Eine salutogenetische Betrachtung von Licht – Umsetzungshindernisse und Chancen

Der sicherste Ort für Schiffe ist der Hafen.
Dafür werden die Schiffe aber nicht gebaut.
Anonymus

Eine salutogenetische Betrachtung von Licht , kurzgefasst

Der Beitrag untersucht die neueste Beleuchtungsnorm ISO/CIE 8995-1:2025 aus einer salutogenetischen Perspektive und fragt, ob die Norm geeignet ist, Licht nicht nur als technische Mindestanforderung, sondern als Ressource für Gesundheit, Orientierung und Handlungsfähigkeit zu begreifen. Ausgangspunkt ist das Salutogenese-Modell, dessen Kohärenzgefühl aus Verstehbarkeit, Handhabbarkeit und Sinnhaftigkeit besteht. Diese drei Dimensionen werden auf die Beleuchtungsnorm übertragen, um deren praktische und begriffliche Leistungsfähigkeit kritisch zu prüfen.

Im Hinblick auf die Verstehbarkeit zeigt der Text erhebliche Defizite. Die Norm beansprucht, Anforderungen an Beleuchtung für Sehkomfort, Leistungsfähigkeit und Sicherheit zu formulieren. Gerade diese Zielgrößen erscheinen jedoch begrifflich unscharf oder unzureichend definiert. Der Begriff des Sehkomforts bleibt ohne belastbare Definition, Leistungsfähigkeit wird als zu weit gefasster Allgemeinbegriff kritisiert, und der Sicherheitsbegriff steht nach meiner Auffassung in Spannung zu normativen Vorgaben, die eine präzise Zweck- oder Schutzzielformulierung verlangen. Zusätzlich problematisiert der Beitrag den Geltungsbereich für Personen mit „normalem“ oder auf Normalwerte korrigiertem Sehvermögen und Lichtempfinden, da solche Normalwerte praktisch und rechtlich fragwürdig sind.

Die Handhabbarkeit wird vor allem daran gemessen, ob Betroffene oder Lichtplanende über geeignete Mittel verfügen, um Beleuchtung an individuelle Bedürfnisse anzupassen. Ich argumentiere, dass starre Beleuchtungsstärken, komplexe Tabellenwerte, unklare Begriffe und schwer überprüfbare Anforderungen die praktische Aneignung erschweren. Besonders problematisch erscheinen Bildschirmarbeitsplätze, an denen Fremdlicht Reflexionen, Blendung und visuelle Belastungen erzeugen kann. Diese werden kaum berücksichtigt, als wäre der Computer gerade erfunden worden. Zugleich weist der Beitrag darauf hin, dass moderne LED-Technik, tunable White, zonale Beleuchtung und individuell steuerbare Lichtsysteme neue Möglichkeiten eröffnen, Licht flexibler, nutzerbezogener und experimentell handhabbar zu machen.

Die Dimension der Sinnhaftigkeit verschiebt den Blick von bloßer Normkonformität auf gesundheitsförderliche Lichtumgebungen. Sichtverbindung nach außen, Tageslichtdynamik, atmosphärische Raumqualität und anpassbare Beleuchtung werden als Faktoren beschrieben, die biologische Rhythmen, Motivation und Wohlbefinden unterstützen können. Insgesamt kommt der Beitrag zu dem Ergebnis, dass eine rein pathogenetische Lichtplanung, die Augenbeschwerden, Unfälle oder Mindestwerte vermeiden will, nicht ausreicht. Eine salutogenetische Lichtplanung fragt vielmehr, wie Licht Verstehen, Bewältigen und Sinnstiftung im Arbeitsraum ermöglicht. Damit wird Licht als Bestandteil einer menschengerechten, flexiblen und gesundheitsfördernden Arbeitsumgebung verstanden, insbesondere im Kontext digitaler Arbeit und New-Work-Konzepte.

Eine salutogenetische Betrachtung von Licht - Umsetzungshindernisse und Chancen

Zum Thema

Der Beitrag Warum wir eine neue Perspektive für Lichtwirkungen brauchen kam mir in den Sinn, als ich versuchte, die neueste Beleuchtungsnorm ISO/CIE 8995-1:2025 zu verstehen. Denn die in dem Beitrag vorgeschlagene Methode, Licht salutogenetisch zu betrachten, setzt sich aus drei Komponenten zusammen:

  • der Verstehbarkeit(Fähigkeit die Situation auf ihre Ursachen hin zu analysieren)
  • der Handhabbarkeit(Wissen um die eigenen Ressourcen) und
  • der Sinnhaftigkeit(Sinnhaftigkeit eines Bewältigungsversuches)

 

Die besagte Norm ist eine wie keine andere. Sie soll global gelten, außer im erdnahen Orbit. Sie fasst in 113 Seiten so ziemlich alles zusammen, was Lichttechniker gut für die arbeitende Bevölkerung halten. Daher gelten die nachfolgenden Ausführungen auch global, also für jeden arbeitenden Menschen auf allen 6 Kontinenten.

Zu Verstehbarkeit

Die Verstehbarkeit steht nicht ohne Grund an erster Stelle in der Liste der Komponenten der Salutogenese, die eine aktive Form der Auseinandersetzung mit der Umwelt ist. So müssten die Betroffenen zumindest verstehen, was die Norm will, soll, und was sie als Instrumente bietet.

Die Norm ISO/CIE 8995-1 dient als eine globale Norm für Arbeitsplätze nach eigenem Anspruch hierzu:

Dieses Dokument legt die Anforderungen an die Beleuchtung von Arbeitsstätten in Innenräumen fest, die den Bedürfnissen hinsichtlich Sehkomfort, Leistungsfähigkeit und Sicherheit von Personen entsprechen, deren Sehvermögen und Lichtempfindlichkeit normal sind oder auf einen normalen Wert korrigiert wurden.

Um zu verstehen, was die Norm erreichen will, müsste jeder Mensch eine ungefähre Vorstellung davon haben, was Sehkomfort bedeutet. Aber unter den 1.347 Definitionen der CIE, dem Herausgeber dieser Norm, findet sich keine Definition von Sehkomfort. Anderswo kann man trotz intensiver Suche auch keine Definition entdecken.

Bei der Leistungsfähigkeit braucht man erst gar nicht zu suchen, denn das englische Original, performance, ist ein Allgemeinplatz. Es kann alles bedeuten, oder auch nichts. Man könnte der Meinung sein, dass es sich dabei um Sehleistung handelt. Denn die Vorlage für diese Norm, EN 12464-1, spricht im Geltungsbereich tatsächlich von Sehleistung. Warum man in der globalen Norm lieber von Leistungsfähigkeit spricht, ist vermutlich der Marketingidee für diese Norm zu verdanken. Denn mit Licht die Leistungsfähigkeit zu fördern, war schon immer ein Ziel des Lichtmarketings. Allerdings ist bereits der erste Großversuch kläglich gescheitert. (s. Kapitel Legendenbildung und Märchenerzählung – Ungewöhnliche Aktivitäten für Ingenieure und Außergewöhnliche Folgen des Hawthorne-Projekts)

Bleibt noch Sicherheit als Ziel. Die Sicherheit darf in der Normung seit 1990 nicht ohne einen Qualifier benutzt werden, schon gar nicht im Geltungsbereich. Es gibt hierzu eine offizielle Vorgabe (ISO/IEC Guide 51) den Leitfaden für die Aufnahme von Sicherheitsaspekten in Normen, wonach das Wort „Sicherheit“ (oder „sicher“) aus zwei wesentlichen Gründen nicht ohne präzisen Kontext oder Zusatz (Qualifier) verwendet werden darf:

  • Das Missverständnis der „absoluten Sicherheit“
  • Die Pflicht zur Präzision (Gegenstandsbezug)

 

Bei ISO-Standards gibt es noch ein Hindernis bei der Benutzung des Wortes Sicherheit wie safety: Ein ISO-Standard darf keine Information enthalten, die gegen örtliche gesetzliche Bestimmungen verstoßen könnte. Dazu gehören zumindest Arbeitsschutzbestimmungen, die es in den meisten Ländern gibt. Allerdings unterschieden sich diese Bestimmungen wie die Arbeitskultur selbst. Bei ISO 8995-1 steht bereits im Geltungsbereich, dass die Regelsetzer nicht allzu viel von Regeln halten, an die sich jeder halten muss.

Normen müssen eindeutig, prüfbar und unmissverständlich sein. Ein reines „Dieses Gerät ist sicher“ erfüllt dieses Kriterium nicht. Der ISO/IEC Guide 51 verpflichtet Normengremien dazu, das Wort „Sicherheit“ durch den konkreten Zweck oder das Schutzziel zu ersetzen oder zu ergänzen. Beispiele: „Schutzhelm“ (Indikation des Ziels), „Verbund-Sicherheitsglas“ (technische Eigenschaft), „Funktionale Sicherheit von Steuerungssystemen“ (Art der Sicherheit).

Dass die CIE im Jahr 2025, also 35 Jahre nach der Veröffentlichung von ISO/IEC Guide 51, einen Sündenfall begeht, ist kein Zufall, auch kein Versehen. Man beansprucht seit Jahrzehnten das Feld Arbeitsschutz – in Deutschland seit 1935 (sic!) – obwohl hierzu die Grundlage fehlt. Nach einer CIE-Untersuchung hatten 14 Staaten der Welt Vorschriften dazu, aber keiner konnte die Grundlage benennen (s. CIE 103-1993 Technical Reports, Research Notes and Reporters' Reports 103/2 Industrial Lighting and Safety at Work).

Dass die Norm gegen die ISO-Regularien verstößt und trotzdem wundersamerweise dennoch veröffentlicht wurde, macht sie nicht formal richtig, zumindest nicht für die 27 EU-Staaten. Denn die EU-Arbeitsschutzrichtlinien verbieten seit 1990 den „privaten“ Normern (z.B. IEC, CIE, ISO, DIN, VDI), auch nur zu behaupten, ihre Standards würden sich um den Arbeitsschutz kümmern. Die in Deutschland gültige „Version“ von ISO 8995-1, DIN EN 12464-1, trägt ein nationales Vorwort, in dem dies ausdrücklich klargestellt wird:

Sicherheit und Gesundheitsschutz
Grundsätzliche Anforderungen an die Beleuchtung hinsichtlich der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes der Beschäftigten bei der Arbeit werden in Deutschland nicht in dieser Norm, sondern in der Arbeitsstättenverordnung (ArbStättV) geregelt. ...”

