Leuchtdichteverteilung

Abbildung 3.16: Reflexionsgrade nach EN 12464-1 und erforderliche Leuchtdichteverhältnisse in Arbeitsstätten.

Abbildung 3.17: Grafiken zur Umrechnung von Beleuchtungsstärken E in Leuchtdichten L und umgekehrt bei Reflexionsgraden von 0,8 bis 0,1 von matt reflektierenden Oberflächen.

Für gute Sehbedingungen sowie aus psycho-physischen Gründen ist ein ausgewogenes Verhältnis der Leuchtdichten im Gesichtsfeld erforderlich.

Die Leuchtdichteverteilung im Gesichtsfeld bestimmt den Adaptationszustand, der wiederum die Sehleistung beeinflusst. Eine ausgewogene Adaptationsleuchtdichte wird benötigt zur Erhöhung der

  • Sehschärfe

  • Kontrastempfindlichkeit (Differenzierung von kleinen Leuchtdichteunterschieden des Sehdetails)

  • Leistungsfähigkeit der Augenfunktionen (wie Akkommodation, Konvergenz, Pupillenveränderung, Augenbewegungen usw.).

Die Leuchtdichteverteilung im Gesichtsfeld beeinflusst auch den Sehkomfort. Daher sollte Folgendes vermieden werden:

  • zu hohe Leuchtdichten, die Blendung verursachen können

  • zu hohe Leuchtdichteunterschiede, die durch ständige Umadaptation Ermüdung verursachen können und

  • zu niedrige Leuchtdichten bzw. zu niedrige Leuchtdichteunterschiede, die eine unattraktive, eher langweilige und daher wenig anregende Arbeitsumgebung schaffen.

Eine ausgewogene, also in bestimmten Grenzen gehaltene Leuchtdichteverteilung im Gesichtsfeld trägt ganz wesentlich zur Sehleistung und zum Sehkomfort bei. Extreme Leuchtdichteunterschiede im Gesichtsfeld bedeuten beim Blick in die Umgebung zusätzliche Adaptationsarbeit, die zu frühzeitiger Ermüdung und zu Konzentrationsschwächen und damit zu Sehfehlern führen kann. Bei großen Helligkeitsunterschieden können drohende Gefahren aus der Umgebung, z. B. in Industriehallen durch Annäherung von Fahrzeugen, Laufkränen mit Lasten usw., nicht rechtzeitig erkannt und daher darauf nicht rechtzeitig reagiert werden. Eine ausgewogene Helligkeitsverteilung im Gesichtsfeld unterstützt außerdem die Kommunikation mit der Arbeitsumgebung und den Menschen.

Die Leuchtdichte einer Oberfläche hängt vom Reflexionsgrad der Oberflächen und der Beleuchtungsstärke auf dieser Oberfläche ab. EN 12464-1 gibt dafür Intervalle für die Reflexionsgrade der Hauptflächen eines Arbeitsraumes an, die insbesondere für ausgedehnte industrielle und handwerkliche Arbeitsräume berücksichtigt werden müssen. Gerade in diesen und ähnlichen Fällen ist die ausgewogene Helligkeits- und Leuchtdichteverteilung im Gesichtsfeld besonders wichtig für die visuelle Leistungsfähigkeit. 

  • Decken: 0,7 bis 0,9 

  • Wände: 0,5 bis 0,8 

  • Boden: 0,2 bis 0,4

Der Reflexionsgrad von Oberflächen größerer Objekte, wie z. B. von Möbeln und Maschinen, sollte im Bereich von 0,2 bis 0,7 liegen.

Die Leuchtdichte L von Raumoberflächen lässt sich für vollkommen gestreut reflektierende (matte) Oberflächen berechnen nach der Formel:

Dabei ist E die Beleuchtungsstärke in lx auf der entsprechenden Oberfläche mit dem Reflexionsgrad ρ. Dazu sind folgende Punkte zu beachten (Abb.):

  • Die Reflexionsgrade der näheren Umgebung des Arbeitsgutes sollen so gewählt werden, dass sich zwischen Arbeitsfeld (Innfeld) und Umfeld keine größeren Leuchtdichteverhältnisse als etwa 3 : 1 ergeben. Die Aufmerksamkeit wird auf die Sehaufgabe konzentriert, wenn diese heller als die Umgebung ist.

