Phantome, die unser Wissen beherrschen I

In dieser Reihe beschreibe und kommentiere ich Wissen, das man gerne als “überkommen” bezeichnet. Das negative Urteil stimmt aber nicht immer. Ähnlich häufig darf man das Wissen überliefert oder tradiert bezeichnen. Dieses Urteil fällt eher neutral aus. Manchmal handelt es sich dabei um Grundwissen, das man besser nicht in Frage stellt.

Viel Licht bedeutet mehr Helligkeit

Diese Vorstellung dürfte mehrere Jahrhunderte alt sein. Sie ist jedenfalls älter als die Lichttechnik. Was unsere Vorfahren aus Erfahrung wussten, setzt sich heute fort in dem Bestreben, immer mehr Beleuchtungsstärke in der Innenraumbeleuchtung zu fordern und zu installieren. Viele Menschen fühlen sich in so beleuchteten Räumen “geblendet”, was man aber leicht widerlegen kann. Ich habe erlebt, dass die gleichen Menschen, die aus mäßig beleuchteten Räumen mit etwa 200 lx in Räume zogen, die mit über 2000 lx beleuchtet waren, keinerlei Beschwerden hatten. Diese Beleuchtung war versehentlich so installiert worden. Der Arbeitgeber wollte die Beleuchtung reduzieren lassen, weil damals eine Norm besagte, in Räumen mit Bildschirmarbeit müsse die Beleuchtungsstärke zwischen 300 lx und 500 lx liegen. Die Nutzer der Räume waren aber zufrieden. So blieb die Beleuchtung, wie sie war.

An anderer Stelle fanden andere Nutzer aber bereits 300 lx “zu hell”. Ich staunte nicht schlecht, als ich Räume, die mit 80 lx beleuchtet waren, auf einen Schlag auf etwa 700 lx bringen wollte. Die Nutzer empfanden die neue Beleuchtung als “zu dunkel”. Wer solche Beurteilungen nur in Berichten liest, meint bestimmt, irgendetwas stimme da nicht. Ich habe die Räume aber selber eingerichtet und vermessen. Zu Beginn waren 80 lx installiert, die Beleuchtung wurde neu geplant und erzeugte nunmehr 700 lx, beide gemessen nach DIN 5035-6 mit frisch kalibrierten Messwerkzeugen. Zu dunkel bei 10-facher Beleuchtungsstärke?

Das ist kein Wunder, sondern sogar physikalisch erklärbar. Zudem steckt der Effekt hinter einer Faustformel, die man als Lichttechniker früh im Studium lernt. Sie lautet 10:3:1 und bedeutet ausgeschrieben: Die Leuchtdichte im engeren Gesichtsfeld (Sehaufgabe) darf nicht viel höher sein als etwa das Dreifache der Umgebung. Die weitere Umgebung darf nicht viel dunkler sein als ein Zehntel der Leuchtdichte im Zentrum.

Wie kann ein Raum mit der zehnfachen Beleuchtungsstärke dunkler erscheinen als ein wirklich dunkler Raum? Auch dies ist nicht etwa verwunderlich, sondern mit konventionallem Wissen aus der Lichttechnik klar erkennbar: Wenn das Verhältnis der Leuchtdichten der Raumflächen verändert wird, werden die helleren Flächen zur Blendung, die Dunkleren treten weiter zurück.

Alles Wissen aus den 1960ern! Warum erlebt man aber solche Probleme auch heute noch? Die Antwort ist schlicht und einfach wie fundamental: Die Wertung einer Beleuchtung nach der Beleuchtungsstärke in der sog. Arbeitsebene.

Diese wurde zwar in Deutschland mit DIN 5035 im Jahr 1935 eingeführt. Man definierte eine fiktive horizontale Ebene – meist in 0,75 m oder 0,85 m Höhe (Tischhöhe) – als Referenzfläche. Es gelang aber erst mit der Beleuchtungsnorm DIN 5035-7:10-9 Innenraumbeleuchtung mit künstlichem Licht; Beleuchtung von Arbeitsstätten mit Bildschirmgeräten und/oder Arbeitsplätzen mit bildschirmunterstützter Tätigkeit, das Licht weitgehend auf die Arbeitsebene zu lenken. Zuvor erzeugten die Beleuchtungen – unbeabsichtigt bzw. unbewertet – mehr Licht auf die Wände gerichtet. Viele Leuchten erzeugten auch Licht an der Decke. Nunmehr waren die Leuchten in die Decke eingebaut und richteten ihr Licht fast nur auf die Arbeitsebene. Zweck erreicht – Ziel weit verfehlt.

In der Praxis sah das etwa so wie das erste Bild unten aus. Wie die früheren Leuchten das Licht verteilten, zeigt das Bild darunter.

Die von mir veränderte Beleuchtung hing einst in den Räumen des Langen Eugen, die der Architekt Egon Eiermann  als eine Art Lounge geplant hatte. Sie war von dem Lichtplaner Hans T. von Malotki diesem Ziel entsprechend mit Glühlampen realisiert worden. Hans T. von Malotki hatte die Branche vor allem durch die enge Verknüpfung von Architektur und Lichtdesign geprägt. Er verstand Licht nicht nur als technisches Mittel zur Helligkeit, sondern als gestalterisches Element, das Räume definiert. In solche Räume sollten nunmehr Industrieleuchten installiert werden, deren einziger Zweck darin bestand, die Tischebene zu beleuchten, ohne die darauf stehenden Bildschirme zu stören.