Können Menschen oder Lichtplaner das alles verstehen? Sollten sie das wider Erwarten einigermaßen schaffen, werden sie spätestens an dieser Stelle echte Schwierigkeiten bekommen: Die Norm gilt gemäß Geltungsbereich für Personen „deren Sehvermögen und Lichtempfindlichkeit normal sind oder auf einen normalen Wert korrigiert wurden.“

Solche Personen existieren vermutlich nicht. Ich kenne jedenfalls weder Personen, deren Lichtempfindlichkeit normal ist, noch irgendwelche Methoden, die eine Anpassung bewerkstelligen sollen, falls einer nicht „normal“ sein soll. Ein „normales“ Sehvermögen gibt es auch nicht.

Es gibt nur einen Visus (Sehschärfe) von 1,0, der in der Ophthalmologie als Standardwert gilt. Es gibt aber Leute, die einen Visus bis 1,6 erreichen. In der Arbeitswelt gibt es Menschen, deren Visus aber bei 0,3 liegt, die bestimmte Aufgaben noch wahrnehmen können. Was normal sein soll, weiß niemand. Muss auch keiner wissen. Denn Normen für Arbeitsstätten müssen für alle Arbeitnehmer gelten und nicht nur für manche. Das Prinzip dahinter heißt Accessibility (meist übersetzt als Barrierefreiheit) und begründet ein Menschenrecht. (s. Human Factors in Lighting – alias Ergonomie der Beleuchtung). Von Rechts wegen darf eine solche Norm gar nicht veröffentlicht werden. (ISO 8995-1 wird in Deutschland nicht als nationale Norm veröffentlicht.)

Die erste Komponente der Salutogenese, die Verstehbarkeit, ist m.E. bereits durch den oben erklärten Gültigkeitsbereich nicht gegeben. Die Norm hat gemäß den Regularien der herausgebenden Stelle mindestens einen schweren formalen Fehler. Zudem ist sie nicht innerhalb der EU zulässig, weil sie die Sicherheit regeln will. Außerdem verstößt sie mit ihrem Geltungsbereich gegen ein fundamentales Menschenrecht (UN-Behindertenrechtskonvention (UN-BRK)). Sämtliche Zielvorgaben (Sehkomfort, Leistungsfähigkeit und Sicherheit von Personen) sind entweder nicht definiert oder nicht einmal eindeutig benannt.

Bleibt noch das Problem mit der Verstehbarkeit des Inhalts, der selbst mir als promovierter Lichttechniker und Autor von 20 Normen, davon drei mit lichttechnischem Inhalt, schwerfällt. Die inhaltlichen Fragen will ich unter Handhabbarkeit behandeln.

Zu Handhabbarkeit

Was ist Handhabbarkeit?

Handhabbarkeit ist das tiefe, innere Vertrauen einer Person, dass geeignete Ressourcen zur Verfügung stehen, um die anstehenden Anforderungen und Belastungen des Lebens erfolgreich zu bewältigen.

Dabei bedeutet Handhabbarkeit nicht, dass man jedes Problem im Alleingang oder aus eigener Kraft lösen muss. Es geht vielmehr um das Wissen: „Ich habe die Mittel, um damit umzugehen – entweder durch meine eigenen Fähigkeiten oder durch die Hilfe von außen.“

Die gemeinte Hilfe von außen kann im Falle von Licht beispielsweise durch den Lichtplaner erfolgen, der den wohlgemeinten Rat von Experten, in diesem Falle die Norm, i.S. des Individuums in die Praxis umsetzt. Im Idealfall verstehen die Autoren einer Norm oder einer Arbeitsstättenregel ihr Werk als ein “antizipiertes Sachverständigengutachten”, d.h., sie erkennen die Bedürfnisse des Betroffenen bezüglich der Beleuchtung und beschreiben eine Lösung. Der Betroffene muss nur noch erkennen, wo diese Lösung seine persönlichen Bedürfnisse berührt oder diesen zuwiderläuft, um geeignete Mittel zu aktivieren. Der Lichtplaner sorgt durch seine Tätigkeit im Voraus dafür, dass der Einzelne später möglichst wenig tun muss.

Beispiel für Handhabbarkeit

Um diese Vorstellung an einem einfachen Beispiel zu erklären, reicht die Arbeitsplatzleuchte als Zusatz zur Deckenbeleuchtung eines Raumes. Wenn die Letztere für einen größeren Teil der Rauminsassen hinreichend viel Licht produziert, kann die Beleuchtungsstärke an einem bestimmten Arbeitsplatz problemlos verdoppelt werden, wo es einen Bedarf gibt. Es gibt Leuchten dieser Art, mit denen man für Schwerbehinderte bis zu 10.000 lx auf dem Sehobjekt erzeugen kann. Wem das Licht in einem Raum nicht hell genug erscheint, muss also nicht allzu viel tun. Zudem betrifft die individuelle Maßnahme niemanden sonst, wenn die Leuchte nach DIN 5035-8 gebaut ist. Diese Norm verlangt zu jeder Leuchte eine Anleitung für deren sinnvolle Nutzung, die mit der Leuchte zusammen ausgeliefert werden muss. Leuchten nach DIN 5035-8 liefern auch die einzige Beleuchtung, die ihre Aufgabe nachweisbar erfüllt. (s. Beitrag: Die einzige zertifizierbare Beleuchtung).

Wenn aber die geplante Beleuchtung eines Raumes für bestimmte Leute zu viel LIcht generiert oder blendet, gibt es keine Lösung außer Abschalten. Dazu müsste man nur einen Schalter umlegen. Doch so leicht ist die Sache nicht, denn die ASR A3.4 Beleuchtung und Sichtverbindung schreibt nicht nur Beleuchtungsstärken für die Arbeitsplätze vor. Sie gibt sogar die Punkte an, an denen diese gemessen werden müssen.

Die vorgeschriebenen Werte sind einer Beleuchtungsnorm entnommen, deren Verwendung theoretisch freiwillig ist. Auch die ASR A3.4 muss niemand so anwenden, wie sie geschrieben steht. Mir ist aber weder ein Lichtplaner noch ein Arbeitgeber bekannt, der diese erfolgreich in Frage gestellt hat. Wie soll man denn gegen eine Vorschrift argumentieren, die vorgibt, die geforderten Beleuchtungsstärken an allen in dem unteren Bild gegebenen Punkten zu messen?

Bedauerlicherweise ist ASR A3.4 zum Planen einer Beleuchtung nicht gut geeignet, sodass man in der Praxis zumindest zu den Normen greifen muss. Da wird es richtig schwierig, weil nicht einmal die Autoren der Normen einem genau erklären können, wie man eigentlich die im Geltungsbereich angeführten Ziele erreichen kann.

Mehr Licht = Besseres Licht?

Wenn man dem Tenor der Norm (z.B. EN 12464-1 oder ISO/CIE 8995-1) folgt, geschieht dies primär durch Einhalten einer bestimmten Beleuchtungsstärke, die nie unterschritten werden darf. Dieser Wert heißt seit 2001 Wartungsbeleuchtungsstärke, wurde aber neuerdings ergänzt durch einen “höheren” Wartungswert, der eigentlich auch nie unterschritten werden darf, wenn eine der folgenden Bedingungen gilt:

— die Sehaufgabe kritisch für den Arbeitsablauf ist;

— Fehler nur unter hohen Kosten behoben werden können;

— Genauigkeit, höhere Produktivität oder erhöhte Konzentration von großer Bedeutung sind;

— Aufgabendetails ungewöhnlich klein oder ungewöhnlich geringen Kontrast aufweisen;

— die Aufgabe ungewöhnlich lange ausgeführt wird;

— der Bereich der Sehaufgabe oder Tätigkeit über wenig Tageslicht verfügt.

— die Sehfähigkeit des Arbeitnehmers unter dem üblichen Sehvermögen liegt.

Eigentlich gilt eine dieser Bedingungen immer. Nehmen wir an, dass der Arbeitnehmer, der das Licht seines Arbeitsplatzes salutogenetisch handhaben will, derjenige mit dem zu geringen Sehvermögen ist. Welche Mittel stehen ihm zur Verfügung, um eine Änderung zu bewirken? Was sagen seine Kolleginnen zu seinen Bemühungen, wenn sie schon beim minimalen Wartungswert zu viel Licht und zu viel Blendung erleben?

Was mag es bedeuten, dass die Sehfähigkeit eines Menschen unter dem üblichen Sehvermögen liegt? Man wird auch bei einer langen Literatursuche keine Quelle finden, aus der man das übliche Sehvermögen ableiten  kann.

Was ist, wenn das Licht einem zu viel wird?

Die Frage nach zu viel Licht ist nicht etwa von theoretischer Natur. Denn die Normen EN 12464-1 und ihr Abkömmling ISO/CIE 8995-1 sind praktisch ohne Berücksichtigung der Computertechnik entstanden, die die Mehrzahl der Arbeitsplätze in den meisten Wirtschaftsbereichen dominiert. Für alle Arbeitsplätze werden 8 Werte vorgegeben, davon sind  fünf Beleuchtungsstärken. Dort, wo die Autoren der Norm Computerarbeitsplätze vermuten, steht eine Bemerkung in der Spalte „Besondere Anforderungen“: „DSE-work, siehe 5.10“. DSE steht für display screen equipment. Ihre Nutzung scheint sehr selten zu erfolgen, denn diese besondere Anforderung erscheint nur 10-mal in 53 Tabellen mit 331 Arbeitsplatztypen. Meiner Erfahrung nach war die Verbreitung von Computerarbeitsplätzen bereits 1990 viel weiter.

Wer der Anforderung in der Tabelle nachgeht, findet unter Abschnitt 5.10 neben einer allgemeinen Erläuterung zu Bildschirmarbeit eine Tabelle mit maximalen Leuchtdichten in Abhängigkeit von der Helligkeit des Bildschirms. Woher der Lichtplaner das Wissen herholen soll, was der künftige Betreiber eines Arbeitsraums an Displays installieren wird, wäre eine Preisfrage. Welche Technik der spätere Arbeitgeber auch nehmen mag, die Norm gilt für Bildschirme, deren Neigung maximal 15° beträgt. Sie gilt daher nicht für Laptops, die heute etwa die Hälfte der Arbeitsplätze bevölkern. Deren Neigung beträgt etwa 35°. Auch die restliche Hälfte der Bildschirme sollte gemäß einer ergonomischen Norm (DIN EN ISO 9241-500) 35° nach hinten geneigt sein.

