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Sonnenschutzfaktor 50 oder Selbstmord in Raten

In dem Kapitel “Erbschaft der 1920er Jahre – Wo Sie heutiges Wissen bestimmt”, des Buchs Genesis 2.0 – Schöpfung der elektrischen Sonne” (hier) wird ausführlich dargestellt, dass viel vom dem heutigen Wissen und Denken über Licht und Beleuchtung ein Erbe der 1920er Jahre ist. Nichts dagegen, wenn die Menschheit Wissen über die Natur und ihre Wirkungen frühzeitig erworben haben soll. Es geht aber eher um Nichtwissen bzw. Irrtümer, die über vier Generationen weitervererbt werden und sogar an den Universitäten gelehrt. Das Schlimmste von allen dürfte der Umgang mit der Sonne sein. Genauer gesagt, mit den UV-Strahlen der Sonne.

Pünktlich zum Sommerbeginn, eigentlich bereits nach dem Äquinoktium (Tagundnachtgleiche) am 20. März, regnet es fast gleichlautende Artikel in allen Publikumszeitungen und -zeitschriften. Sie warnen vor den Gefahren der Sonne und empfehlen, sich bestens zu schützen. Am besten mit Sonnenschutzfaktor 50 und täglich mehrmals. Der Aufhänger ist immer der Hautkrebs. Dieser soll sich in zunehmendem Maße ausbreiten.

Am schwarzen Hautkrebs erkrankten im Jahre 2022 25.450 Personen. Gestorben sind im Jahr 2023 dann 3.169 Menschen. Das sind 0,316 % der 1.002.741 Todesfälle in diesem Zeitraum. An anderen Krebserkrankungen starb 22,1% der Bevölkerung Deutschlands, also etwa das 70fache.

Wären alle Hautkrebserkrankungen durch UV bedingt und wäre der Schutz dagegen nicht mit anderen Problemen für die Gesundheit verbunden, könnte man versuchen, die 3.169 Toten per Jahr zu vermeiden. Doch dem ist nicht so. Und nicht etwa nur ein Bisschen anders.

Die UV-Strahlung, deren Wirkung man immer noch nicht hinreichend genau verstanden hat, ist ein Agens, d.h. eine wirkende Kraft, ein Mittel oder ein Akteur, der etwas bewirkt oder ausführt. Das Wichtigste, was sie äußerlich sichtbar bewirkt, ist die Pigmentierung der Haut. Was völlig unsichtbar bleibt, ist aber lebenswichtig. Nur wenige Menschen können ohne diese Wirkung leben (hier). Das ist die Bildung des sog. “Vitamin” D, was in Wirklichkeit ein Hormon ist, das der menschliche Körper braucht, aber nicht selbst herstellen kann. Es wird in der Haut gebildet.

Auch Menschen, die zu verstehen glauben, was Vitamin D im Körper macht, wissen meistens nur über die Knochenbildung (Calcium- und Phosphataufnahme, Knochenmineralisierung) zu berichten. Ein Mangel kann bei Kindern zu Rachitis (Erweichung und Verformung der Knochen) und bei Erwachsenen zu Osteomalazie (Erweichung der Knochen) führen, langfristig auch zu Osteoporose (Knochenschwund) und erhöhter Bruchgefahr.

Allein diese Wirkungen sind lebenswichtig. Aber sie sind bei Weitem nicht alle. Vitamin D beeinflusst auch die Muskelentwicklung und -kraft. Ein Mangel kann zu Muskelschwäche und -schmerzen führen und bei älteren Menschen das Sturzrisiko erhöhen.

Vitamin D spielt eine wichtige Rolle bei der Modulation des Immunsystems. Es hilft dem Körper, Krankheitserreger wie Bakterien und Viren abzuwehren, indem es die Produktion von körpereigenen Abwehrstoffen anregt und Entzündungsreaktionen reguliert.

Was man noch nicht exakt weiß, ist z.B. Blutdruckregulierung: Es gibt Hinweise darauf, dass Vitamin D einen Einfluss auf den Blutdruck hat.

Stimmung und psychische Gesundheit: Studien zeigen eine Korrelation zwischen niedrigen Vitamin-D-Spiegeln und Depressionen. Vitamin D ist an der Regulation wichtiger Neurotransmitter im Gehirn beteiligt, die unsere Stimmung beeinflussen, insbesondere Serotonin und Dopamin.

Zellwachstum und -differenzierung: Vitamin D beeinflusst die Zellteilung und kann potenziell eine Rolle bei der Prävention bestimmter Krebsarten spielen.

Vitamin D kann den Stoffwechsel beeinflussen und indirekt zur Gewichtsregulierung beitragen.

Auch die Zahngesundheit hängt mit Vitamin D zusammen: Ähnlich wie bei den Knochen ist es auch wichtig für gesunde Zähne.

Wer dazu aufruft, sich mit Ölen und Salben mit Sonnenschutzfaktor 50 und ähnlich zu schützen, gefährdet die Menschen. Im Mitteleuropa gibt es ab November bis März kaum UV, so dass die meisten Menschen an

einem Mangel leiden. Der Körper speichert Vitamin D im Fettgewebe und Muskelgewebe mit einer Halbwertszeit von ca. 19 Tagen. D.h., der Vitamin D-Spiegel halbiert sich in 19 Tagen.

