den Schlaf vorbereitet.

Heute ist es möglich den Sonnenverlauf mit LED-Leuchten nachzuvollziehen. Dank dimmbaren LED-Leuchten mit verstellbarem weissem Licht (von kaltweiss bis warmweiss) und neuen Lichtsteuerungen können Farbe und Intensität der Beleuchtung im Tagesverlauf gezielt verändert werden.

Verbringen Menschen den ganzen Tag in Innenräumen, erhalten sie zu wenig Sonnenlicht. Das irritiert ihren Tag-Nacht-Rhythmus. Mit einer modernen Beleuchtung wird die Sonne sozusagen an den Arbeitsplatz geholt. Der hohe Blaulichtanteil am Vormittag und in der ersten Hälfte des Nachmittags fördert Konzentration, Aufmerksamkeit, körperliche und kognitive Leistungsfähigkeit und mildert Winterdepressionen. Das wärmere Licht am Nachmittag leitet eine Entspannung ein und unterstützt einen erholsamen Nachtschlaf.

Aus „Leitfaden Human Centric Lighting“ von licht.de. Der eingezeichnete Bogen stellt den Verlauf des Sonnenlichts im Sommer dar.

Die biodynamische Beleuchtung ist vor rund 10 Jahren zuerst in Altersheimen eingesetzt worden. Nun erobert sie Schritt für Schritt weitere Anwendungsbereiche. Die wirkungsvollsten Einsatzgebiete sind Räume, in denen sich Menschen den ganzen Tag über aufhalten: Arbeitsplätze, Schulen, Psychiatrien und Heime.

Altersgerechte Beleuchtung

Da sich die Augenlinsen mit zunehmendem Alter trüben, vermindert sich deren Lichtdurchlässigkeit. Die untenstehende Grafik zeigt, dass eine 50-jährige Person für die gleiche Sehleistung 50% mehr Licht benötigt als eine 20-jährige. 

Belegschaften wie auch Kunden werden aufgrund der demografischen Entwicklung im Durchschnitt älter. Der Lichtbedarf am Arbeitsplatz nimmt also zu. Bei einer insgesamt älteren Belegschaft ist es sinnvoll eine durchwegs höhere Lichtintensität einzustellen. Bei einer gemischten Belegschaft sollte die Helligkeit individuell einstellbar sein.

Flimmerfreie Beleuchtung

Flimmern entsteht infolge des Gleichrichtens der Netzspannung zur Speisung der LED-Leuchten. Das Betriebsgerät bringt die beiden Halbwellen der 50 Herz Wechselspannung in dieselbe Polarität. Dadurch schwellt die Spannung 100 Mal in der Sekunde von Null auf den Maximalwert an und fällt wieder auf Null ab.

Wechselspannung vor und nach dem Gleichrichten.

Dieser Wechsel wird auf elektronische Weise geglättet. Da die Glättung aber nicht vollständig ist, flimmert eine Leuchte mit 100 Herz.

Die rote Kurve zeigt die geglättete Spannung. Ein gutes Betriebsgerät glättet den Spannungsverlauf derart stark, dass das Flimmern nicht mehr wahrgenommen wird.

Flimmern bis 120 Herz wird bewusst wahrgenommen. Forschungen haben aufgezeigt, dass höherfrequentes Flimmern bis 400 Herz unbewusst wahrgenommen wird. Es wird als unangenehm empfunden und kann zu Unwohlsein, Kopfschmerzen und Sehstörungen führen. Flimmern über 400 Herz nimmt die Netzhaut nicht mehr wahr und ist somit unschädlich.

Eine weitere Ursache für Flimmern sind Dimmer mit Pulsweitenmodulation. Bei der Pulsweitenmodulation wird gleichgerichteter Strom z.B. in 500 Teile zerschnitten, was 2 Millisekunden lange Zeitabschnitte ergibt. Wird eine Leuchte auf 50% Leistung zurückgedimmt, liegt die Spannung nur während 1 Millisekunde an, fällt dann auf Null bis sie nach 1 Millisekunde wieder voll ansteigt und während einer weiteren 1 Millisekunde anliegt. Liegt die Frequenz dieser Pulse unter 400 entspricht auch dies einem wahrnehmbaren Flimmern.

In industriellen Betrieben kommt es zu Gefährdungen infolge stroboskopischer Effekte. Flimmernde Leuchten können im Zusammenwirken mit schnell drehenden oder sich hin- und herbewegenden Maschinenteilen zu Stroboskopeffekten führen. Hierbei verändert sich die Wahrnehmung des Bewegungsverlaufs, was zu gefährlichen Fehleinschätzungen führen kann.

Zur Erzielung einer guten Beleuchtungsqualität sind flimmerarme Leuchten und Dimmer zu wählen. Bei der Wahl der Komponenten einer Beleuchtungsanlage beachten wir diese Anforderung.