Wie verdient man sich einen schlechten Ruf? Fallstudien aus der Praxis II

Der geniale Ingenieur Edison ist bekannt dafür, dass er die Ziele seiner „Erfindungen“  vor Beginn seiner Arbeit klar und in wenigen Sätzen beschrieb, bevor er sich an die Arbeit machte. Deswegen war er eher ein Entwickler als ein Erfinder. Dass die meisten Kenner ihn dennoch für einen Erfinder halten, hängt damit zusammen, dass seine Erfolge nicht gerade bescheiden waren. Glühlampe, Kinetoskop, Phonograph … Edison hielt 1093 Patente.

Man kann mit Hilfe seiner Notizen ermitteln, wenn etwas nicht so funktionieren wollte, wie Edison sich das vorgenommen hatte. So durfte ich in den 1970ern analysieren, warum der Phonograph in manchen Ländern und Branchen erfolgreich war, aber in deutschen Büros trotz Bemühungen der Industrie und des Bundesrechnungshofes keinen Fuß fassen konnte. Edisons Notizen zeigen, er wollte die Kommunikation zwischen Chef und Sekretärin auf das Diktiergerät legen und damit beide entlasten. 80 Jahre später wollte man das Gerät zwischen Sachbearbeitern und großen Büros und Schreibkräften im Massenbüro verwenden. Die Analyse des Versagens hat mich ein paar Jahre Arbeit gekostet.  Gegenüber dem, was die Schreibkräfte erlitten hatten, war das aber eine Kleinigkeit. Sie bezahlten mit ihrem Gehör.

Ähnlich wie bei diesem Fall scheint es mit der Glühlampe, d.h. mit dem künstlichen Licht ergangen zu sein. Dazu hatte Edison geschrieben, er werde eine Lampe erfinden, deren Licht so billig sein wird, dass sich nur Reiche eine Kerze leisten würden. Und dieses Licht werde nicht blenden.

Das primäre Ziel, der Preis des Lichts, wurde mehr als erreicht. Die Entwicklung des Preises für Licht ist eines der beeindruckendsten Beispiele für den technologischen Fortschritt der Menschheit. Seit 1924 ist der Preis für eine Lumenstunde (die Standardeinheit für Lichtmenge über Zeit) massiv gefallen – inflationsbereinigt um weit über 99 %. In den 1920ern kaufte man für  60 Arbeitsstunden ca. 5 Monate Licht. Heute 60 Arbeitsstunden kaufen über 50 Jahre Licht.

Was mit der Blendung geworden ist, habe ich am Beispiel  von Autoscheinwerfern vorgestern erläutert : Die dümmste Erfindung, seit es Scheinwerfer gibt. In dem Buch Genesis 2.0 – Schöpfung der elektrischen Sonne zieht sich das Thema durch das ganze Buch und wird in einem getrennten Kapitel ausführlich behandelt: Blendung- Was ich schon immer wusste und nie nachfragen wollte. Hierzu genügt als Erklärung kurz, was Prof. Völker zum hundertsten Geburtstag der Lichttechnischen Gesellschaft schrieb: In seinem Beitrag Ein Rückblick über 100 Jahre Forschung steht am Ende zu lesen: „Der vorliegende Beitrag zeigt, dass es möglich scheint, die vorhandenen Blendungsbewertungsmodelle auf ein Modell zurückzuführen. Zurzeit fehlen noch einige Einflussgrößen, …”. Also sah ein Professor für Lichttechnik nach 100 Jahren Forschung Licht am Ende des Tunnels … Wenn wir noch einige Einflussgrößen bestimmt haben, werden wir sicher wissen, was Blendung ist. Ganze 133 Jahre nach Edisons Versprechen.

Wo liegt der Hund begraben?

Wenn man einen Schuldigen für das grandiose Versagen in Sachen Blendung sucht, bieten sich gleich mehrere an. In dem Buch schrieb ich viel über das (nicht hilfreiche) Wirken der lichttechnischen Industrie. Hingegen sind meine eigenen Kollegen aus der Wissenschaft zu gut weggekommen. Deswegen will ich in diesem Beitrag mit diesen anfangen. Die weiteren Verdächtigen wären nicht erfolgreich zum Zuge gekommen, wenn diese der Aufgabe gerecht werden hätten können.