Eine Langzeitwirkung von fehlendem Vitamin D besteht in der zunehmenden Porosität der Knochen. Im Alter zeigt sich dies z.B. in den Knochenbrüchen wie Oberschenkelhalsbruch. Daran sterben in den ersten 30 Tagen 10% der Patienten bzw. bis 30%, bevor das Jahr um ist. Daher die Überschrift “Sonnenschutzfaktor 50 oder Selbstmord in Raten“.

Soll man sich deswegen etwa schutzlos der Sonne ausliefern? Was davon zu halten ist, sagt ein mexikanisches Sprichwort: “Nur Touristen und Esel gehen in die Mittagssonne”. Sich in die Sonne knallen, um eine “gesunde” Bräune zu bekommen, haben wir als Hype von unseren Urgroßeltern übernommen, die genau in den 1920ern die heilende Wirkung der Sonnenstrahlen entdeckt hatten. Dass Heilendes auch tödlich sein kann, hat Paracelcus im 15. Jahrhundert gesagt: “Alle Dinge sind Gift, und nichts ist ohne Gift; allein die Dosis macht, dass ein Ding kein Gift ist.” Bei UV reicht diese Dualität der Wirkung bis in den Beginn des Lebens auf der Erde. Das Leben musste im Schutz des Wassers entwickeln, als die Atmosphäre noch keinen UV-Schutz in Form der Ozonschicht gebildet hatte. Und Ozon, unser Schutz gegen tödliche Strahlung aus dem All, ist selber ein Gift.

Man kann es aber noch einfacher ausdrücken. Wasser, ohne das ein Leben nicht möglich ist, ist in großen Mengen genossen, in 20 Minuten tödlich. Die Luft ist sogar wichtiger als Wasser zum Leben. Aber die Luft in großer Tiefe ohne Wasser, so in dem Marianengraben ohne Wasser, würde vermutlich ebenso tödlich sein.

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Von der göttlichen Gabe zur Umweltverschmutzung

LAN bedeutet für manche Menschen ein Netzwerk, für den Großteil von ihnen aber eine große Gefahr für Leib und Leben. Denn LAN steht für Light at Night. Damit ist nicht der schöne Mondschein gemeint, der die Seelen der Dichter beflügelt, sondern das Licht der LEDs, die die Nacht zum Tage machen. Daher redet man auch von ALAN – Artificial Light at Night. ALAN steht übrigens für ein ganzes Forschungsgebiet der Medizin (https://artificiallightatnight.org), LAN = light at night hat sich zu einem Dauerthema in der Medizin entwickelt. Allerdings zu keinem erfreulichen, denn das Licht steht für allerlei Unbill bis hin zum Förderer von Krebs. Die Nacht zum Tage machen, steht nicht mehr für einen Menschheitstraum.

An und für sich bedeuten die bunten Lichter in der Nacht nicht erst seit der Erfindung der Glühlampe etwas Wunderschönes. Vor über einem Jahrhundert erfreute sich der Menschen Seele an den Lunaparks dieser Welt. So genannt, weil man unter dem Mondschein mehr Licht hatte als das des Mondes.

Mittlerweile sind die Städte der Welt zu Jahrmärkten mutiert. Und deren Licht zum Umweltschmutz. Das Licht in der Nacht stinkt zwar nicht zum Himmel, hat aber das Bild der Welt in der Nacht mächtig ins Blaue geschoben. So schrieb der Berliner Tagesspiegel in September 2022 “Die Umstellung von Straßenlampen auf LEDs in vielen Ländern Europas hat das Farbspektrum der nächtlichen Beleuchtung verändert – mit möglichen Folgen für Mensch und Tier. Das schreiben britische Wissenschaftler in der Fachzeitschrift „Science Advances“. Die Freude über das schöne Licht in der Nacht hat mittlerweile etwas Morbides an sich wie der Alkohol, der die Nächte ebenso verschönt.

Die Forschenden hatten anhand von Fotos, die von der Internationalen Raumstation ISS aus aufgenommen wurden, festgestellt, dass durch LEDs insbesondere der Anteil der Emissionen im blauen Bereich des Spektrums zugenommen hat. Deutschland ist von diesem Effekt ebenfalls bereits betroffen, …"

Obwohl der Bericht mit etwas Kritik an die Umwandlung des nächtlichen Straßenbildes durch die LED daherkommt, bleibt er weit hinter den wissenschaftlichen Erkenntnissen anderer Art zurück. Diese fasst man wie gesagt unter dem Wort LAN - Light at Night oder ALAN - Artificial Light at Night zusammen.

Zunächst zum Bericht: "Da blaues Licht beispielsweise die Ausschüttung des Hormons Melatonin hemmt, das schlaffördernd wirkt, kann die Umstellung auf LEDs Auswirkungen auf Tier und Mensch haben, schreibt das Forscherteam der University of Exeter in Penryn um Kevin Gaston. „Die Vorteile, die die LED-Technologie für die öffentliche Beleuchtung und insbesondere die Straßenbeleuchtung bieten kann, wurden viel gerühmt, wobei der Schwerpunkt auf einer höheren Energieeffizienz und der damit verbundenen Reduzierung der Energiekosten und Kohlendioxid-Emissionen lag“, heißt es in der Studie."