  • Beleuchtungsart, Reflexionsgrade und Farbe ausgedehnter Flächen im Gesichtsfeld (im Wesentlichen Decke und Wände) sind so zu wählen, dass eine angenehme Leuchtdichteverteilung im Raum entsteht. Zu geringe Leuchtdichte- und Farbunterschiede bewirken einen monotonen Raumeindruck. Andererseits sollten größere Leuchtdichteverhältnisse als etwa 10 : 1 zwischen Arbeitsfläche und weiter entfernten ausgedehnten Flächen im Gesichtsfeld vermieden werden.

Aus den maximalen Leuchtdichteverhältnissen leiten sich die räumliche Ausdehnung des unmittelbaren Umgebungsbereichs um den Bereich der Sehaufgabe und deren in EN 12464-1 genormten Beleuchtungsstärken bzw. Leuchtdichten ab.

Ein Leuchtdichteverhältnis zwischen dem Bereich der Sehaufgabe (Innfeld) und dem (nahen) Umfeld von 10 : 3 (siehe auch Abb.) sind bei den in EN 12464-1 festgelegten Beleuchtungsstärkewerten und nicht zu extremen Unterschieden in den Reflexionsgraden im Allgemeinen realisierbar.

Leuchtdichteunterschiede zwischen dem Bereich der Sehaufgabe (Innfeld) und weiter entfernten, ausgedehnten Flächen im Gesichtsfeld von nicht mehr als 10 : 1 sind nur bei sorgfältiger Planung der Beleuchtung des gesamten Raumes, also auch der Bereiche außerhalb des unmittelbaren Umgebungsbereichs – eventuell aber auch nur mit zusätzlichen Beleuchtungseinrichtungen – zu erreichen.

In EN 12464-1 werden für die Hauptoberflächen, und zwar

  • für die Wände mindestens 50 lx mit einer Gleichmäßigkeit U0 von mindestens 0,10 und

  • für die Decke mindestens 30 lx mit einer Gleichmäßigkeit U0 von mindestens 0,10 empfohlen.

In einigen Bereichen, wie Lagerräumen mit Regalen, Stahlwerken, Bahnhöfen usw. kann wegen der Komplexität des Raumes von diesen Festlegungen angemessen abgewichen werden.

In Büros, Unterrichtsräumen, Krankenhäusern sowie Fluren und Treppen betragen die Werte für die Wände mindestens 75 lx und die Decke mindestens 50 lx, Gleichmäßigkeit 0,10.

Tabelle 3.3: Beispiele für die Beleuchtungsstärke E bzw. Leuchtdichte L im Bereich der Sehaufgabe (Innfeld) und ausgedehnter, weiter entfernter Flächen im Gesichtsfeld. Das in der Tabelle markierte Beispiel ist in Abbildung mit Pfeilen hervorgehoben.

Beispiel
In einer Werkshalle ist der Montagearbeitsplatz mit einem Reflexionsgrad der Sehaufgabe von 0,5 mit 500 lx beleuchtet. Die entfernten vertikalen Flächen, z. B. Regalflächen, mit einem Reflexionsgrad von etwa 0,3 müssen mindestens mit 83 lx beleuchtet werden, um eine ausgewogene Leuchtdichteverteilung zwischen dem Bereich der Sehaufgabe und dem entfernten Umfeld zu gewährleisten. In EN 12464-1 werden solche detaillierten Betrachtungen hinsichtlich der Leuchtdichteunterschiede nicht vorgenommen. Es wird unabhängig vom Reflexionsgrad der vertikalen Flächen im vorliegenden Fall eine vertikale Beleuchtungsstärke von mindestens 50 lx empfohlen.

Tabelle 3.4: Reflexionsgrade für Büroräume. Die geringfügigen Abweichungen zu den Reflexionsgradwerten in EN 12464-1 erklären sich dadurch, dass diese für alle Arten von Arbeitsstätten gelten. Dagegen sind die Werte dieser Tabelle den besonders sensiblen Sehverhältnissen in Räumen mit Bildschirmarbeitsplätzen angepasst.