Was die Wissenschaft hätte besser machen müssen …

Wer hier die Lichtwissenschaft als Erstes genannt sehen möchte, liegt falsch. Die Rede ist von Wissenschaften, die Arbeitsverhältnisse untersuchen und Arbeitsbelastungen bewerten. Die heißen auf Amerikanisch Human Factors, auf Englisch Ergonomics und auf Deutsch Arbeitswissenschaften.

Bei den amerikanischen Kollegen war ich öfter zu Besuch auf ihren Kongressen und in Normenausschusssitzungen zwischen 1981 und 2021, bei den britischen Kollegen war ich sogar Fellow über 20 Jahre. Etwas länger war ich Mitglied bei der Gesellschaft für Arbeitswissenschaft. Und beim internationalen Verband, International Ergonomics Association, IEA, gehörte ich mit zu den Veranstaltern und Referenten der Kongresse über einen längeren Zeitraum. Eine Gruppe, die ich mitgegründet habe, ist heute ein Technical Committee von IEA. Die lange Aufzählung soll dazu dienen, meine Enttäuschung über viele Jahrzehnte, dass es in all diesen Gesellschaften kaum eine Aktivität gab, was Licht und Beleuchtung betraf, zu erklären.

Was man alles hätte tun können oder müssen, sei dahingestellt. Hinsichtlich des Themas Blendung hätte man zunächst eine Methode entwickeln müssen, die besser ist als die der Lichttechniker. Denn die Lichttechnik ist nicht in der Lage, mit Arbeitsbelastungen umzugehen. Sie muss auch keine wissenschaftlichen Verfahren zur Bestimmung von Arbeitsbelastungen entwickeln. Arbeitsanalyseverfahren sind in der Ergonomie zu Hause. Nur über diese kann Blendung in Verbindung mit Arbeitsbelastungen und Stress formal annehmbar behandelt werden. Es gab aber nicht einmal Ansätze dazu.

Eine andere Gruppe von Wissenschaften, die Sozialwissenschaften, hat sich ebenso wenig um Blendung gekümmert. In der Arbeitspsychologie kann man allenfalls ein Erstaunen ernten, wenn man erzählt, es gäbe eine psychologische Blendung. Eine psychologische Belastung, mit der sich die Psychologie nur am Rande befasst … oder erst gar nicht.

Wenn man sich auf die Suche nach Psychologen begibt, die sich mit der „psychologischen“ Blendung befasst haben, findet man allerhand zu Blenderei, z.B. Paulhus & Williams: Die „Dunkle Triade“ oder Harry Frankfurt: „On Bullshit“, aber nichts über Beleuchtung. Lexika für Psychologie im Internet reagieren entweder gar nicht auf das Suchwort oder wie hier abgebildet:

Und die „Lichtwissenschaften“?

Das Wort „Lichtwissenschaften“ war mir nie ein Begriff, bis ich in Zeitschriften wie Licht auf „Lichtforschung“ stieß. Die Autoren, die den Begriff benutzen, kenne ich praktisch alle persönlich. Es scheint aber so, dass das Wort anderen kein Begriff ist. Die verstehen unter Lichtforschung: „Lichtforschung – in der Wissenschaft meist als Photonik oder Optik bezeichnet – ist ein interdisziplinäres Feld, das sich mit der Erzeugung, Ausbreitung, Manipulation und Detektion von Licht befasst.“ Tatsächlich waren die großen Lichtforscher Physiker wie Max Planck oder Einstein. Wer sollte sich heute mit Blendung als Lichtforscher beschäftigen?

Zu meiner Studentenzeit gab es in (West-)Deutschland ganze zwei Professoren für Lichttechnik, die sich mit allen Belangen der Lichtanwendung und Beleuchtung beschäftigten. Im anderen Teil Deutschlands gab es ebenfalls zwei. Hingegen gab es Tausende von Professuren für BWL. Heute entfallen rund 40% der Professuren in Rechts-, Wirtschafts- und Sozialwissenschaften auf BWL. Das macht rund 5.000 bis 6.000 Professuren für BWL bundesweit. Ihnen steht eine einstellige Zahl an Universitätsprofessuren für Licht oder Ähnlichem.