Weiterhin schreiben die Forscher, was eigentlich alle wissen müssen: "Der Grund dafür liegt in den üblichen Satellitensensoren, die für die Messung der künstlichen Beleuchtung eingesetzt werden und die nur die Intensität des Lichts, aber nicht dessen Farbe registrieren.”  Das liegt daran, dass die Lichttechnik vor 101 Jahren eine Kurve erfunden hat, die dazu dient, die Hellwirkung des Lichtes zu messen. Und das bitte nicht für die gesamte Natur, sondern nur für das gesunde junge Auge des Menschen. Dazu wurde der Begriff Licht aus der Physik in diesem Sinne gekapert.

Diese Kurve, die sog. V(λ)-Kurve, ignoriert die roten und blauen Teile des Lichts und lässt zudem die gesundheitlich wichtigsten Teile (Ultraviolett – UV – wie Infrarot - IR – vollkommen außer Acht. Daher scheinen die blauen und roten Teile unwichtig, UV + IR werden erst gar nicht gemessen. Aber für die Pflanzen sind diese viel wichtiger als der für den Menschen wirksamere Teil. Die meisten Tiere sehen auch definitiv anders als der Mensch.

Als Folge dieser Kaperung des Begriffs wird aus der natürlichen Strahlung, die Mensch wie Pflanzen oder Tiere maßgeblich beeinflusst, das herausgeschnitten, was zum absichtlichen Sehen von Objekten dient, auf die man fokussiert. Denn die 1924 definierte Kurve berücksichtigt nur das Zentrum der Retina. Sehen tun wir aber mit dem gesamten Auge. So sind die feinsten Lichtinstrumente blind für alle sonstigen Wirkungen auf den Menschen und bewerten das natürliche Licht, unter dem alle Pflanzen leben und gedeihen, nach der komplett falschen Bewertungskurve.  

Zunächst zur Natur. Bäume in den Städten erleben den Frühling in der Stadt Tage früher, und deren Herbst kommt später. Fliegende Insekten und deren Jäger ändern ihren Lebensrhythmus (mehr hier). So kann man über der Semper Oper an der Elbe um Mitternacht Möwen kreisen sehen. Eine Doktorarbeit vom Max-Planck-Institut für Verhaltenbiologie zeigt, dass die Lichtverschmutzung Fische ängstlich macht. Zudem verändert künstliches Licht in der Nacht das Verhalten von Fischen bis in die nächste Generation. (mehr hier). Nächtliches Licht und Insektensterben werden oft zusammen beobachtet (hier).

Was können die Wirkungen auf den Menschen sein, die man so übersieht bzw. nicht versteht? Eine Studie, die weltweit alle annehmbaren Wirkungen von LAN (Light at Night) ausgewertet hat, kommt zu diesem Schluss: "“Artificial light at night is significantly correlated for all forms of cancer as well as lung, breast, colorectal, and prostate cancers individually.” In Deutsch, künstliche Beleuchtung in der Nacht ist signifikant korreliert mit allen Arten von Krebs, im Einzelnen mit Lungen-, Brust-, Dickdarm- und Prostata-Krebs." (Quelle: Al-Naggar, R. A., & Anil, S. (2016). Artificial Light at Night and Cancer: Global Study. Asian Pacific Journal of Cancer Prevention: APJCP)

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Zurück in die Höhle Dank iPhone & Co?

Als ich das Buch “Genesis 2.0 – Schöpfung der elektrischen Sonne” ausarbeitete, ging es mir nur um die Bedeutung des künstlichen Lichts im Laufe der Menschheitsgeschichte. Wenn man das Buch liest, merkt man hingegen, dass fast immer andere Faktoren wichtige Rollen spielten. Am trivialsten kann man das an der Blendung von Autoscheinwerfern erklären. Die meisten davon werden tagsüber niemanden blenden. Nachts tun das die meisten auch nicht, weil seit den 1930er Jahren ein Gesetz deren Prüfung erzwingt. Hingegen blenden kleine Fahrradlichter selbst bei Sonnenschein (hier und da), weil man an Fahrrädern Lichter nicht so anbringen kann wie an Autos.

Dass Licht allein kaum Probleme schafft, sondern häufig in Tateinheit mit einer großen technischen Errungenschaft, dem Smartphone, hätte ich nicht unbedingt thematisieren wollen. Ein Artikel einer internationalen Gruppe Forschender tut genau das. Der Titel "Myopia and Daylight: A Combination of Factors" (Kurzsichtigkeit und Tageslicht - Eine kombinierte Wirkung von Faktoren). Der Artikel erscheint demnächst in Frontiers in Medicine – Ophthalmology, geschrieben von 9 hochkarätigen AutorInnen aus 6 Ländern.