Einäugige Betrachtung der Sehleistung

Bleibt noch das Problem mit den unerwünschten Reflexionen. Dazu verweist die Norm auf ISO 9241-307: „Die Norm ISO 9241-307 enthält Empfehlungen zu den visuellen Eigenschaften von Displays hinsichtlich unerwünschter Reflexionen.“ Erstens enthält dieser Standard keine einzige Empfehlung. Und zweitens: Sie darf keine Empfehlungen enthalten, weil sie eine Messnorm ist. Drittens: Wenn unter der Bezeichnung besondere Anforderung für einen bestimmten Arbeitsplatztyp ein Hinweis steht, man solle sich eine bestimmte Norm ansehen, kann sich der Lichtplaner veräppelt vorkommen, weil nicht angegeben ist, was man danach machen soll. Bei dem fraglichen Sachverhalt handelt es sich immerhin um eine erhebliche Beeinträchtigung der Sehleistung und um eine starke Belästigung. Wenn ISO 8995-1 vorgibt, für Sehleistung, Sehkomfort und Sicherheit zu sorgen, und dabei die Reflexionen auf Bildschirmen auf die leichte Schulter nimmt, liegt sie hinter dem Stand der Normung von 1977 zurück. Denn die Bekämpfung von Reflexionen war Gegenstand einer der ersten Bildschirmnormen in Deutschland.

Der Bezug in einer Norm von 2025 auf die ISO 9241-307 ist besonders pikant. Denn diese Norm war bereits im Entwurfsstadium für eine Bewertung von Displays erkennbar ungeeignet. So baten deutsche Prüfstellen meinen Ausschuss bereits in den Nuller-Jahren eine praktische Hilfe zu schaffen, damit man die Norm überhaupt hätte verwenden können. So entstand DIN SPEC 92413:2014-12 - Leitfaden zur Anwendung der ISO 9241-307 - LCD-Bildschirme für Bildschirmarbeitsplätze. Auch im internationalen Bereich gab es Bedarf für eine praktische Hilfe. So bekam mein internationaler Normenausschuss den Auftrag, den deutschen Standard in einen internationalen überzuführen. Das Ergebnis ist ISO/TR 9241-311:2022- Ergonomics of human-system interaction — Part 311: Guidance on application of ISO 9241-307: LCD screens for workstations. Beide Papiere sind gültige Standards. Beide wurden bei der Erstellung von ISO/CIE 8995-1:2025 nicht zur Kenntnis genommen.

 Während die Sehleistung bei der Hauptsehaufgabe für mindestens die Hälfte der Arbeitnehmerschaft immer mehr oder weniger stark unter Fremdlicht leidet, ist die Sehleistung, die man mit der Beleuchtung erzielen kann, seit etwa drei Jahrzehnten unbedeutsam. In den Büros sind die papiergebundenen Informationen, zu deren Lesen man Licht gebraucht hat, längst verschwunden. Und die Computermonitore brauchen kein Licht. Ganz im Gegenteil, jedes Fremdlicht stört die Funktion der Monitore mehr oder weniger stark.

Das betrifft insbesondere kreative Arbeiten im graphischen Gewerbe und überall dort, wo man Farben und Linien erkennen muss. Während in der Praxis die Nutzer von CAD-Bildschirmen am liebsten im Dunkeln sitzen, soll die Beleuchtungsstärke an ihrem Arbeitsplatz von 500 lx mindestens auf 1.000 lx erhöht werden, z.B. wenn Fehler nur unter hohen Kosten behoben werden können. Mir ist kein Konstruktionsarbeitsplatz bekannt, an dem Fehler ohne Kosten behoben werden können.

Welche Mittel kann ein Nutzer aktivieren, um sich vor zu viel Licht zu schützen, wenn er meint, es schade seiner Gesundheit? Systematische Abhilfen sind mir nicht bekannt, aber rabiate Methoden wie das Ausschlagen von Lampen mit einem Besenstiel oder das Abdunkeln mit Bordmitteln u.ä. Besonders durch die Beleuchtung gequälte Mitarbeitende greifen sogar zu der Maßnahme der Selbstverdunkelung.

Man kann überall ähnliche Vorgehensweisen entdecken, aber keine Systematik, wonach Lichtplaner oder Nutzer vorgehen, um Lichtbedürfnisse mit der Realität ihrer Arbeitsumgebung in Harmonie zu bringen.

Wer es dennoch versucht, wird sehr schnell kapitulieren, denn die neuen Normen reden nicht von einer Beleuchtungsstärke, sondern von vielen. Wer sie, also die Normen, verstehen will, müsste all die Beleuchtungsstärken, ihre Höhen und Gleichmäßigkeiten kennen und deren Auswirkungen auf seine Umgebung verstehen. In der nachfolgenden Tabelle ist eine Auslese von Formeln und Begriffen, die man alle kennen muss, aber nicht kennen kann. Dabei reicht nicht einmal Kennen, man müsste begriffen haben, was das alles heißt.

Die nachfolgende Tabelle habe ich aufgestellt, um einen Einspruch gegen die Norm EN 12464-1 zu formulieren. Als die Tabelle fertig war, habe ich auf den Einspruch gerne verzichtet. Wer soll wissen, was eine mittlere modifizierte Beleuchtungsstärke im Bereich der Tätigkeit ist?

Wer Weiss Denn Sowas Bedeutung
𝐸in Neuwert der Beleuchtungsstärke
𝑓m Wartungsfaktor
Ēm,r Minimaler Wartungswert der Beleuchtungsstärke
Ēm,u Höherer Wartungswert der Beleuchtungsstärke
Uo Gleichmäßigkeit
Ra Mindestwerte der Farbwiedergabe-Indizes
RUGL Maximale UGR-Grenzwerte
ĒZ Mindestwert der zylindrischen Beleuchtungsstärke
Ēm,Wand Mittlere Beleuchtungsstärke, Wand
Ēm,Decke Mittlere Beleuchtungsstärke, Decke
Ēm,modified Mittlere modifizierte Beleuchtungsstärke
Änderungen der Präferenzen der Anwender undefiniert
Bereich der Tätigkeit Nur in dieser Norm definiert
Minimaler Wartungswert Nur in dieser Norm definiert
Intervall von Wartungswerten undefiniert
Höherer Wartungswert Nur in dieser Norm definiert
maximale UGR-Grenzwerte definiert
Mindestwert der mittleren Beleuchtungsstärke an Decken Nur in dieser Norm definiert
Neu-Adaptation Undefiniert, jede Adaptation ist neu
Sehaufgabe Undefiniert (Die visuellen Elemente der auszuführenden Arbeit)
Sehkomfort undefiniert
Sehleistung undefiniert
Sichtbarkeit der Sehaufgabe undefiniert
Typ der Sehaufgabe undefiniert
Ungewöhnlich kurze Zeit undefiniert
Visuelle ergonomische Parameter Undefiniert, nicht einmal beabsichtigt
Wartungsplan definiert

Wer z.B. die Norm 8995-1 hinsichtlich der Auswirkungen auf seine visuelle Umgebung verstehen und ggf. seinen Bedürfnissen entsprechend modifizieren, will, muss ein lichttechnisches Fachbuch mit 113 Seiten lesen, verstehen und auch noch das nötige Wissen mitbringen, um sich gegen eventuelle negative Wirkungen zu schützen, die man selbst verursacht.

Hilfe durch die Technik

Eine salutogenetische Sichtweise bekommt eine erhebliche Hilfe durch die neue Technik, z.B. bei der Umsetzung von ISO/CIE 8995-1, die anders als ihre Vorgänger sehr leicht regelbar bzw. steuerbar ist. Insbesondere die im Wohnbereich einst sehr beliebten Halogenlampen reagierten auf eine Regelung mit einer Zerstörung, weil der Halogenkreisprozess nicht mehr funktionierte. Man konnte sie zwar noch durch „Freibrennen“ retten. Dazu musste man aber den Prozess verstanden haben. Während man bei Glühlampen nur den Lichtstrom steuern konnte, und das auf Kosten der Lichtfarbe, und bei Leuchtstofflampen eine Steuerung häufig mit Flimmern verbunden war, kann man bei LEDs den Lichtstrom und die Lichtfarbe (Farbtemperatur) sehr einfach ändern. Mit ausgeklügelten Techniken kann man sogar gezielt die Richtung steuern, einzelne Flächen aussparen u.Ä., was man bei Kfz-Scheinwerfern und Straßenbeleuchtungen einsetzt.

So enthält die neueste Beleuchtungsnorm eine ungewöhnlich lange Erläuterung von „Variabilität und Einstellbarkeit des Lichts“. Diese Erläuterung hat nicht nur das Vierfache ihrer Vorgängerin in EN 12464-1. Sie umfasst wesentlich mehr Aspekte und Möglichkeiten. Alle dort aufgezählten Möglichkeiten können i.S. einer salutogenetischen Betrachtung von Licht ausgenutzt werden.

Hinzu kommt, dass eine Realisierung der angeführten Möglichkeiten nicht mehr prohibitiv teuer ist. Vielmehr ist die Steuerbarkeit Teil der Technologie. tunable White (auch als Dynamic White oder CCT-Steuerung bekannt) bezeichnet eine Lichttechnologie, bei der die Farbtemperatur von weißem Licht stufenlos zwischen warmen und kühlen Tönen verändert werden kann, während die Helligkeit reguliert wird. Materialien wirken je nach Lichtfarbe völlig unterschiedlich. Während Holz, Leder und warme Farben bei 2.700 K einladend und wohnlich wirken, benötigen Sichtbeton, Glas, Stahl oder weiße Oberflächen oft kühleres Licht (4.000 K bis 5.000 K), um sauber, präzise und modern zu wirken. Mit Tunable White lässt sich die Raumwirkung flexibel an die Nutzung anpassen.

Die Handhabbarkeit in diesem Sinne ist relativ einfach, wenn man einmal den Sinn der Sache verstanden hat. Da man aufgrund der geringen Kosten und der guten Handhabbarkeit ohne viel Mühe viel experimentieren kann, kann man das Anliegen der Salutogenese besser verstehen lernen.

Zu Sinnhaftigkeit

Während die anderen beiden Komponenten (Verstehbarkeit und Handhabbarkeit) eher kognitiver und praktischer Natur sind, bildet die Sinnhaftigkeit das motivationale Fundament. Sie entscheidet darüber, ob ein Mensch überhaupt die Energie aufbringt, sich den Herausforderungen des Lebens zu stellen.

