Was ist das Tageslichtäquivalent?

Seit man weiß, dass das Licht eine bestimmte biologische Wirkung auslöst, nämlich die Unterdrückung der Melatoninproduktion, suchte man nach einem Maß hierfür.

Nicht jedes Licht beeinflusst die körperliche Melatoninproduktion in dem gleichen Maße. Die Wirkung hängt stark mit dem Blaugehalt des Lichts zusammen. Um dies zu berücksichtigen, werden alle lichttechnischen Größen, so auch die Beleuchtungsstärke, umgerechnet. Die neuen Größen heißen dann melanopisch.

Um von einer physikalischen Größe (z.B. Strahlungsintensität) die visuelle Wirkung zu berechnen, wird deren Spektrum mit dem jeweiligen Wert der V(λ)-Kurve multipliziert. Die so erhaltene Größe ist unabhängig von der Person und der Lichtfarbe.

Eine solche Umrechnung ist mit melanopischen Größen nicht möglich. Hierzu muss man das Alter der Person und die spektrale Verteilung des Lichts berücksichtigen. Für eine Person mit 32 Jahren und eine Beleuchtung mit einer Farbtemperatur von 6504 K ist 100 Lux, visuell = 100 Lux  melanopisch. Bei älteren Menschen ist die Wirkung geringer, bei jüngeren größer.

Die Umrechnung von Lux (visuell) in M-EDI (Melanopic Equivalent Daylight Illuminance) erfolgt auf der Basis der Farbtemperatur. Eine Lampe mit 2700K (Glühlampe, LED) ergibt etwas unter 50 melanopische Lux. Die Kurven zeigen für 4 LEDs das Ergebnis der Umrechnung. Das bedeutet, dass 100 lx von der jeweiligen Lampe erzeugt dem Skalenwert entsprechend viel circadiane Wirkung zeigt. So wirkt L. 1 bei 4000K wie 75 lx Tageslichtäquivalent.1Die Wirkgröße heißt ähnlichste Farbtemperatur, weil nur Festkörper Farbtemperaturen haben. Bei allen sonstigen Leuchtmitteln nimmt man die nächstbeste Temperatur. Daher "ähnlichste".

Ist der Mensch älter oder jünger als 32 Jahre, wird der so erhaltene Wert mit einem Korrekturfaktor multipliziert. Der unterscheidet sich auch noch nach Lichtfarbe. Im einfachsten Fall wird der Wert für 25-Jährige mit 1,052 multipliziert (gute Augen), für 90-Jährige mit 0,459.

So wird nicht nur die Berechnung der Beleuchtungsstärke zur hochkomplizierten Aufgabe, sondern auch die Angabe. Die sieht korrekterweise so aus:

Die obige Formel gibt die Mindestbeleuchtungsstärke für den Tag in Arbeitsstätten an. (v = vertikal, mel = melanopisch, D65 = Farbtemperatur 6504 K). Die ganze Formel ist als Bild eingesetzt, weil es keine Möglichkeit gibt, sie mit anderen Mitteln darzustellen. Bei Word muss man die Formelfunktion benutzen.

Wenn man so etwas Fundamentales wie die Wirkung des Lichts auf den Körper in Formeln fassen will, muss man sich wirklich bemühen. Bei der Wirkung des Lichts auf die Psyche sind wir von einer Formel weit entfernt.

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