Im Abstract des Artikels liest sich das Ergebnis wie eine Horrormeldung: In urbanen Teilen von Süd- und Ostasien sind Heranwachsende derzeit zu  80% bis 90% kurzsichtig. Man spricht von einer Epidemie. Diese ist durch die Corona-Jahre sogar beschleunigt worden. Der Effekt sei weltweit zu beobachten. Ursache: Ständige Beschäftigung mit dem Smartphone bei sehr kurzen Sehentfernungen + geringe Lichtmengen, weil die Kinder und Jugendlichen das Tageslicht meiden. (Hier kann man sich melden, um von der Veröffentlichung des Artikels zu erfahren.) Bis dahin kann man sich in der Berliner U-Bahn umsehen, wie viele Menschen etwa so gucken wie auf dem Foto. Es ist aus Sapporo, könnte aber auch aus Berlin sein.

Hier sei an die Ausführungen erinnert, die unter “Selbstverdienter Niedergang der elektrischen Sonne” zusammengefasst sind. Der Bedeutungsverlust der Beleuchtung mit dem Gewinn der elektronischen Displays an Relevanz geht also einher mit Lichtverlust insgesamt. Die Menschen ziehen sich weiter zurück von dem Tageslicht, und das künstliche brauchen sie wesentlich seltener. Am Ende wird der Mensch nicht etwa “krank”, er degeneriert vielmehr. Er wird kurzsichtiger und bekommt eine verkrümmte Wirbelsäule.

Zeit zum Handeln. Auf Displays geglotzt haben wir schon zu lange.

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Warum Beleuchtung im Büro Stress bedeutet?

Alle wollen unser Gutes und dennoch fühlen wir Stress, wenn es um die Beleuchtung im Büro geht. Wenn man die einschlägigen Zeitschriften liest, ist das Licht im Büro blendfrei und angenehm. Besser könnte sie gar nicht sein. So ähnlich ergeht es vielen auch mit der Klimatisierung. Wie kommt das eigentlich?

Vor langen Jahren musste ein Unternehmen ein wirklich minderwertiges Bürohaus bauen, deren Fertigstellung nur fünf Monate nach Planungsbeginn sein musste. Die Planung des Mutterhauses hingegen hatte mehrere Jahre gedauert und war in Begleitung eines Arbeitspsychologen optimal erfolgt. Der Arbeitgeber wusste nicht, wie er der Belegschaft beibringen sollte, dass manche  in die "Baracke" ziehen mussten. Er war schockiert, als alle dies wollten. Niemand wollte in dem nach allen Regeln der Kunst erbauten Büro bleiben.

Üblicherweise lastet man so etwas dem Architekten, dem Lichtplaner oder dem Klimatechniker an. In dem gegebenen Fall hatten sie aber ihr Bestes gegeben. In solchen Fällen wird die Schuld bei der Belegschaft gesucht. Sie wird dann beschuldigt, hysterisch zu reagieren, gar zu spinnen. Ein Patentrezept, das gegen solche Auswüchse geholfen haben soll, z.B. ein Klimaregler, der gar nicht angeschlossen ist, aber den Eindruck erweckt, etwas zu bewirken, ist über 50 Jahre alt aber immer noch nicht tot.

Nach jahrelanger Forschung in Büros habe ich den einwandfreien Beweis dafür, dass es an der Entmündigung des Nutzers liegt. Dieser ist der Benutzer des Büros und der Betreiber. Den Betreiber binden Regeln wie Normen, die er anwenden muss, will er den Anforderungen des Arbeitsschutzes genügen. Woher kommen aber diese?

Eigentlich ist die Sache sehr einfach. Jedes Gewerk befolgt Regeln für dieses, das von Fachleuten geschrieben worden sind. Dummerweise steht manchmal der Klimatechniker dem Lichttechniker im Wege. So entstanden vor langer Zeit Räume mit glatten Decken mit eingebauten Leuchten, damit die Luft gut verteilt wird. Solche Leuchten können aber nie Indirektbeleuchtung produzieren, die bei den Benutzern hoch angesehen ist. Alternativ kann man großflächige Leuchten installieren, die weniger blenden. Aber die verhunzen die Akustik.

Überhaupt Akustik. Die vielen Schallschirme, die man immer häufiger in die Büros pflanzt, machen die Arbeit des Lichtplaners zunichte.  Und verhindern auch die Luftzirkulation.

Wie eine Planung ideal laufen würde, hat die FGL (Fördergemeinschaft Gutes Licht) vor etwa 50 Jahren dargelegt. Das Bild zeigt die Kooperation aus Sicht des Lichtplaners.

Was das Bild nicht zeigt, ist dasselbe aus der Sicht der restlichen neun. Man kann also neun weitere Bilder wie hier erstellen und immer erneut die Anforderungen zur Gestaltung eintragen. Dann fehlen in dem Bild immer noch die Stakeholder "Benutzer", "Belegschaftsvertreter" und "Facility Management".

In dem Buch Genesis 2.0 - Schöpfung der elektrischen Sonne habe ich die Entmündigung des Benutzers und des Planers der Beleuchtung dargestellt (hier). In der Beschreibung werden die wichtigsten Gründe erläutert, darunter die Ignorierung der individuellen Unterschiede, die nachweislich in den 1950ern bekannt waren.