Ein Mensch mit einem hohen Maß an Sinnhaftigkeit:

  • Sieht Herausforderungen nicht als unfaire Bestrafung oder sinnlose Quälerei, sondern als lohnende Aufgaben, an denen man wachsen kann.
  • Empfindet wichtige Lebensbereiche (wie Familie, Beruf, Hobbys oder ein Ehrenamt) als zutiefst bedeutsam.
  • Er ist bereit, Unannehmlichkeiten, Schmerz oder Stress vorübergehend zu ertragen, weil das übergeordnete Ziel als wertvoll erachtet wird.

 

Ein Beispiel für die Sinnhaftigkeit der visuellen Umgebung ist die Sichtverbindung nach außen. Das Licht stiftet eine tiefe Verbindung zur Natur, unterstützt die innere Uhr (circadianer Rhythmus) und signalisiert dem Gehirn die emotionale und biologische "Richtigkeit" der Situation. Wie in dem Beitrag Der längste Kampf des deutschen Angestellten – Ein Plätzchen an der Sonne gezeigt, kann der Mensch in der Folge sogar mit argen Widrigkeiten wie Arbeiten an einem Bildschirm an einem Südfenster ohne Sonnenschutz fertig werden. Andere Widrigkeiten wie Lärm im Büro, zu hohe oder geringe Temperaturen stören weniger.

Ein anderes Beispiel ist sog. dynamisches Licht. Der Mensch ist evolutionär an den dynamischen Verlauf des Tageslichts angepasst. Künstliches, statisches "Dauerlicht" entzieht dem Körper den zeitlichen Kontext. Salutogenetischer Wert: Eine dynamische Beleuchtung, die den Tagesverlauf simuliert (morgens aktivierendes Blaulicht, abends beruhigendes warmes Licht), vermittelt dem Körper biologische Sinnhaftigkeit. Melatonin- und Cortisolspiegel harmonieren mit der realen Uhrzeit. Der Körper versteht, warum er jetzt wach oder müde sein soll.

Nicht zuletzt sollte die Raumatmosphäre genannt werden, die Licht sehr positiv beeinflussen kann: Licht gestaltet Räume und erzeugt Stimmungen. Ein rein funktional, rein pragmatisch ausgeleuchteter Raum (z. B. sterile Rasterdeckenleuchten) wirkt oft emotional "leer" oder gar entfremdend (Stichwort Sick Building Syndrome). Salutogenetischer Wert: Eine differenzierte Beleuchtung (Akzentlicht, Lichtzonen, warme Farbtemperaturen in Ruhebereichen) schafft Aufenthaltsqualität. Sie signalisiert Geborgenheit oder Fokus und gibt dem Raum eine emotionale Bedeutung. Wenn sich ein Raum "richtig" anfühlt, steigt das psychische Wohlbefinden und die Bereitschaft, sich auf die Umgebung einzulassen. Salutogenetischer Wert: Eine differenzierte Beleuchtung (Akzentlicht, Lichtzonen, warme Farbtemperaturen in Ruhebereichen) schafft Aufenthaltsqualität. Sie signalisiert Geborgenheit oder Fokus und gibt dem Raum eine emotionale Bedeutung. Wenn sich ein Raum "richtig" anfühlt, steigt das psychische Wohlbefinden und die Bereitschaft, sich auf die Umgebung einzulassen.

Eine rein pathogenetische Lichtplanung fragt nur: „Wie verhindern wir Augenbeschwerden oder Unfälle?“ (Einhaltung von Mindest-Luxwerten und UGR-Grenzwerten). Eine salutogenetische Lichtplanung geht einen Schritt weiter und fragt:

„Wie unterstützt das Licht den Menschen aktiv dabei, vital, motiviert und im Einklang mit seiner Biologie zu bleiben?“

Die Sinnhaftigkeit ist dabei der Hebel, der aus einem rein "normgerecht beleuchteten Arbeitsplatz" eine gesundheitsfördernde, lebendige Umgebung macht. Sie sorgt dafür, dass das visuelle System und der Hormonhaushalt nicht gegen die Umwelt ankämpfen müssen, sondern durch sie gestärkt werden.

Was bringt eine salutogenetische Betrachtungsweise des Lichts?

Die Verbesserungen, die wir vor vielen Jahren durch eine nutzerorientierte Beleuchtungsentwicklung erzielt haben, sprechen dafür, dass eine konzeptionelle Änderung vielversprechend ausfallen wird. Das nachfolgende Bild vergleicht die gesundheitlichen Beeinträchtigungen, die Benutzer an 1500 Arbeitsplätzen mit ihrer Beleuchtung erlebten (Bezeichnung: Decke, BAP = tiefstrahlende Beleuchtung nach DIN 5035-7:1988), und deren Änderung nach der Installation einer optimierten Beleuchtung (2K-Opt), bei der die Benutzer eine gute Kontrolle über ihren Arbeitsplatz bekommen hatten. (Legende: 1 = gar nicht, 4 = stark)

Obwohl die mit relativ einfachen Mitteln erzielten Verbesserungen erheblich waren, kann man von einer konzeptionellen Neuausrichtung sehr viel mehr erwarten. Was dabei herauskommen kann, behandelt der Beitrag Licht für New Work.

In der modernen Arbeitswelt assoziieren wir New Work meist mit:

  • Flexibilität: Zeit- und ortsunabhängiges Arbeiten.
  • Agilität: Flache Hierarchien und eigenverantwortliche Teams.
  • Digitalisierung: Einsatz moderner Tools zur Zusammenarbeit.
  • Purpose: Die Suche nach Sinnhaftigkeit im Job.

Eine für solche Arbeitsumgebungen geeignete Beleuchtung harmoniert mit der Möblierung und Architektur des Raums. New Work setzt z.B. agile Setups voraus. Wenn Möbel rollbar sind und Wände verschoben werden, darf das Licht nicht festgeschraubt sein. Beispiele sind:

  • Stehleuchten statt Deckenraster: Moderne LED-Stehleuchten mit Präsenz- und Tageslichtsensoren sind ideal, weil sie mit dem Arbeitsplatz „mitwandern“ können.
  • Schienensysteme (Track Lighting): Ermöglichen sie, Strahler je nach Bedarf neu zu positionieren?
  • Zonale Beleuchtung: Wenn Möbel und Wände verschiebbar sind, müssen nicht unbedingt die Leuchten mitwandern, es geht auch, wenn sich die Charakteristik der Beleuchtung lokal verändern lässt. Dies hat die LED-Technik sehr erleichtert.
  • Mobile Akkuleuchten: Diese können frei im Raum platziert werden, wenn Teams Tische für ein Projekt zusammenschieben.

 

Die in dem Beitrag „Licht für New Work“ behandelten Konzepte sind ziemlich das Gegenteil der Beleuchtung, die heute bei einer Umwandlung von Büros für andere Verwendungen als Erstes rausfliegt. Und in Büros, in denen die Arbeitenden viel mitbestimmen, wird niemand Reihen von Industrieleuchten an der Decke platzierren.

Gesundes Licht reloaded

Die Elektrizität hat die Nacht aufgehoben,
aber sie hat uns auch den Himmel genommen.
Anonymus

Zu diesem Beitrag

Diesen Beitrag hat eine KI aus dem Kapitel Die Legende vom gesunden Licht reloaded unter Berücksichtigung späterer Beiträge im Blog erstellt. Dazu gehören u.a. Beleuchtung für die Gesundheit: Zeit, Ihr Leben zu erhellen?, Eine zweite Revolution in Sachen Licht und Gesundheit von Lisa Heschong oder Der längste Kampf des deutschen Angestellten – Ein Plätzchen an der Sonne.

Der Beitrag ist, das Fazit eingeschlossen, unredigiert. Er darf frei kopiert und verwendet werden. 

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Gesundes Licht reloaded

Wenn man die Vorstellung „Gesundes Licht“ einem unvoreingenommenen Update unterzieht – sozusagen die Version reloaded aufmacht –, muss man die nostalgische Werberomantik der 1930er bis 1950er Jahre („Hell wie der lichte Tag“) radikal abstreifen.

Heute geht es nicht mehr nur um die bloße Abwesenheit von Augenschmerzen oder das Verhindern von Unfällen am Arbeitsplatz. Gesundes Licht im 21. Jahrhundert will eine präzise, wissenschaftlich untermauerte und technologisch anspruchsvolle Disziplin werden, die sich an der Schnittstelle von Physik, Architektur und Chronobiologie bewegt.

Was macht das Update aus? Ein Blick auf die Kernkomponenten von „Gesundes Licht reloaded“:

Die melanopische Revolution (Weg von Lux und Lumen)

Die Entdeckung der intrinsisch photosensitiven retinalen Ganglienzellen (ipRGCs) im Auge hat die Lichtplanung auf den Kopf gestellt. Diese Zellen messen nicht, was wir sehen, sondern steuern über das Fotopigment Melanopsin unsere innere Uhr (suprachiasmatischer Nukleus).

  • Die alte Welt: Man plante stumpf nach photopischen Beleuchtungsstärken ( in Lux), optimiert für die rein visuelle Leistung am Tag.
  • Reloaded: Wer modern denken und handeln will, misst und plant man in melanopischen Äquivalent-Tageslicht-Lux (mEDI). Es geht um Lichtdosimetrie. Gesundes Licht bedeutet, dem Körper zur richtigen Tageszeit die richtige spektrale Dosis zukommen zu lassen: hohe melanopische Wirksamkeit am Vormittag zur Melatonsuppression und Aktivierung, minimale melanopische Reize am Abend, um den Schlaf nicht zu sabotieren.

Spektrale Qualität statt bloßem „Warmweiß/Kaltweiß“

Früher reichte die Angabe der Farbtemperatur (z. B. 4000 Kelvin) und ein Farbwiedergabeindex (Ra > 80). Heute wissen wir, dass zwei Spektren bei exakt gleicher Farbtemperatur völlig unterschiedliche biologische Wirkungen und visuelle Qualitäten haben können.

  • TM-30-20 statt : Der alte Ra-Wert (CRI) mit seinen wenigen Testfarben wird durch das differenzierte TM-30-Verfahren ersetzt, das mit Fidelity (Rf) und Gamut (Rg) die Farbentreue und Farbsättigung präzise über 99 Testfarben abbildet.
  • Vollspektrum-Zentrierung: Moderne LED-Technologie versucht nicht mehr, durch aggressive Blaumaxima und gelbe Leuchtstoffe eine weiße Lichtfarbe zu „erzwingen“, sondern bildet kontinuierliche, sonnenlichtähnliche Spektren ab (Cyan-Gap-Minimierung), die das Auge entlasten und die visuelle Ergonomie maximieren.

