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Von der Natur vorgegeben und daher gesundheitlich unbedenklich ist ein Nachahmen des natürlichen Tageslichtverlaufs über den Tag mittels künstlicher Beleuchtung. Räume für die Bildschirmarbeit gegenüber dem Tageslicht zu verdunkeln, sollte vermieden werden. Gut entblendete Bildschirmleuchten sowie eine günstige Position und Ausrichtung der Bildschirmarbeitsplätze machen dies in aller Regel möglich.
In vielen Fällen ist der Tageslichteintrag in den Gebäuden, in denen wir uns aufhalten, jedoch gering oder nicht vorhanden. Eine abgestimmte künstliche Beleuchtung, die wechselnde Farbtemperatur und Intensität des Tageslichts berücksichtigt, kann hier helfen, die innere Uhr richtig zu synchronisieren. Auch die Richtung, aus der das Licht auf unser Auge trifft, und die Flächigkeit der Lichtquelle sind hier maßgebliche Faktoren.
Wichtig für den Einsatz melanopisch wirksamer Beleuchtung ist immer, dass das richtige Licht zur richtigen Zeit eingesetzt wird. So kann zwar die Wachsamkeit durch Licht mit erhöhtem Blauanteil gesteigert werden, eine dauerhafte Beleuchtung mit solchem Licht führt aber letztendlich nicht zum gewünschten Effekt. Vielmehr soll die künstliche Beleuchtung zum richtigen Zeitpunkt unterstützen und eingreifen, jedoch immer genügend Entspannungsphasen zulassen.
Abbildung 1: Die melanopische Wirksamkeit des Lichts ist abhängig vom Einfallswinkel des Lichts, der Position und Größe der Lichtquelle, aber auch von den Raumflächen (Materialien), welche das Spektrum und die Beleuchtungsstärke reduzierend beeinflussen.
Durch sorgfältige Planung kann die positive Wirkung des Lichts auf den Menschen optimal zur Wirkung gebracht werden. Dabei kann eine künstliche Beleuchtung die Eigenschaften des Tageslichts nie vollständig kopieren, sondern sie dient dazu, wichtige Impulse zu geben.
Details zur Lichtplanung im Artikel: “Human Centric Lighting und Lichtplanung”
Auch für die Bewertung und Zertifizierung von Gebäuden erlangen die Aspekte des Human Centric Lighting und weitere Funktionen des Lichtmanagements zunehmend an Bedeutung und sie werden im Punkteschema einiger Zertifizierungssysteme berücksichtigt (Gebäudezertifizierung).
Essentiell ist auch die Einplanung geeigneter Lichtsteuerungssysteme, die circadiane Lichtabläufe realisieren können. Als in vielen Fällen ausreichende Mindestanforderung muss ein geeignetes Steuergerät hierfür die zeitliche Variation des Lichts, der Farbtemperatur und ggf. der Helligkeit in Anlehnung an das Tageslicht ermöglichen. Abhängig von der Anwendung können jedoch auch weitere Funktionen des Steuergeräts und der Bedienoberfläche gefordert sein (Lichtmanagement).
Häufig gefordert sind:
Abbildung 2: Beispiel eines melanopisch wirksamen Tagesverlaufs mit einer Dynamik in der Beleuchtungsstärke und der Lichtfarbe (mit dem Lichtmanagementsystem TRILUX LiveLink WiFi)
Ein Beispiel für einen circadianen Verlauf zeigt die Abbildung 2. Der gezeigte Verlauf orientiert sich am natürlichen Tageslicht und ist z. B. dazu geeignet, in räumlichen Bereichen ohne oder mit wenig Tageslicht eingesetzt zu werden. Der Verlauf der Farbtemperatur wirkt auf die innere Uhr sich dort dauerhaft aufhaltender Personen synchronisierend und kann ihren circadianen Rhythmus unterstützen.
In Räumen mit guter oder bereichsweise guter Tageslichtversorgung empfiehlt es sich dazu häufig, die melanopische Wirksamkeit mit einem energiesparenden Betrieb der Beleuchtung zu kombinieren. In der Norm DIN/TS 67600:2022 heißt es dazu: „Nichtvisuell wirksame Beleuchtung und Energieeffizienz stehen nicht im Widerspruch. Eine sinnvoll geplante Lichtsteuerung stellt eine hohe Effizienz des Gesamtsystems sicher.“ Das Lichtmanagement sollte dann neben der Variation der Farbtemperatur auch eine tageslichtabhängige Regelung vorsehen.
Ein Bezug der Farbtemperatur des Kunstlichts auf die gemessene Farbtemperatur des einfallenden Tageslichts ist hier eine weitere sinnvolle Option.
Ebenso ergeben sich für die einzusetzenden Leuchten spezifische Anforderungen. Damit Licht melanopisch wirksam sein kann, muss die spektrale Verteilung dem Tageslicht ähnlich sein. Um den Tagesverlauf nachbilden zu können, muss die Lichtfarbe der Leuchte stufenlos einstellbar – durchstimmbar – sein und den gesamten benötigten Farbtemperaturbereich abdecken.