Es wäre ein schwacher Trost zu wissen, dass eine Malaise bekannt ist. Mein Institut hat aber auch untersucht, wie man Beleuchtung individuell gestalten und dabei sogar Geld wie Energie sparen kann. Die gesamte Studie ist hier erklärt und mit einer Reihe von zusätzlichen Dokumenten abrufbar. LichtundGesundheit_1998

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Warum blenden Fahrräder am hellichten Tage?

Diesen Aufschrei eines Berliners druckte der Tagesspiegel letzten Samstag. Das ist keinesweg neu oder erstaunlich.

Vor langer Zeit stand in der gleichen Zeitung: "Trotzdem empfinde ich falsch eingestellte Fahrradscheinwerfer von Geisterradlern als viel störender als Autoscheinwerfer. Ich bin da oft sekundenlang im Blindflug unterwegs." oder sogar das:

"Blendende Fahrradscheinwerfer stören, stimmt und viele Sonntagsradler suchen damit scheinbar den Himmel ab. Aber Im Verhältnis zu den schon seit Ewigkeiten erlaubten Autoscheinwerfern sind sie echt ein Witz.

Kann man solche Aussagen mit dem Wissen über Blendung (s. hier ) erklären? In dem Buch "Genesi 2.0 - Schöpfung der elektrischen Sonne" wird das Thema zwar abgehandelt, aber weitgehend aus Sicht der arbeitendem Menschen. Wieso stören sich Leute auf der Straße an Fahrrädern, wo doch Autos viel größere und mächtigere Scheinwerfer haben?

Es liegt an der Größe "Leuchtdichte" (s. dazu die Ausführungen hier), mit der wir schlecht umgehen können. Daher ist die Beleuchtung von Fahrzeugen seit Jahrzehnten gesetzlich reglementiert. Sie unterliegt strengen Zulassungsbeschränkungen. Nicht nur das. Bei jeder einzelnen Prüfung beim TÜV wird die Einstellung der Scheinwerfer geprüft.

Sind Fahrräder keine Fahrzeuge? Das schon, aber während ihrer gesamten Geschichte vor der Einführung der LED verdiente deren Beleuchtung bestenfalls das Prädikat Funzel. Auch die LED-Scheinwerfer für Fahrräder geben wenig Licht im Vergleich zu denen der Autos ab. Blenden tut aber die Leuchtdichte. Und diese kann bei LED etwa die gleiche Größenordnung wie die Sonne erreichen. Kleiner ist lediglich die leuchtende Fläche. Daher nimmt man die Fahrradscheinwerfer nicht allzu ernst. (Mehr hier)

Wenn einem auf einer Straße ein Fahrrad entgegen kommt, sieht man selbst bei Sonnenschein eine Weile nichts in dessen Umgebung. Der Fahrer ahnt aber nichts davon, weil er nicht einmal merkt, dass das Licht an ist. Nur etwas schwächer sind die Schlusslichter der Fahrräder. Diese irritieren eher durch rotes Blinken.

An dem Beispiel der Kinderräder kann man sehen, was Technologie bedeutet. Sie besteht nicht nur aus Technik, sondern schließt Regelungen wie Prüfungen ein. Was ist LKW oder Autos recht gut funktioniert, versagt an Fahrrädern.

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HCL Zukunft oder Vergangenheit?

HCL (= human centric lighting) ist nach der Darstellung der lichttechnischen Industrie ein Beleuchtungskonzept. Sie wollte die Aufregung um die Entdeckung eines neuen Lichtsensors im Auge nutzen, um Werbung für Licht zu machen. Eine solche Werbung hat mit der üblichen Werbung wenig zu tun, wie man an den früheren Maßnahmen dieser Art sehen kann, z.B. an den Broschüren von FGL (Fördergemeinschaft Gutes Licht). Sie illustrieren, was man alles mit Beleuchtung machen kann. Es geht um eine Absatzförderung mit positiven Beispielen.

HCL sollte aber mit Hilfe einer Argumentation gefördert werden, die die Gesundheit in den Vordergrund stellt. Die Wirkung sollte über eine Aktivierung von Hormonen erfolgen. Dies haben Mediziner umfangreich untersucht (s. insbesondere Die Legende vom gesunden Licht reloaded) so dass sachlich gesehen ein Anspruch begründet werden kann.

Das eine wesentliche Problem liegt in der Besonderheit des Arbeitsschutzes. Dieser ist Sache des Staates. Und der Staat wird sich immer schwer tun, wenn es um Eingriffe in den Hormonhaushalt von Arbeitnehmern gilt. Aber genau das wurde sogar in einem ISO-Standard zum Thema avisiert (ISO/CIE TR 21783 Light and lighting — Integrative lighting — Non-visual effects). Die Wirkung des "integrative lighting" beruht auf Melatonin.