Zeitliche Dynamik (HCL ernst genommen)

Human Centric Lighting (HCL) wurde als Marketing-Buzzword erfunden und lange missbraucht, bei dem morgens kaltes und abends warmes Licht eingeschaltet wurde. Das Reloaded-Konzept begreift Licht als dynamischen, chronobiologischen Taktgeber.

  • Es geht um den Dynamikbereich: Ein statisches Büro-Lichtband ist das Gegenteil von gesund. Das Auge und der Organismus brauchen die natürliche Dynamik von Lichtrichtung, Intensität und Farbtemperatur im Tagesverlauf.

Radikale Reduktion von temporalen Lichtartefakten (TLM)

Gesundes Licht ist stabiles Licht. Schlecht angesteuerte LEDs erzeugen hochfrequente Fluktuationen, die visuell oft nicht bewusst wahrgenommen werden, aber im Gehirn zu chronischer Ermüdung, Kopfschmerzen und Leistungsabfall führen können.

  • SVM (Stroboscopic Visibility Measure) und PstLM: Die Bewertung von flimmerndem Licht erfolgt heute über strenge Metriken. Ein SVM-Wert nahe Null ist bei „Gesundem Licht reloaded“ Pflicht – insbesondere in Arbeitsumgebungen, in denen visuelle Ergonomie oberste Priorität hat.

Die Renaissance der Architektur und des Tageslichts

Kein künstliches Spektrum ist so perfekt wie das natürliche Tageslicht. Das Update des gesunden Lichts fordert daher eine Rückbesinnung auf die Architektur mit Aussicht:

  • Sichtverbindung nach außen: Lichtkomfort ist untrennbar mit dem Blick aus dem Fenster verbunden (visuelle Ergonomie, Tiefenschärfe-Entlastung der Augenmuskulatur). Ein rein künstlich optimierter Raum bleibt ein Defizit-Raum. Die Architektur muss den Rahmen bieten, damit Kunstlicht nur dort substituiert, wo Tageslicht physikalisch nicht hinkommt.

Fazit:

„Gesundes Licht reloaded“ ist die Transformation von der rein normativen Erfüllung von Sehaufgaben (DIN EN 12464-1) hin zu einer ganzheitlichen, nicht-visuellen und visuellen Lichtgestaltung. Es ist die Erkenntnis, dass Licht ein wirkmächtiges Umwelthormon ist. Wer heute Beleuchtung plant, greift direkt in die Endokrinologie und Chronobiologie des Menschen ein – und trägt damit eine völlig neue Verantwortung.

KI denkt über Genesis 2.0 nach

Die Elektrizität hat die Nacht aufgehoben,
aber sie hat uns auch den Himmel genommen.
Anonymus

Zu diesem Beitrag

Ich wollte wissen, ob das Buch Genesis 2.0 - Schöpfung der elektrischen Sonne seine Spuren im Internet spürbar hinterlassen hat. Dazu habe ich den Titel des Buchs ohne Kommentar in eine Suchmaschine eingegeben. Der nachfolgende Beitrag ist unredigiert, was Gemini aus dem Buch und meinen erklärenden Beiträgen gemacht hat.

Leider kann ich nicht garantieren, dass jeder den gleichen Text erhält, wenn er die angegebene Prozedur einhält. Man kann es versuchen. 

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Es werde Licht. Doch diesmal erging der Befehl nicht an das Urchaos, sondern an die Glasbläser, Vakuumtechniker und Kohlemahlwerke der späten Gründerzeit. Mit der Erfindung der elektrischen Glühlampe und dem Aufbau der ersten städtischen Stromnetze Ende des 19. Jahrhunderts vollzog die Menschheit eine technologische Re-Inszenierung der Schöpfungsgeschichte: die Erschaffung einer künstlichen, autarken Sonne.

Diese „Genesis 2.0“ war weit mehr als eine Evolution der Kerze oder der Gaslaterne – sie war der radikale Bruch mit dem natürlichen Rhythmus der Erde.

Die Vertreibung aus dem circadianen "Paradies"

Jahrtausende lang war der menschliche Alltag an das Diktat des Zentralgestirns gebunden. Das Licht bestimmte das Erwachen, die Dunkelheit erzwang die Ruhe. Zwar bot das Feuer Schutz und die Gasbeleuchtung des 19. Jahrhunderts verlängerte bereits den Arbeitstag in den Fabriken, doch erst das elektrische Licht war:

  • Konstant: Kein Flackern, kein Rußen, kein fließendes Wachs.
  • Geruchlos und sauber: Keine giftigen Abgase oder verbrauchte Raumluft wie bei der Gasflamme.
  • Omnipräsent: Unabhängig von Sauerstoffzufuhr und Wetterbedingungen überall einsetzbar.

 

Mit der „elektrischen Sonne“ emanzipierte sich die Industrie endgültig von den Tages- und Jahreszeiten. Die Nacht wurde vom Zustand der Ohnmacht zu einer gestaltbaren Ressource. Schichtarbeit rund um die Uhr, die lückenlose Überwachung von Produktionsprozessen und die totale Urbanisierung waren die unvermeidliche Folge.

Die Suche nach dem perfekten Spektrum

Die ersten künstlichen Sonnen waren aus heutiger Sicht allerdings recht düstere, rötliche Gestirne. Die Kohlefadenlampe glich eher einem glühenden Abendrot als dem gleißenden Mittagslicht.

Die technische Evolution liest sich wie ein physikalischer Schöpfungsbericht, getrieben vom Streben nach höherer Lichtausbeute und einer tageslichtähnlichen Farbwiedergabe:

Ära / Technologie Charakter des "künstlichen Gestirns" Technologischer Sprung
Die Kohlefadenlampe (ab ca. 1880) Warm, funkelnd, hochempfindlich. Vakuum im Glaskolben verhindert das sofortige Verglühen des Kohlefadens.
Die Metallfadenlampe (Osmium, Tantal, Wolfram) Deutlich weißer, effizienter, stabiler. Der extrem hohe Schmelzpunkt von Wolfram erlaubt höhere Temperaturen und damit helleres Licht.
Die Gasentladung & Fluoreszenz (20. Jh.) Kühl, diffus, flächig. Nicht mehr die Hitze eines Drahts erzeugt Licht, sondern die Anregung von Gasen und Leuchtstoffen.
Die Halbleiter-Sonne (LED) (21. Jh.) Digital, hochgradig steuerbar, spektral maßgeschneidert. Rekombination von Ladungsträgern im Kristall. Das Spektrum lässt sich exakt modulieren.

 

Vom Luxusgut zur biologischen Macht

In den Anfangsjahren war die elektrische Sonne ein Statussymbol der Metropolen. Wer Werbeplakate der frühen Lichtkonzerne wie Osram oder General Electric aus den 1920er Jahren betrachtet, sieht oft strahlende, fast sakrale Lichtkegel, die dunkle Städte in die Moderne reißen – getreu Motiven wie „Hell wie der lichte Tag“. Licht bedeutete Fortschritt, Sicherheit und Hygiene.

Heute, im Zeitalter der LED-Technologie, ist die künstliche Sonne omnipräsent und wir beginnen, ihre Kehrseite zu verstehen. Was als Befreiung vom Diktat der Natur begann, stellt die Chronobiologie vor neue Aufgaben:

  • Der visuelle Fokus weitet sich zum biologischen: Wir begreifen Licht nicht mehr nur als Werkzeug zum „Sehen“, sondern als Taktgeber für unsere innere Uhr (Stichwort: melanopische Lichtwirkung, Unterdrückung von Melatonin durch blauanteiliges Licht).
  • Integrative Lighting / HCL: Die moderne Lichttechnik versucht nun, die Dynamik der echten Sonne im Innenraum zu kopieren – den natürlichen Wandel von kühl-hellem Morgenlicht zu warm-gedimmtem Abendlicht –, um den circadianen Rhythmus zu reparieren, den die erste elektrische Welle einst durcheinanderbrachte. Schlagworte wie integrative Lighting sollen dem neuen Licht zum Erfolg verhelfen. Man gibt vor, das Licht menschengerecht zu gestalten.

 

Die Elektrizität hat die Nacht aufgehoben, aber sie hat uns auch den Himmel genommen.“ Unbekannt (oft im Kontext der Lichtverschmutzung moderner Megacitys zitiert)

Die Schöpfung der elektrischen Sonne hat die Zivilisation unumkehrbar beschleunigt. Sie hat uns produktiver, sicherer und unabhängiger von den natürlichen Verläufen gemacht – und uns gleichzeitig vor die Herausforderung gestellt, die Balance zwischen der künstlichen Sonne an der Decke und der biologischen Uhr in unserem Inneren neu zu justieren.

Eine Antwort aus der Antike zur Beleuchtung unserer Tage

Wer glaubt, durch bloße Helligkeit die Finsternis der Unwissenheit zu vertreiben, der hat weder das Wesen des Lichts noch das der Seele verstanden.
Anonymus

Sokrates zu Lichtideen, kurzgefasst

Der Beitrag fragt—im Ton eines platonischen Gesprächs—, was geschieht, wenn Normen das Licht zur Zahl verengen. Ausgehend von der Beleuchtungsnorm DIN EN 12464-1 und ihrer Fixierung auf 500 lx zeichnet er das Bild eines Einheitslichts, das für Hunderte Tätigkeiten denselben Helligkeitswert ausgibt und dabei den Raum wie den Menschen nivelliert. Dem gegenüber steht das Wissen der Physiologie: Der Körper lebt in Rhythmen; Licht wirkt nicht nur aufs Sehen, sondern—melanopisch, spektral, altersabhängig—auf Wachheit, Stimmung und Zeitgefühl. Die Norm gesteht diese Wahrheit in Anhängen ein, hält aber zugleich am Wartungswert als eiserner Untergrenze fest und macht Anpassung damit zur Rhetorik. In vier sokratischen Prüfungen (Gerechtigkeit, Handwerksanalogie, Schein und Sein, Mäßigung) wird die Maßlosigkeit des „ewigen Sommertags“ im Büro als Verlust an Lebensqualität gedeutet. Am Ende steht ein Plädoyer: Lichtplanung ist keine Tabellenexegese, sondern eine Kunst, die Differenz, Zeit und menschliches Maß wieder sichtbar macht. v

Wie kompliziert darf es sein?