Wenn man sich auf die Suche nach Wissenschaftlern eines Fachgebiets begibt, wird man in ihren Fachzeitschriften fündig. Eine Suche nach „Fachzeitschriften für Lichtforschung“ ergibt keine einzige deutsche Publikation. Wenn man sich die englischen Titel anschaut, findet man so etwas wie Nature Photonics, von der man schreibt: „Das wohl prestigeträchtigste Journal im Bereich der Lichtforschung. Es deckt alles ab – von Lasern und Quantenoptik bis hin zu Biophotonik.“

Eine viel gelobte Publikation, Light: Science & Applications (LSA), die oft sehr praxisnahe, aber fundamental wichtige Forschung publizieren soll, habe ich mir näher angeschaut. Seit 1873 sind 164 Artikel erschienen, in denen das Wort "discomfort glare" vorkommt. Unter den 10 relevantesten Artikeln aller Zeiten sind 2 Artikel von Hopkinson aus den Jahren 1952 und 1958 aufgelistet und einer aus dem Jahre 1917 mit dem vielsagenden Titel „Protection from Glare“, auf Deutsch Schutz vor Blendung. Der äußerst interessante Beitrag fängt mit diesem Satz an: “Ein wirksamer Schutz der Augen vor Blendung ist heutzutage ein Thema von großer Bedeutung, doch leider gibt es diesbezüglich zahlreiche Missverständnisse.“ An denen leidet man wohl 109 Jahre später heute.

Was die Lichtwissenschaften in Sachen Blendung bislang geleistet haben, habe ich in dem Kapitel Warum sich die Forschung auf der Stelle dreht auseinandergesetzt. Das ist ein längeres Kapitel, das in mehrere Abschnitte unterteilt ist. Deren Titel sprechen für sich:

• Konzeptionelle Mängel grundsätzlicher Art;
• Fehlen eines übergeordneten Ziels, weil Vermeiden von Blendung zu wenig bedeutet;
• Vielzahl von Erscheinungen mit demselben Effekt, die unberücksichtigt bleiben;
• Unzureichendes Ziel der Sehleistung, das das Farberkennen ignoriert;
• Gefährden statt nützen, wenn unsinnige Anforderungen gestellt werden;
• Etablieren eines Gütemerkmals, das seinem eigenen Ziel widerspricht.

 

Insbesondere die letztere Aktion hat dem Ruf der Lichttechnik am meisten geschadet. Es wurde ein völlig überflüssiges und unwirksames Gütemerkmal eingeführt, das zu einer Beleuchtung führte, die mehr blendete als alle vergleichbaren Beleuchtungsarten. Nach lichttechnischen Vorstellungen von damals würde man aber eher von einer absolut blendfreien Beleuchtung sprechen. Das stand sogar in den Fachzeitungen, publiziert von angesehenen Leuten vom Fach.

Summa summarum hat sich die Lichtforschung ständig im Kreise gedreht und nicht gemerkt, dass bereits ihr Ansatz falsch war. In den 1990ern kam der finale Akt, bei dem mehrere für sich nie validierte Blendungsbewertungsverfahren auf dem Papier zusammengewürfelt und „vereinheitlicht“ zu UGR wie einheitliche Blendbewertung.[1]

Bei der empirischen Untersuchung der Blendung geht man nach wie vor sehr ähnlich vor. Man benutzt eine sehr alte Skala, deren Konstruktion fragwürdig war, damit die Ergebnisse vergleichbar sind. Aber das wichtigste Problem ist, dass man Blendung ohne Arbeitsbelastung und meist auch ohne visuelle Belastung misst. Es war aber bereits in den 1960ern bekannt, dass die Wirkung einer Belastung durch eine gleichzeitig wirkende andere Belastung unproportional erhöht wird. Der schwedische Psychologe Olov Östberg hat zudem nachgewiesen, dass z.B. eine Lärmbelastung die Blendung durch eine visuelle Umgebung erhöht, obwohl die beiden Empfindungen nichts miteinander zu tun haben. Solange man daran nichts ändert, sind alle Blendungsuntersuchungen Kandidaten für ein Versagen. Zwischen den beiden Bildern unten liegen rund 60 Jahre. Kann man annehmen, dass Menschen bei dieser Haltung und in diesem Setting „comfort“ beurteilen können?