Der Standard dreht sich um "integrative lighting", also um eine Beleuchtung, die physiologische wie psychologische Vorteile für Menschen bieten soll. In den Fussnoten ist zu lesen, dass man dies auch als HCL bezeichnet. Die Erkenntnisse, auf denen ISO/CIE TR 21783 basieren soll, stammen aus bestimmten Publikationen, von denen keine aus der Lichtforschung stammt, sondern aus folgenden Gebieten:

  • Therapie: 3 Objekte, davon eines Delirium
  • Krebsrisiko: 3 Objekte
  • Demenz: 4 Objekte
  • Lernerfolg: 3 Objekte
  • Hormonforschung: 2 Objekte
  • Gemütszustände: 6 Objekte
  • Schlaf und Schläfrigkeit: 21 Objekte (von insgesamt 63)
  • Gesundheit: 10 Objekte (im Titel oder Publikationsorgan)

 

Nachdem der Standard recht praxisfremde Schlussfolgerungen gezogen hat, haben die Chronobiologen noch eins darauf gesetzt und ein Zeitregime für die Anwendung von Beleuchtung mit Werten dafür veröffentlicht. Dieses zeigt das untere Bild:

So soll am Tage zwischen 06:00 Uhr und 19:00 Uhr ein Wert von 250 lx mel-Edi herrschen (Rechenbeispiel hier, mel kommt von Melatonin.) Wenn man dies in praktische Umgebungen umrechnet, kommt man auf ein Vielfaches der heute üblichen Installationen. Diese braucht man nach dem besprochenen Konzept am Tage!

Abends soll es zwischen 19:00 Uhr und 22:00 Uhr maximal 10 lx herrschen. Das wäre kein Problem, wenn die Menschen weder arbeiten noch Fernsehen würden. Allein der Computerbildschirm erreicht bis zum 7-fachen des Wertes ohne jegliche Beleuchtung.

Und nachts soll möglichst kein Licht ins Auge gehen. Was das alles bedeuten kann, habe ich z.B. hier dargestellt.

Diesem Regime können Menschen, die am Äquator leben, schon folgen, so sie abends weder arbeiten wollen noch irgend eine soziale Aktivität entfalten. Bereits nördlich des Mittelmeers, also Griechenland bis Spanien, wird es schwer. Denn am Abend um 19:00 Uhr herum finden dort die intensivsten sozialen Aktivitäten im Freien statt (italienisch Piazza). Außerdem kommt der Tag vor 06:00 Uhr morgens und ist um 19:00 abends immer noch da. Es sei denn, es ist Winter. Die Mittel- und Nordeuropäer werden die Sache noch skeptischer Sehen. In Deutschland (Hamburg) geht die Sonne um 04:50 Uhr auf, und der Tag dauert 17,05 Stunden (Sommersonnenwende). So geht die Sonne erst 21:53 Uhr unter. Im äußersten Osten von Deutschland findet das Ganze jeweils etwa 45 Minuten früher statt. Innerhalb von Deutschland unterscheidet sich zum gleichen Datum die Dauer eines lichten Tags in der Nord-Süd-Richtung um bis zu fast eineinhalb Stunden. Die vier Orte des deutschen Zipfelbundes, also der äußersten Gemeinden von der Mitte aus, gehören zwar zu Deutschland, und die Uhren stehen an allen vier Orten immer gleich. Die physiologische Zeit in Oberstdorf im Süden und Görlitz im Nordosten könnte aber nicht unterschiedlicher sein.

Mittlerweile hat die CIE sich das Konzept tiefergehend angeguckt und vorsichtig Abstand genommen. Insbesondere die Bedürfnisse des Menschen, der nachts arbeiten will oder gar muss, scheinen nicht berücksichtigt. Die CIE hat sich zwar nicht ganz klar geäußert dazu, dass man das künstliche Licht ausgerechnet während des Tages erhöhen soll, wenn die Sonne scheint. Umgekehrt soll das Licht möglichst gemieden werden in der Zeit, in der Menschen noch in vorgeschichtlicher Zeit künstliches Licht angewendet haben.

Vorerst scheint HCL eher Vergangenheit geworden zu  sein, ehe es in der Gegenwart angekommen war. Wenn nichts weiter passiert, wird sich das einzige Erbe in Einschlafpillen mit Melatonin erschöpfen. So wie die erste Welle von "Light and Health" vor 100 Jahren, der wir die Vitamin D angereicherte MIlch in den USA verdanken.

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Warum ist meine LED schon wieder kaputt?

Wer viel über LEDs gelesen hat, wundert sich zuweilen, warum eine vor Kurzem gekaufte Lampe tot ist. Angeblich leben LEDs 50.000 Stunden.

Kurze Antwort, wenn eine Lampe wirklich schnell gestorben ist: LEDs haben ein thermisches Problem. An falscher Stelle eingebaut und schlecht gekühlt, kann jede LED schnell sterben. Wer im Baumarkt solche eine Lampe kauft, sollte sie anmachen und nach mehreren Minuten die Temperatur fühlen.

Die lange Antwort kann wirklich lang werden, was man daran erkennt, dass es Seminare in Wochenlänge zu dem Thema gibt. Üblicherweise wird eine LED nicht total ausfallen, sondern nur an Qualität einbüßen. So verliert sie an Lichtstrom (wird dunkler), verändert die Farbe (wird blasser). Sie flackert oder glimmt im ausgeschalteten Zustand.

Wer als Techniker an LEDs arbeitet, benötigt genauere Informationen wie Daten als jemand, den nur der Betrieb interessiert. Dieser muss mit Angaben wie L70B10C10F10 umgehen können. So bedeutet L70, dass der Lichtstrom auf 70% zurückgegangen ist. Die Lampe ist aber immer noch funktionsfähig, gibt aber weniger Licht ab.