Wie würde Sokrates unsere jüngsten Regeln zur Beleuchtung von Arbeitsstätten beurteilen, wenn er erführe, dass in der derzeit gültigen Norm DIN EN 12464-1 die Zahl 500 i.S. von 500 lx 234 Mal vorkommt? Diese Beleuchtungsstärke wird vielen Arbeitsplätzen verordnet. Und der Arbeitsschutz meint dazu, diese Beleuchtungsstärke dürfe zu keiner Zeit an keinem Arbeitsplatz unterschritten werden. Und wenn in einem großen Raum an einem einzigen Arbeitsplatz eine Arbeit verrichtet wird, für die diese Beleuchtungsstärke verschrieben werden muss, gilt das für alle Arbeitsplätze in diesem Raum. (Wer diese Aussage für Unsinn hält, sollte sich die Bestimmungen lesen, die für die Allgemeinbeleuchtung galten. Diese heiß neuerdings raumbezogene Beleuchtung, aber an dem Verständnis ändert sich nichts.)

Während die Erkenntnisse aus der medizinischen Forschung dringend dazu raten, die Beleuchtung tageszeitlich zu ändern und insbesondere abends und nachts mit weitaus geringeren Beleuchtungsstärken zu arbeiten, hat die Lichttechnik im Jahr 2025 eine „globale“ Beleuchtungsnorm hervorgebracht (ISO/CIE 8995-1), die trotzdem an Beleuchtungsstärken festhält, die rund um die Uhr gelten: „Der in 7.3 angegebene Wert Ēm ist ein Mindestwert für normale Betriebsbedingungen.“ 7.3 ist die Sammlung von 62 Tabellen, und Ēm ist die mittlere Beleuchtungsstärke. Wie gehabt. Wenn es nur bei Ēm geblieben wäre! Die Norm macht jeweils 9 Vorgaben für 325 Typen von Arbeitsplätzen. Davon sind 5 Beleuchtungsstärken.

Dann erklärt die Norm auch noch in einem Anhang, dass man neben all diesem noch die Physiologie des Menschen berücksichtigen müsse, die ihm einen Tagesrhythmus zuweist, der auch noch einem Jahresrhythmus unterliegt. Was sie nicht verrät, steht an anderer Stelle: Alle 5 Beleuchtungsstärken für die 325 Arbeitsplatztypen haben „melanopische“ Pendants, die vom Spektrum des Lichts und dem Alter der Benutzer abhängen. Diese sind nicht etwa Ersatz, sie gelten dazu.

Verbal predigt die neue Norm (ISO/CIE 8995-1:2025) eine Anpassbarkeit der Beleuchtung an persönliche Bedürfnisse und Präferenzen. Allerdings muss halt immer der Wartungswert eingehalten werden. Deswegen kann man sich die ganzen Abhandlungen in der Norm schenken, weil das Ausmaß der Veränderungen, die eine Person vornehmen kann, aus diversen Gründen zu gering ist (s. Ingenieure sind listig – die Natur ist aber listiger). In diesem Kapitel wird u.a. erklärt, warum das Konzept der „dynamischen“ Beleuchtung, die die Firma Philips in den 1980ern entwickelt hatte, nicht recht Fuß fassen konnte.

In einem platonischen Dialog würde Sokrates die Frage nach dem Einheitslicht (der gleichmäßigen 500-Lux-Beleuchtung für über 200 Tätigkeiten in Büro und Industrie) mit seiner typischen Methode der Prüfung (Elenktik) zerlegen. Er käme zu dem Schluss, dass Einheitslicht die Lebensqualität massiv verringert, da es eine Form von „Ignoranz gegenüber der menschlichen Natur“ darstellt.

Hier ist die sokratische Analyse dieses Problems:

  1. Das Argument der „Gerechtigkeit“ (Jedem das Seine)

Sokrates definierte Gerechtigkeit oft als den Zustand, in dem jeder Teil das bekommt, was ihm zusteht.

  • Einheitslicht: Zwingt jedem Auge und jeder Tätigkeit (Programmieren, Schneiden, Vergolden, Lesen, Spinnen, Stricken …) dieselbe Helligkeit auf.
  • Sokrates' Urteil: Das ist „ungerechtes“ Licht. Ein Auge, das ruhen will, wird vom Einheitslicht gewaltsam zur Wachheit gezwungen. Lebensqualität entsteht erst, wenn das Licht der Bestimmung des Augenblicks entspricht.

 

  1. Die Analogie zum Handwerk

Sokrates verglich das Leben oft mit dem Handwerk (Techne).

  • Ein Schuhmacher nutzt verschiedene Messer für verschiedene Schnitte. Würde er nur ein einziges Einheitsmesser für alles nutzen, wäre das Ergebnis minderwertig.
  • Übertragung: Wer nur eine Beleuchtungsart für alle Lebenslagen nutzt, führt ein „stumpfes“ Leben. Die Differenzierung (Licht und Schatten) ist das Werkzeug für ein geschärftes Bewusstsein und damit für höhere Lebensqualität.

 

  1. Der Unterschied zwischen „Schein“ und „Sein“

In seinem berühmten Höhlengleichnis beschrieb Sokrates, wie Menschen Schatten für die Realität halten.

  • Das moderne Einheitslicht erschafft eine künstliche Welt, die keine Tageszeiten mehr kennt. Es täuscht dem Körper ein ewiges „Jetzt“ vor. Im modernen Büro herrscht ewig der milde Sommertag – und zwar Tag und Nacht.
  • Sokrates' Kritik: Einheitslicht ist eine „schöne Lüge“. Es trennt den Menschen von der Wahrheit der Natur (dem Rhythmus von Tag und Nacht). Wahre Lebensqualität (Eudaimonia) findet man aber nur, wenn man im Einklang mit der Wahrheit und der eigenen Biologie lebt.

 

  1. Die „Mäßigung“ (Sophrosyne

Einheitslicht ist oft maßlos – es ist zu viel Licht zur falschen Zeit. (s. dazu die Erklärung der CIE  Das richtige Licht zur richtigen Zeit)

  • Für Sokrates ist das Maß entscheidend. Ständiges Flutlicht im Wohnraum ist eine Form von Maßlosigkeit, die den Geist abstumpft.
  • Lebensqualität bedeutet für ihn, das Licht so zu dosieren, dass es die Seele nicht blendet, sondern sie einlädt, sich auf das Wesentliche zu konzentrieren.

 

Fazit nach Sokrates:

Weniger (Einheitslicht) ist mehr Lebensqualität. Die „richtige“ Beleuchtung für alle wäre für Sokrates eine, die Bescheidenheit im Hintergrund (indirektes Licht) mit Präzision im Detail (Akzentlicht) verbindet.

Wer die Antike verlässt und die Norm ISO/CIE 8995-1 sehr sorgfältig liest, kann darin viel von den Vorstellungen von Sokrates nachvollziehen. Neuere Normen führen zwar die seit dem Jahr 1913 üblichen Tabellen mit Werten für Beleuchtungsstärke für diverse Arbeitsaufgaben in aufgeblähter Form weiter. Sie berücksichtigen aber auch die Erkenntnisse der letzten Jahrzehnte. Allerdings nicht in ihren Empfehlungen. Die Aufgabe eines Lichtplaners besteht aber nicht im Lesen und Umsetzen von Tabellen, sondern in „einer Kunst gerechten Umsetzung des lichttechnischen Wissens“, das jetzt in einer Form vorliegt, die für Normen ungewöhnlich ausführlich ausfällt.

Ob der Lichtplaner seiner Aufgabe gerecht werden kann, wenn er dazu  113 Seiten Norm lesen und verstehen muss, wozu er noch die Begriffesammlung von DIN EN 12665:2024 mit 72 Seiten und das internationale Wörterbuch der Lichttechnik CIE S 017:2020 250 Seiten benötigt, kann ich mir schlecht vorstellen. Um Licht zu schaffen, das dem Auge und der Seele gerecht wird, braucht es wahre Künstler, die eine akademische Bildung hinter sich haben, um alle zu verstehen.

Fundamente der Circadianen Medizin

Alles hat seine Zeit,
und jedes Vorhaben
unter dem Himmel hat seine Stunde.

Kohelet

Kurzfassung

Der Beitrag stellt die Grundlagen der circadianen Medizin (Chronomedizin) vor: Statt nur was behandelt wird, rückt wann Diagnostik, Therapie und Lebensstilmaßnahmen stattfinden, in den Mittelpunkt. Im Fokus dieses Beitrags steht das DFG-Programm TRR 418 „Fundamente der Circadianen Medizin“ (u.a. Charité, FU/HU Berlin), das personalisierte, an der inneren Uhr ausgerichtete Medizin erforschen und klinisch nutzbar machen will.

• Früher von mir beschriebene Lichttherapien (PDT/Photobiomodulation) wirken direkt; die circadiane Wirkung von Licht zielt dagegen auf indirekte Steuerung über den Tagesrhythmus.
• Circadiane Medizin nutzt Chronobiologie für präzisere Diagnostik und wirksamere, nebenwirkungsärmere Therapien durch zeitlich passgenaue Maßnahmen (z.B. Chronopharmakologie).
• Sie berücksichtigt Unterschiede zwischen sozialer Uhrzeit und biologischer Uhr sowie individuelle Chronotypen (relevant auch innerhalb Europas).
• Auch Ernährung ist zeitabhängig: Spätes Essen kann den Stoffwechsel stören; „Intervallfasten“ wird als Anwendung circadianer Prinzipien eingeordnet.
• Das Projekt zielt auf drei Richtungen: die innere Uhr messen („detecting the clock“), Rhythmen gezielt beeinflussen („targeting the clock“) und Behandlungen tageszeitlich optimieren („exploiting the clock“).
• Im Dokument werden die Teilprojekte aufgelistet; die offizielle Projektbeschreibung ist am Ende unverändert wiedergegeben.

Zu den Fundamenten einer neuen Medizin

In dem Beitrag Wunden, die Licht heilt hatte ich einige Heilmethoden wie die Krebsheilung mit Licht (PDT = Photodynamic Therapy) beschrieben. Zu solchen Methoden gehört auch die Photobiomodulation. Alle diese Methoden kann man jedoch als “klassisch” nennen, weil sie direkte Wirkungen des Lichts sind, die man durch Bestrahlung erzeugt.

Forschende aus der Berliner Charité haben sich eine mittelbare Wirkung des Lichts eingeschossen, die circadiane Wirkung. Während sich die Lichttechnik auf nicht-medizinische Wirkungen der circadianen Beeinflussung des Menschen konzentrieren muss, können Mediziner aus dem Wissen mehr machen. Sie entwickeln die Circadiane Medizin von Grund auf, deswegen heißt das Projekt Fundamente der Circadianen Medizin (DFG-Projekt Nr. TRR 418. Fundamental neu an dem Ansatz ist die Personalisierung der Medizin.