Die Blendungsbewertung, wie sie in der Lichttechnik praktiziert wird, ist mindestens zweideutig. Die Wahrscheinlichkeit, dass sie irgendeine Aussagefähigkeit besitzt, geht gegen Null. Die experimentelle Methode, nach der sie ermittelt wurde, kann nachweislich nicht funktioniert haben. Wie Validierungsversuche gezeigt haben, hat sie auch nicht funktioniert. Hier das Ergebnis einer sorgfältigen Prüfung des UGR-Verfahrens: „Die Blendungsmodelle wurden nach fehlenden Untersuchungsbedingungen und Inkonsistenzen geprüft. Es wurden Mehrdeutigkeiten gefunden wie die Einbeziehung von kleinen und großen Blendquellen und was überhaupt eine Blendquelle in komplexen Situationen mit mehreren Leuchten ist. … Die Blendungsmodelle wurden umgerechnet, um mit den Vorhersagen von 1949 von Luckiesh und Guth verglichen zu werden. Die Modelle zeigten eine geringe Aussagekraft. Wenn man Blendung in komplexeren Situationen [mehrere Leuchten, d. Autor] bewerten will, müssen die Modelle grundsätzlich neu formuliert werden.“[2]

Da verstehe einer, dass der UGR-Wert einer Leuchte im Leuchtenkatalog dreistellig angegeben wird. Schlimmer kann man das Vertrauen in Technik nicht schädigen.

Beleuchtung ist keine akademische Disziplin!

Diesen Spruch stelle ich gesondert hervor, weil er aus einer bestimmten Ära stammt, wo die Rolle der Wissenschaft in Sachen Licht, gelinde gesagt, verwaist war. Üblicherweise zeichnen sich erfolgreiche Branchen dadurch aus, dass Industrie und Wissenschaft zusammenarbeiten, indem jeder Partner den Part übernimmt, für den er die besseren Chancen hat. So kann man in den Laboren der Industrie zwar auch Forschung betreiben, aber nicht Problemen nachgehen, die eher eine Grundlagenforschung erfordern. Diese Vorstellung wird in Deutschland in großem Stil verfolgt. Für die Grundlagenforschung sind die Institute der Max-Planck-Gesellschaft zuständig (84 Institute, 24.000 Beschäftigte, 7000 Forschende). Eine praxisnähere Forschung, aus der auch Produkte hervorgehen können, betreibt die Fraunhofer-Gesellschaft (76 Institute, 32.000 Angestellte). Deutschland unterhält noch zwei weitere Forschungseinrichtungen, Helmholtz-Gemeinschaft (48.000 Angestellte) und Leibniz-Gemeinschaft (21.000 Angestellte). Universitätsinstitute können sich von der Grundlagenforschung bis hin zur Produktentwicklung auf verschiedenen Feldern betätigen.

Auch auf dem Gebiet der Lichttechnik funktionierte eine Kooperation lange Zeit recht gut. Doch ab Mitte der 1970er Jahre merkten die Industrievertreter immer wieder, dass sie an den Universitätsinstituten wenig Gehör fanden. So hat eine Vereinigung der vier größten Unternehmen der Branche die Institute angeschrieben, um Forschungsprojekte aufzuschienen. Die Reaktion sorgte für Entsetzen. Man erfuhr schriftlich, dass Beleuchtung keine akademische Aufmerksamkeit verdiene. Sie sollten sich an die Fachhochschulen wenden. Das war ignorant gegenüber dem Anliegen der Industrie und überheblich gegenüber den Fachhochschulen.

Die Ära, in der so etwas möglich war, währte zwar nicht ewig, dauerte aber lange genug, um Schaden anzurichten. Dieser Schaden betraf insbesondere das Thema Blendung, weil die Erkenntnis, dass die vorhandenen Blendungsbewertungsverfahren (VCP in den USA, Glare Index in UK, Söllner-Kurven in Deutschland) eher zum Chaos führten, in diese Ära fiel. Dabei waren zwei der drei Verfahren von Industrieunternehmen erarbeitet worden (VCP von General Electric, Söllner-Kurven von Philips) und das dritte von einem privatisierten ehemaligen Staatsinstitut. Allen war auch mehr oder weniger bewusst, dass ihre Verfahren „nicht reproduzierbar“ waren, sprich, keine Validität hatten. Das Zeitfenster war günstig, um ein valides Verfahren zu erarbeiten, zumal man jetzt über zuverlässige Messtechnik und leistungsfähige Computer verfügte, die zur Entwicklungszeit der alten Blendungsbewertungsverfahren auch in führenden Instituten gefehlt hatten. Stattdessen wurde mit dem UGR-Verfahren eine Methode entwickelt, die bereits bei ihrem Entstehen im Jahr 1995 obsolet war. Und das in mehrfacher Hinsicht:

• Nur für die "etwa horizontale Blickachse": Die Standard-UGR-Tabellen in den Katalogen der Hersteller basieren auf der Annahme, dass der Nutzer geradeaus nach unten schaut (Sehaufgabe unter der Horizontalen)
• Vernachlässigung der Umgebung (Kontext-Mangel): Das UGR-Verfahren bewertet die Leuchte in einem theoretischen Standardraum. Es berücksichtigt nur unzureichend, ob der Raum dunkle, absorbierende Wände oder helle, reflektierende Oberflächen hat.
• Ignorieren der Peripherie: Lichtquellen, die ganz am Rand des Sichtfeldes liegen, können dennoch Stress verursachen, werden aber durch die Gewichtungsfaktoren (Position Index p) in der Formel oft "weggerechnet".
• Falsche Grundlage: Die UGR-Formel "mittelt" die Leuchtdichte über die gesamte Fläche der Leuchte, weil nicht die Leuchtdichte gemessen wird, sondern die Lichtstärke.
• Ungültige Aussage für großflächige Leuchten: Nach Aussagen der Entwickler ist UGR nicht auf großflächige Leuchten, leuchtende Decken oder indirekte Beleuchtung anwendbar. Genau diese zeichnen sich aber durch eine geringere Blendung aus.
• "Punktquellen-Lücke" (LED-Problematik): Die Vorgänger des UGR-Verfahrens wurden für Leuchtstofflampen mit Diffusoren entwickelt. Moderne LEDs sind jedoch oft winzige, extrem helle Lichtpunkte (Clustered LEDs). Eine LED-Leuchte mit vielen extrem hellen Einzelpunkten kann denselben UGR-Wert haben wie eine gleichmäßig leuchtende Fläche, obwohl die Einzelpunkte in der Realität viel stärker blenden. (s. hierzu den Beitrag LED-Abstände sorgen für mehr Blendungsempfindung[3]
• Computerarbeitsplätze ignoriert: Die Vorgänger des UGR-Verfahrens wurden in einer Zeit entwickelt, als die Sehaufgabe vor einer arbeitenden Person direkt vor ihr lag. Deren Fläche war zudem recht klein. Heute arbeiten die meisten Menschen entweder vor einem großen Bildschirm oder vor zwei Displays, die in der Breite etwa einen Meter einnehmen und etwa augenhoch sind. Wer diese benutzt, guckt nicht auf ein oder zwei DIN-A4-Blätter, sondern bewegt sein Auge über die gesamte Strecke.
• Blendfreiheit nicht angestrebt: Blendungsbegrenzung bedeutet nicht Blendfreiheit. Wenn man verwuxcht, zu ermitteln, was die Vorgabe in den Beleuchtungsnormen UGR ≤ 19 bedeutet, kann man viele Antworten bekommen. Drei Antworten durch drei Professoren für Lichttechnik lauteten, dass der Wert bedeutet VCP 65, d.h. 65% der Probanden erachten eine Beleuchtung für „gerade zulässig“. [4]

 

[1] UGR = Unified glare rating stellt eine Weiterentwicklung des CIE Glare Index dar. Das Verfahren vermengt das Verfahren nach Luckiesh und Guth (1949) mit dem früher in Deutschland üblichen Söllner-Verfahren, die sich eigentlich nicht gut vertragen. Keines der Verfahren wurde je validiert. Die Zusammenfassung (UGR) hat gar eine nur geringe Korrelation zur empfundenen Blendung (siehe Clear, Robert D.: Discomfort glare: What do we actually know? In: Lighting Research and Technology. April 2013 vol. 45 no. 2 141-158 doi:10.1177/1477153512444527 .

[2] Clear, R. D. Discomfort glare: What do we actually know?, Lighting Research and Technology, 2012, https://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/1477153512444527?journalCode=lrtd

[3] Abboushi B, Miller N, Royer M, Orman A, Irvin L, Rodriguez-Feo Bermudez E. LED array spatial frequency impacts discomfort and afterimages in a simulated nighttime environment. Lighting Research & Technology. 2026;0(0). doi:10.1177/14771535251400286

[4] Diss Funke, S. 19, zitiert aus Deutsche Lichttechnische Gesellschaft e.V. (Hrsg.): Das UGR-Verfahren zur Bewertung der Direktblendung der künstlichen Beleuchtung in Innenräumen, LiTG-Publikation Nr. 20:2003, LiTG: Berlin, 2003.