Moderne Zweckleuchten aller Bauformen stehen heute dank der verwendeten LED‑Technologie mit nur geringem Mehraufwand mit fein abstimmbaren Farbtemperaturen und Spektren zur Verfügung. Im TRILUX‑Produktportfolio werden solche Leuchten als „Active“-Leuchten bezeichnet und sind durch den Namenszusatz „Act“ in der Leuchtenbezeichnung zu erkennen.
Da sich der melanopisch sensitive Bereich überwiegend im unteren Halbraum des Auges befindet, ist neben dem Spektrum und der Intensität auch der Einfall des Lichts von großer Bedeutung. Eine großflächige, diffuse Abstrahlung im oberen Halbraum begünstigt die melanopische Wirksamkeit. Flächenleuchten, aber auch Hängeleuchten mit hohem Indirektanteil, sind also besonders geeignet.
Abbildung 3: Vergleich unterschiedlicher Beleuchtungskonzepte in einem Büroraum zzgl. ihrer melanopischen Wirksamkeit MEDI(A) = E_v · MDER · k_mel(A) (vgl. MDER siehe Artikel “Circadianer Rythmus und innere Uhr”, Werte für a_mel,v siehe Abbildung 1)
• Bei einer Beleuchtungsstärke gemäß der Anwendung der in der Norm DIN EN 12464 1 eingeführten Kontextmodifikatoren auf 1.000 lx kann eine ausreichende aktivierende Wirkung auch für 50 jährige Nutzer vollständig erreicht werden.
• Bei gedimmtem Betrieb auf die minimale normgerechte Beleuchtungsstärke von 500 lx wird eine ausreichende aktivierende Wirkung für 32 jährige Nutzer weiterhin erreicht. Für 50 jährige Nutzer kann sie bei 500 lx nicht mehr erreicht werden.
Eine Beleuchtungsanlage wie in Abbildung 3d kann zusätzlich um direktstrahlende Komponenten (ggf. mit fester Farbtemperatur) ergänzt werden. Es muss dabei natürlich sichergestellt werden, dass auch die Unterstützung der Sehaufgabe am jeweiligen Arbeitsplatz sowie alle weiteren visuellen Kriterien der Beleuchtung jederzeit eingehalten werden.
Human Centric Lighting basiert auf einer interdisziplinären und integralen Planungsweise. Idealerweise in guter Abstimmung mit sämtlichen Fachplanern. Einen Ansatz hierzu beschreibt der Lighting System Design Prozess, welcher in der DIN CEN/TS 17165 „Licht und Beleuchtung – Planungsprozess für Beleuchtungssysteme“ veröffentlicht ist. Insofern ist es für ein gutes Planungsergebnis, mit Blick auf die Wirkung durch die Lichtlösung, essentiell notwendig, dass sich die Raumarchitektur mit der Lichtplanung im Detail abstimmt.
Anders als für die Erfüllung der meisten Sehaufgaben sind für die melanopische Lichtwirkung die vertikale Beleuchtungsstärke E_v und die Beleuchtungsstärke am Auge des Nutzers ausschlaggebend. Farbgebung und Reflexionsgrade im Raum sollten diese Verteilung unterstützen (siehe Beispiel im Artikel “Circadianer Rythmus und innere Uhr, Abbildung 1).
Um eine zielgerichtete, langfristige Wirkung auf den Menschen, seine Gesundheit, sein Wohlbefinden und seine Leistungsfähigkeit zu erzielen, muss die nicht visuelle Wirkung von Licht so früh wie möglich in den Planungsprozess mit einbezogen werden. Für den Planer bedeutet das, im Vorfeld die visuellen Rahmenbedingungen für den zukünftigen Nutzer der Beleuchtungsanlage zu berücksichtigen, danach zu planen und abschließend zu dokumentieren (siehe Abbildung 4).
Für den Entscheidungsprozess benötigt der Planer Informationen über:
Die folgenden Fragen geben einen Themenrahmen und sollte der verantwortungsvolle Planer für eine melanopische Beleuchtungsplanung beantworten können:
Handelt es sich um:
Wie alt sind die Nutzer im Durchschnitt?
In welcher Altersspanne?
Wie ist die Hauptblickrichtung des Nutzers?
Welche sicherheitsrelevanten Aspekte sind zu berücksichtigen?
Dauer des Aufenthalts:
Für welchen Zeitraum?
In Verbindung mit Schichtarbeit?
Ist Tageslicht vorhanden?
Wirkt sich die Einrichtung auf den MEDI aus?
Welche Abmessungen hat der Raum?
Abbildung 4: Für die Planung nach DIN/TS 67600 relevant
Bestandteil einer vollständigen Planung ist eine ausführliche Dokumentation. Diese macht die Planung auch nach Jahren nachvollziehbar und bildet die Grundlage für die Installation und Wartung. Die Dokumentation der Planung beinhaltet neben den allgemeinen Planungsparametern und Berechnungen folgende Angaben zur Berücksichtigung der nicht visuellen Wirkung:
Eine Checkliste sowie Anwendungsbeispiele finden sich in der DIN/TS 67600.
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