Wenn hinter L70 eine weitere folgt, so L70B10, bedeutet dies, dass bei einem Verlust von 30% an Lichtstrom höchstens 10% der Elemente diese Leistung unterschreiten dürfen. Bx ist somit ein Maß für die Ungleichmäßigkeit der Helligkeit der Elemente innerhalb eines LED-Moduls.

Totalausfälle von LED-Modulen bzw. -Leuchten werden durch den Cx-Wert (catastrophic failure) gekennzeichnet, wobei der Zahlenwert von X die zu einem gegebenen Zeitpunkt zu erwartende Ausfallrate in Prozent angibt. Ein Wert von C10 bedeutet, dass in einem Modul 10% aller Elemente total ausgefallen sind.

Last not least, kommt der Wert Fx, die Zusammenfassung von Bx und Cx. F10 bedeutet, dass höchstens 10% der LED dürfen den L-Wert unterschreiten (inklusive Totalausfall).

Den kompletten Wert für die Lebensdauer mit L70B10C10F10 wird man in der Praxis selten finden. Auf Lampenpackungen erscheint häufig eine Angabe in Jahren. Diese wird berechnet für einen Betrieb von 2 Stunden und 45 Minuten am Tag, also etwa 10% des Tages.  Wer das aus welchem Grund so festgelegt hat, müsste man bei Interesse selbst ermitteln.

Eine Angabe wie L70B10 50.000 Stunden bedeutet, dass nach 50.000 Betriebsstunden noch 70% des ursprünglichen Lichtstroms vorhanden sind und maximal 10% der LEDs in der getesteten Gruppe diesen Wert unterschreiten oder ausgefallen sind. Fehlt der B-Wert, wird standardmäßig von B50 ausgegangen.

Beim Kauf von LED-Lampen ist es ratsam, auf die Angabe der Betriebsstunden in Kombination mit dem L- und B-Wert zu achten, um eine fundiertere Entscheidung über die zu erwartende Lebensdauer treffen zu können.

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Wirkung der Tageslichtfarbe im Innenraum

Nach langen Irrungen und Wirrungen hat die Lichttechnik die Bedeutung des Tageslichts für den Menschen anerkannt. Leider ist kaum jemandem klar, wovon man spricht, wenn von Tageslicht die Rede ist. Dies habe ich u.a. hier thematisiert.

Zum einen geht es darum, dass in der Lichttechnik nur ein Teil des Tageslichts als Licht aufgefasst wird. Diesen Teil hat aber nie ein Mensch oder ein Tier erlebt. Pflanzen schon gar nicht. Das Problem geht aber weiter, weil das Wort "Tageslicht" z.B. zur Bezeichnung von Lampen verwendet wird, deren Licht in keinerlei Hinsicht etwas mit Tageslicht zu tun haben kann.

Aber auch ein mit vielerlei Tricks in Arbeitsräume eingeführtes Licht wird Tageslicht genannt, so auch das hier abgebildete.

Die vielen Spiegel reflektieren das Licht, dass die Prismen über dem Fenster  vom Himmel in den Raum umlenken. Die Prismen sammeln aber nicht das Sonnenlicht, sondern das Licht vom Zenit, weil es dort konstanter ist. Dort finden sich zuweilen Wolken, deren Farbtemperatur je nach Wolkenart variiert. Sie kann sich von 2000 K bis 3000 K (gegen Abend) über 5000 K bis 7500 K (hohe Wolken, mittags) auf bis 9000 K bis 12000 K (dünne Wolke oder wolkenloser Himmel)  ändern. Ohne Wolken liegt die Farbtemperatur meist oberhalb von 10000 K und reicht bis 17000 K.

Die angegebenen Farbtemperaturen sind "Natur". Was empfindet aber der Mensch als "natürlich"? Die Erfahrung sagt, dass die Empfindung draußen und drinnen sehr unterschiedlich ist. Während man einen strahlendblauen Himmel (über 10.000 K) häufig mit Wärme verbindet, weil gleichzeitig die Sonne scheint, empfinden Menschen die Lichtfarbe "neutralweiß" (4000 K) im Innenraum als kalt. Als "natürlich" wird die Glühlampe erlebt, an der bestimmt nichts natürlich ist.

Seit 2018 wird die biologische Wirkung von Beleuchtung auf das Tageslicht bezogen, und zwar auf ein Licht mit der Farbtemperatur von 6504 K. Dieses Licht ist im Vergleich zum blauen Himmel sehr warm! Aber kaum jemand möchte es in seinem Arbeitsraum sehen.

Das Unterfangen, Tageslicht oder was es sein soll, mit physikalischen Größen zu charakterisieren und die Empfindungen der Nutzer damit zu erklären, ist zum Scheitern verdammt. U.a. deswegen geben Beleuchtungsnormen, die ansonsten sehr detaillierte Angaben zu verschiedenen Beleuchtungsstärken machen, keine Empfehlung zu Lichtfarbe bzw. Farbtemperatur. So steht es in der letzten Beleuchtungsnorm DIN EN 12464-1:

"Die Wahl der Lichtfarbe ist eine Frage der Psychologie, der Ästhetik und dem, was als natürlich angesehen wird. Die Auswahl hängt von der Beleuchtungsstärke, den Farben des Raums und der Möbel, dem Umgebungsklima und der Anwendung ab. In warmen Klimazonen wird im Allgemeinen eine kühlere Lichtfarbe bevorzugt, wohingegen in kaltem Klima eine wärmere Lichtfarbe bevorzugt wird."