Das Ergebnis war also wirklich kein Wunder. Gilt aber die Vorstellung, dass mehr Licht nicht immer mehr Helligkeit bedeutet, generell? Ich würde sogar weitergehen und behaupten, dass die Vorstellung nur in einem Fall immer stimmt: in der Ulbrichtschen Kugel. Diese ist eine Messeinrichtung, deren Wände so weiß sind, wie es nur möglich ist. Wenn man darin eine Lampe anbringt und hoch- und runtersteuert, geht die Leuchtdichte parallel hoch und runter. Wer in der Mitte sitzt, sieht auch die Helligkeit in dem gleichen Maße sich ändern.

Nicht so in der Natur. Dort erlebt man die höchsten Beleuchtungsstärken auf dem Äquator auf dem freien Meer zu den Tag-und-Nacht-Gleichen (20./21. März und 22./23. September). Wenn auch die See ruhig ist, erlebt man die Tage mit den höchsten Beleuchtungsstärken überhaupt. Sieht man alles hell? Ich habe die Seychellen einen Monat lang im März/April in einem Boot ohne Sonnensegel erlebt. Die See sah gleißend aus. Ob die Welt auch wirklich hell war? Wir kamen uns eher benebelt vor.

Kontrastprogramm auf dem 70. Breitengrad kurz vor dem Nordkap Anfang November. Ich kam aus dem trüben Berlin und erwartete sehr dunkle Tage, weil die arktische Nacht unmittelbar bevorstand. Am Nordkap beginnt die Polarnacht jedes Jahr am 20. November. Wider Erwarten erlebte ich sonnige Tage, die auch noch farbenfroh waren. Die Ursache des Helligkeitserlebnisses ist etwa dieselbe wie bei den Büros im Langen Eugen: Lichtrichtung.

Mit einem Gerät gemessen, gab es in Berlin mehr als doppelt so viel Licht wie am Nordkap. Bei uns fällt das Licht aber viel steiler. Hoch im Norden trifft das flach einfallende Sonnenlicht eher die Bäume in ihrem Herbstkleid als den Boden. Für das Helligkeitserlebnis ist maßgeblich die Leuchtdichte der vertikalen Flächen und Objekte im Verhältnis zu ihrer Umgebung und nicht die Menge des Lichts, die man misst.

Die Erkenntnis ist nicht nur “erhellend” für ein Naturerlebnis, sondern auch für profanere Dinge wie Büroräume. So kann man in großflächig verglasten Räumen mehrere tausend Lux an Beleuchtungsstärke messen. Wenn dieses Licht aber keine Wände erreicht, die es zurückreflektieren, sieht es in den Räumen dunkel aus.

Was mit Lichtrichtung gemeint sein kann, hat vor langer Zeit eine BAuA-Studie aus dem Jahr 1986 vorgeführt. [1] Schmidt-Clausen und Hartge haben den Lichtbedarf an Arbeitsplätzen mit kritischen Sehaufgaben untersucht und festgestellt, dass man die gleiche Verbesserung der Sichtbarkeit einer Arbeitsaufgabe wie bei einer Erhöhung der Beleuchtungsstärke um den Faktor 10 mit einer der Arbeit angepassten Lichtrichtung erreichen kann.

Das Phantom “Mehr Licht = mehr Helligkeit = besser Sehen” beherrscht unser Denken trotz besseren Wissens, auch weil die Bedeutung der räumlichen Lichtverteilung in Vergessenheit geraten ist. In fast allen Sitzungen, an denen ich teilnahm, wurde die Beleuchtungsstärke diskutiert ohne ihre Richtung. Aber das Licht ist bekannt dafür, dass es immer geradeaus fliegt und nur dann eine Wirkung entfaltet, wenn es auf Materie trifft.

Die neueren Beleuchtungsnormen wie DIN EN 12464-1:2021 enthalten folgerichtig Anforderungen an die Beleuchtungsstärke in Wandrichtung und in Richtung der Decke. Ob diese Anforderungen zu einer Verbesserung führen, hängt davon ab, ob die Planer den Sinn dieser Anforderungen verstehen. Dies würde jedem leichter fallen, wenn man von der Beleuchtungsstärkeplanung Abstand nimmt und mit Leuchtdichten arbeitet.

Licht ohne seine Richtung betrachten, ist nur dann sinnvoll, wenn man solche Umgebungen beleuchten will. Allerdings habe ich meine Zweifel, ob das Beleuchten solcher unsinnigen Umgebungen überhaupt Sinn macht.

[1] Schmidt-Clausen, H.-J.; Hartge, J.E., Einflüsse gerichteter und diffuser Arbeitsplatzbeleuchtung auf die Erkennbarkeit, Bundesanst. f. Arbeitsschutz, Dortmund, 1986