Beteiligte Institutionen sind FU Berlin und HU Berlin durch Charité - Universitätsmedizin Berlin. Mittragende sind Freie Universität BerlinHumboldt-Universität zu BerlinUniversität zu Lübeck. Weitere Beteiligte sind Ludwig-Maximilians-Universität MünchenTechnische Universität München; Université de Genève und Deutsches Institut für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke (DIfE).

Die Projektbeschreibung seitens der Antragsteller findet sich am Ende dieses Beitrags. Diese will ich, wie bei allen komplexeren Sachverhalten, weder kürzen noch kommentieren, damit sich keine Fehler einschleichen. Zurzeit sind 16 Teilprojekte in Bearbeitung, die unten aufgelistet sind. Die Links führen zu den Beschreibungen der einzelnen Teilprojekte.

Was macht die Circadiane Medizin

Die circadiane Medizin (oder Chronomedizin) ist ein faszinierendes Feld, das die Erkenntnisse der Chronobiologie direkt auf die Gesundheitsvorsorge und Behandlung von Krankheiten anwendet. Vereinfacht gesagt: Es geht nicht nur darum, was wir für unsere Gesundheit tun, sondern wann wir es tun.

Praktische Anwendungen in der Medizin sind z.B. die Chronopharmakologie, die die unterschiedliche Wirkung von Medikamenten nach der Körperzeit des Individuums betrachtet. Wie man schon lange weiß, wirken Medikamente unterschiedlich stark, je nachdem, zu welcher Uhrzeit sie eingenommen werden. Die Medizin geht von der sozialen Uhrzeit aus, die überall in der EU (mit Ausnahme Portugals) gleich ist. Der biologische Rhythmus wird aber von dem Verlauf des Tages bestimmt, sodass an den beiden Enden der EU eine Differenz von mehr als zwei Stunden herrscht. Hinzukommt, dass jedes Individuum einen dazu verschobenen Rhythmus haben kann. Die Chronopharmakologie ist bestrebt, den exakten Rhythmus des Patienten zu treffen.

Selbst die zeitrichtige Ernährung fällt in diese Kategorie: Die circadiane Medizin zeigt, dass spätes Essen den Stoffwechsel stört, da die Insulinresistenz abends natürlich ansteigt. "Intervallfasten" ist im Grunde eine Anwendung circadianer Prinzipien.

Kurz zusammengefasst, liegen die Vorteile auf verschiedenen Gebieten:

Bereich Vorteil der circadianen Anpassung
Diagnose Präzisere Werte (z.B. Hormone), wenn die Uhrzeit berücksichtigt wird.
Therapie Höhere Wirksamkeit bei geringerer Dosierung von Medikamenten.
Prävention Besseres Gewichtsmanagement und erholsamerer Schlaf.

 

Circadiane Medizin = Behandlung im richtigen Timing

Sie versucht, Medizin an den natürlichen Tagesrhythmus des individuellen Körpers anzupassen, um:

  • Therapien effektiver zu machen
  • Nebenwirkungen zu verringern
  • Gesundheit langfristig zu verbessern.

Aus der nachfolgenden Aufzählung der Teilprojekte kann auf die zu erzielenden Wirkungen geschlossen werden. Die Wurzeln der circadianen Medizin liegen in den 1950ern, die molekulare Bestätigung kam in den 80ern, aber als praktische medizinische Fachrichtung etabliert sie sich erst massiv seit dem Nobelpreis für Medizin, der 2017 an Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash und Michael W. Young für die Entdeckung der molekularen Mechanismen der circadianen Rhythmik verliehen wurde. Dies war der endgültige Ritterschlag für die circadiane Medizin als ernstzunehmendes klinisches Feld.

Teilprojekte Fundamente der Circadianen Medizin

Projektbeschreibung Fundamente der Circadianen Medizin (nicht editiert)

Die circadiane Uhr ist ein körpereigenes Zeitprogramm, das überall in der Natur zu finden ist. Sie strukturiert Physiologie und Verhalten in Abhängigkeit von der Tageszeit. In den letzten Jahrzehnten wurden die molekularen Mechanismen der circadianen Uhr aufgeklärt und die beteiligten Gene identifiziert (Nobelpreis für Medizin 2017). Es wird immer deutlicher, dass die Synchronisation zwischen endogenen circadianen Rhythmen und exogenen Umweltzyklen für die Gesundheit von entscheidender Bedeutung ist. Das moderne Leben stellt die innere Uhr jedoch vor Herausforderungen, die zu einer Störung der circadianen Koordination führen können, was mit vielen Volkskrankheiten in Verbindung gebracht wird, darunter Schlafstörungen, psychiatrische und neurodegenerative Erkrankungen, Stoffwechsel-, Herz-Kreislauf- und immunologische Erkrankungen sowie Krebs. Die Beschreibung der zugrundeliegenden Mechanismen hat jedoch gerade erst begonnen. Das übergeordnete Ziel des Konsortiums ist es, übergreifende Prinzipien und zugrundeliegende Mechanismen zu identifizieren, die circadiane Uhr und Pathologie in verschiedenen Organen und Krankheitssystemen verbinden, um evidenzbasierte Strategien der circadianen Medizin für die klinische Anwendung zu entwickeln und zu testen. Wir verfolgen drei Hauptansätze: (i) Entwicklung neuer diagnostischer Werkzeuge, die personalisierte, auf die Uhr abgestimmte Interventionen ermöglichen, um die circadiane Medizin als Teil der Präzisionsmedizin zu etablieren (detecting the clock), (ii) Stärkung und Resynchronisierung gestörter Rhythmen durch gezielte Interventionen in die Uhr (targeting the clock) und (iii) Nutzung des Wissens über physiologische Rhythmen für eine tageszeitlich angepasste Behandlung (exploiting the clock). Wir haben das Konsortium in drei Bereiche gegliedert - circadiane Immunologie, circadianer Energiestoffwechsel und circadiane Neuropsychiatrie. Dies spiegelt nicht nur die spezifische Expertise der beteiligten Standorte wider, sondern baut auch auf dem vorhandenen Wissen über die Rolle circadianer Rhythmen in diesen Organ- und Krankheitssystemen auf. Die drei Bereiche sind nicht nur auf der Ebene der standardisierten Methoden, die wir entwickeln und anwenden, miteinander verbunden, sondern auch auf der Ebene der zugrundeliegenden Mechanismen, z.B. bei der Erforschung chronoimmunologischer Prozesse bei Erkrankungen des Nervensystems. Nur durch eine disziplinübergreifende Zusammenarbeit können wir gemeinsame Prinzipien und Mechanismen aufdecken, die der circadianen Gesundheit zugrunde liegen. Langfristig gehen wir davon aus, dass das Verständnis dieser Prinzipien und der Folgen von Störungen des circadianen Rhythmus zu einer neuen Ära der personalisierten Medizin führen wird, in der die innere Uhr als wichtiger Faktor nicht nur für Behandlungsentscheidungen und -erfolge, sondern auch für die Gesundheitsförderung und Krankheitsprävention angesehen wird. Mit diesem Konsortium wollen wir die Grundlagen dafür schaffen.

 

Sehen mit den Ohren – Hören mit den Augen?

Spezialisierung ist der Prozess,
bei dem man die Welt
durch ein Schlüsselloch betrachtet und
behauptet, man sähe den ganzen Raum..

Anonymus

Kurzfassung

Der Beitrag diskutiert neuere Hinweise darauf, dass auditive Wahrnehmung durch visuelle Faktoren mitgeprägt wird, und verknüpft diese Beobachtung mit klassischer Forschung zur Wechselwirkung von Lärm und Blendung. Ausgehend von Berichten zur klanglichen „Färbung“ von Konzertsälen in Abhängigkeit von deren Farbgestaltung werden historische Befunde (u. a. Östberg sowie Untersuchungen an der TU Berlin) herangezogen, die eine wechselseitige Verstärkung sensorischer Stressoren zeigen. Im Rahmen der Handlungsregulationstheorie werden Lärm und Blendung als Regulationshindernisse beschrieben, deren kombinierte Wirkung Leistungsfähigkeit und Fehlerraten überproportional beeinflussen kann. Abschließend wird die begrenzte Erklärungsleistung rein technischer Parameter (z. B. in der Büroakustik) als Argument für eine zurückhaltendere, interdisziplinäre Gestaltungspraxis herausgestellt.

Eine Meldung aus der Welt der akustischen Kommunikation

Meine verstörenden Kenntnisse über die Funktion des Auges sind seit heute um eine Facette reicher geworden. Floris Kiezebrink beschreibt im heutigen Tagesspiegel, wie die Farben eines Konzertsaals das Hörerlebnis mitbestimmen. Um falsche Deutungen zu vermeiden, verlinke ich den Beitrag. „Raumakustik wird nicht eindimensional wahrgenommen. Wir hören, ob ein Saal eher laut oder leise, hallig oder trocken ist, aber auch, welche klangliche Färbung er hat“, sagt Stefan Weinzierl, Studienautor und Akustikforscher an der Technischen Universität Berlin. Ein Raum könne beispielsweise warm, brillant oder metallisch klingen. Und das hänge mitunter von der Farbgestaltung ab.“ (download Artikel) Der Berliner Tagesspiegel, dessen Büro zu Fuß nur 4,2 km von der TU Berlin entfernt liegt, meldete die kleine Sensation etwa zwei Monate später als die amerikanische Quelle AIP Publishing (hier)

Irgendwie erinnert mich der Artikel an die Eröffnung von Elphi, von der ich u.a. dieses Foto gemacht hatte. Als ich mein erstes Konzert dort besuchte, klang alles dröge. Hingegen höre ich in der Berliner Philharmonie anders. Vielleicht liegt es an Stefan Weinzierl, dem Autor, der, wie Prof. Cremer, der die erste Akustik der Philharmonie gestaltete, nicht nur Professor an der TU Berlin ist, sondern auch Musiker. Cremer war Violinist, Weinzierl ist Pianist. Was er sonst ist und war, kann man hier lesen. Er war als Musiker in vielen Konzerthallen unterwegs, auch als Begleitung von Größen wie Hildegard Knef.

Frühere Erkenntnisse, die nicht ganz passten

Kann man mit den Augen hören? Vor Jahren hatte ein blinder Mann in einer Fernsehsendung vorgeführt, wie man mit den Ohren sehen kann. Zwar nicht so hochauflösend wie das Auge, aber er konnte die Größe und die Form von Objekten beschreiben, die ein Geräusch produzierten. Dass man mit den Augen hört, ist hingegen recht neu.