 

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Warum man in Arbeitsräumen kein UV-Licht erzeugt

Wenn die UV-Strahlung so lebenswichtig ist, wie in diesem Buch behauptet, fragt man sich, warum man dies nicht mit Lampen erzeugt. Das hatte der Guru der Vollspektrumlampe, John Ott,  ausdrücklich bemängelt.

Die Antwort auf diese Frage ist mehrere Milliarden Jahre alt: UV ist eine tödliche Strahlung. So tödlich, dass das Leben auf der Erde erst nach der Bildung der Ozonschicht das schützende Wasser verlassen durfte. Etwas bizarr, dass ausgerechnet ein giftiges Gas dem Leben auf die Sprünge helfen musste.

Es gibt auch eine etwa 100 Jahre alte Antwort, die ich in dem Buch ausführlich behandle (s. Geburtsjahre der elektrischen Sonne und Auftritt Matthew Luckiesh – Von der Überlegenheit der elektrischen Sonne) Vor einem Jahrhundert war es das erklärte Ziel der Lichttechnik, UV in alle Räume zu bringen. Selbst Züge, Busse oder Schiffe wurden mit UV-durchlässigen Fenstern versehen. Diese Lampe sollte für Sehen und Gesundheit sorgen:

Kindergärten oder Schulklassenräume wurden mit diesen und ähnlichen Lampen beleuchtet bzw, bestrahlt.

An dem Bild1Quelle: Science Service Collection, Division of Medicine and Science, National Museum of American History, Smithsonian Institution kann man erkennen, warum das Anliegen zum Scheitern verurteilt war. Die gesunde UV-Strahlung in der Natur ist in der Atmosphäre gestreut. Wenn sie direkt von der Sonne kommt, wie hier aus der Lampe, empfangen die Menschen sie sehr unterschiedlich. Die Kinder rechts im Bild werden vom UV kaum profitieren, während die auf der Gegenseite die Strahlung auch ins Auge bekommen.

Die heutigen Arbeitsschutzbestimmungen würden UV-Erzeugern kaum Chancen lassen, diese in Innenräumen zu installieren. Selbst die einst hochgepriesenen UV-durchlässigen Fenstergläser (s. Lass’ die Sonne wieder scheinen) wie Vita Glass wären in Wohnungen bedenklich, weil kein Mensch diese Strahlung im Schutz seiner Wohnung erwartet.

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Wirkung einer physikalischen Größe auf den Menschen

Physikalische Größen wie Gewicht (Reis, Brot) oder Volumen (Milch, Wein) werden in einem physikalischen Maßsystem gemessen. Wenn sie sich auf den Menschen auswirken, gilt dieses System nicht mehr. So sind 2 kg Brot doppelt so viel wie 1 kg. Wenn man das Brot auf einmal isst, ist die Wirkunf von 2 kg Brot nicht doppelt so hoch wie bei einem kg.

Allgemein nimmt man an, dass sich physikalische Größen auf Empfindungen nach einer sog. S-Kurve auswirken.

In dem Bereich 1 wirkt sich die physikalische Größe nicht erkennbar aus (unterschwellig). Nach Erreichen eines Schwellenwertes nimmt die Wirkung mit zunehmender Größe zu. Im Bereich 3 bleibt die Wirkung gleich oder nimmt sogar auch ab (Sättigung).

Der Verlauf im Bereich 2 ist für die Forschung am interessantesten. Man nimmt an, dass die Wirkung mit dem Logarithmus der Größe ansteigt. So z.B. bei der Leistung. Die Wirkgröße (Beleuchtungsstärke) ist logarithmisch unterteilt.

So verfährt man z.B. bei Schall. Die Wirkgröße (Schalldruckpegel) erzeugt Lärm nicht linear, sondern logarithmisch. So wirkt sich eine Verdoppelung des Schalldrucks bei 50 dB(A) nur dahingehend aus, dass jetzt 53 dB(A) herrschen.

In der Lichttechnik sind alle Grundgrößen linear. Die oben gewählte logarithmische Darstellung wurde vor langer Zeit aufgegeben. So sind 200 lx doppelt so groß wie 100 lx. Ihre Wirkung steigt aber nicht in dem gleichen Maße.

 

Die wahren Verhältnisse zeigt die obige Kurve. Die Sehleistung lässt sich mit zunehmender physikalischer Wirkung steigern, hört aber irgendwo auf. Der unterschwellige Bereich liegt bei etwa 1 lx. Der grüne ansteigende Ast liegt bei Lesbarkeit von einem weißen Blatt Papier zwischen 1 lx und ca. 1000 lx. Bei oberhalb von ca. 10,000 lx blendet das Papier derart zunehmend, dass die Sehleistung sinkt.