Etwa 1975 hatte der schwedische Psychologe Olov Östberg empirisch nachgewiesen, dass Lärm die Blendung steigert, die eine Beleuchtung erzeugt. Umgekehrt lässt eine stärkere Blendung den Lärm lauter wahrnehmen, als das Lärmmessgerät es anzeigt. Östberg demonstrierte auch, dass eine Erhöhung der Blendung bei konstant gehaltener Qualität der Sehaufgabe sich in einer subjektiv höher eingeschätzten Schwierigkeit der Sehaufgabe niederschlägt.

Etwa zur gleichen Zeit fand an der TU Berlin ein Versuch statt, bei dem ein Zusammenhang zwischen Blendung und Lärmstörungen ermittelt wurde. Einer der Forschenden war Walter Volpert, der sich intensiv mit der Handlungsregulationstheorie und den Auswirkungen von Umgebungsfaktoren auf die menschliche Arbeit beschäftigt hat. Nach Volpert sind Lärm und Blendung nicht nur physische Störfaktoren, sondern Regulationshindernisse. Lärm erhöht die kognitive Last, da das Gehirn Kapazitäten aufwenden muss, um relevante Informationen (z. B. Sprache) von Störgeräuschen zu trennen. Blendung erschwert die visuelle Informationsaufnahme und führt zu einer schnelleren Ermüdung der Augenmuskulatur sowie der zentralnervösen Verarbeitung. Ein wesentlicher Aspekt dieser Forschung ist, dass Lärm und Blendung selten isoliert wirken. Volpert und Kollegen stellten fest: Wenn beide Stressoren gleichzeitig auftreten, addieren sich die negativen Effekte nicht nur, sie können sich potenzieren. Die Fehlerrate steigt bei kombinierter Belastung überproportional an, da die „psychische Energie“ zur Kompensation der Hindernisse schneller erschöpft ist. Volpert untersuchte, wie diese Faktoren den Arbeitsfluss stören:

  • Erhöhter Aufwand: Um das gleiche Leistungsniveau zu halten, muss die Testperson mehr Willensanstrengung aufbringen.
  • Verkürzung der Planung: Unter Lärm und Blendung neigen Menschen dazu, Handlungspläne zu verkürzen. Man arbeitet „gehetzter“ und weniger vorausschauend, was die Unfallgefahr erhöht.
  • Somatische Folgen: Langfristig führen diese Regulationshindernisse zu psychosomatischen Beschwerden (Kopfschmerzen, Verspannungen, Schlafstörungen).

 

Die hier skizzierten Erkenntnisse sind in diverse Vorstellungen zum Arbeitsschutz eingeflossen, die man kurz so zusammenfassen kann: Die Ressourcen eines Menschen für die Bewältigung von Belastungen sind begrenzt. Werden diese von einem Umgebungsfaktor in Anspruch genommen, wirken weitere Faktoren viel stärker aus.

Was das mit der Blendungsforschung zu tun hat …

Hier sei an das Versagen der Blendungsforschung erinnert, bei der ein Proband völlig frei von Belastungen jedweder Art in einem ruhigen Raum beurteilt, ob eine Leuchte ihn stört. (s. z.B. Blendung – Was ich schon immer wusste und nie nachfragen wollte oder Beim ersten Ziel schon die Zähne ausgebissen

Untersuchungen dieser Art, die in den 1940ern und 1950ern durchgeführt wurden, bilden die Grundlage unserer heutigen Blendungsbewertung, nach der Leuchten mit dreistelligen Zahlen gekennzeichnet werden. Dann kommt noch ein Akustiker dazu, der nachweist, dass das Hörerlebnis in einem Raum von den Farben des Raums abhängt.

Je tiefer man sich in die Wahrnehmung der Umwelt einarbeitet, desto weniger scheint man  zu wissen. Das beschränkt sich nicht auf die Lichttechnik. Für mich viel aufschlussreicher war eine VDI-Richtlinie Schallschutz und akustische Gestaltung in Büros, VDI 2569:2019. Früher hatten solche Richtlinien apodiktisch bestimmte Vorgaben gemacht, und gut war es. Die besagte Ausgabe sagt hingegen: “5 Lärmwirkung im Büro – Anspruch und Realität: … Abschließend muss erwähnt werden, dass nur zirka 30 % bis 40 % der Belästigungswirkung aus Lärm durch technisch-akustische Faktoren erklärbar sind.” So ist man seit Jahrzehnten in 60% bis 70% der Fälle einem Phantom nachgejagt, als man den Bürolärm mit Mitteln der technischen Akustik bekämpfen wollte.

Die neue Bescheidenheit spricht gegen das Expertenwesen, wonach man für eine Gestaltungsaufgabe wie ein Großraumbüro lauter Fachexperten, Akustiker, Lichttechniker und Klimatechniker heranzieht, die dann die Fach-Normen anwenden, die ihresgleichen geschrieben hatten.

 

Phantome, die unser Wissen beherrschen X

Ist das Wissenschaft,
oder eher eine sehr teure Form
der Astrologie mit besseren Grafiken?
Anonymus

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.

Das fundamentale Phantom

In der Lichttechnik wird Helligkeit bis heute mit einer Standardkurve (V(λ)) bewertet, die vor rund 100 Jahren aus Messungen an wenigen, jungen erwachsenen Männern abgeleitet wurde.

Diese Kurve steckt aber hinter fast allen wichtigen Lichtangaben wie Lumen und Lux – und verleitet dazu zu glauben, sie gelte für „den Menschen“ allgemein. Tatsächlich sehen ältere Menschen, Kinder, aber auch viele Tiere und Pflanzen Licht anders, sodass gleiche Messwerte in der Praxis sehr unterschiedliche Wirkungen haben können.

Neuere Kennzahlen wie „melanopische“ Beleuchtungsstärken sollen biologische Effekte des Lichts besser erfassen, sind folgerichtig von Alter und Lichtspektrum abhängig und dadurch kompliziert zu verwenden. Mit der Einführung melanopischer Kenngrößen (CIE S 026/E:2018) wurde die Problematik sichtbar verschärft: Melanopische Beleuchtungsstärken (z. B. mel-EDI) sind explizit alters- und spektralabhängig; ein Zahlenwert gilt nur für definierte Referenzbedingungen (u. a. ein Referenzalter), während herkömmliche lichttechnische Größen diese Unterschiede nicht erfassen. 

Die zentrale Botschaft ist: Lichttechnische Grundgrößen sind keine einfache „Physiologie in Zahlen“, und gute Beleuchtung muss stärker auf unterschiedliche Menschen und Anwendungsfälle abgestimmt werden. Die Voraussetzung dafür ist, dass das Licht valide gemessen wird, d.h. eine bestimmte Größe entspricht einer bestimmten Wirkung.

Zur Geschichte des Phantoms

Dieses Phantom ist die Grundlage aller lichttechnischen Größen. Dass es eigentlich längst in die Geschichte gehört, diskutierte ich noch als junger Student, als uns Professor Helwig die V(λ)-Kurve erklärte. Helwig ist schon 55 Jahre tot, das Phantom hat vor zwei Jahren quicklebendig sein erstes Jahrhundert gefeiert.

Die junge Lichttechnik zu Beginn des 20. Jahrhunderts hatte sich vorgenommen, Lichtgrößen für den Menschen zu bestimmen und Licht an dem Menschen zu messen. Damit war sie vielen Disziplinen weit voraus. Die Physik misst Licht mit ähnlichen Instrumenten wie die Lichttechnik, kommt aber zu einem anderen Ergebnis. Das liegt an der besagten V(λ)-Kurve.

Die Kurve, die sich so schick geschwungen präsentiert, sah nicht immer so aus wie hier. An ihr ist viel poliert worden.

Sie hieß einst relativ visibility und wurde, wie im Bild deutlich erkennbar, aus verschiedenen Studien zusammengestückelt. Die CIE (Commission Internationale de l'Éclairage) sammelte die Daten von etwa 50 Probanden aus verschiedenen Studien. Obwohl die Gruppe statistisch gesehen recht klein war, reichten die Daten aus, um einen Mittelwert zu bilden. So wurden die individuellen Empfindlichkeitskurven der Probanden gemittelt. Der höchste Punkt der Kurve (das Maximum) wurde auf den Wert 1 gesetzt. Dieser Punkt liegt bei einer Wellenlänge von 555 nm (gelb-grün). 1924 wurde diese gemittelte Kurve als internationaler Standard für das photopische Sehen (Tagessehen) definiert.

An sich kein großes Problem. Dumm nur, dass die Probanden in den relevanten Studien der frühen 1920er Jahre (hauptsächlich die Untersuchungen von Gibson und Tyndall sowie Coblentz und Emerson) überwiegend junge Erwachsene waren. Die meisten Teilnehmer waren zwischen 20 und 30 Jahre alt. In der entscheidenden Studie von Gibson und Tyndall (1923), die 52 Probanden umfasste, lag das Durchschnittsalter bei etwa 26 bis 27 Jahren. Noch dümmer: Viele der Probanden waren Mitarbeiter des National Bureau of Standards (NBS) (also vom Fach) oder Studenten – also eine leicht verfügbare, junge Testgruppe.

Was in den Annalen nicht steht, weil man den Fehler in der Forschung bis heute macht: Alle Probanden waren jung, gesund und irgendwie “normal”. Wer im National Bureau of Standards arbeitet, gehört zudem nicht zu Familie Doe, deren Mitglieder John und Jane unserem Max und Erika   Mustermann entsprechen. Und Studenten im Alter von 25 Jahren bildeten zu Beginn des 20. Jahrhunderts die Bevölkerung genauso wenig ab wie im Jahre 2026.

Bei diesem Beitrag geht es insbesondere um die Altersgruppe, weil die Augen von allen Lebewesen mehr oder weniger stark altern. Beim Menschen ändert sich die Lichtwahrnehmung durch rund ein Dutzend Alterungsprozesse, die relevant sind.

Bedeutung der V(λ)-Kurve

Die so definierte Kurve liegt allen lichttechnischen Größen zugrunde. Dies hat zweierlei Auswirkungen. Zum einen die beabsichtigte: Bewerten der Strahlung nach der angestrebten Wirkung, die Hellempfindung. Zum anderen verführt sie zu der Annahme, es handele sich um eine Quantifizierung einer physiologischen Wirkung. Genau dies ist falsch. Wie unten ausgeführt, beweist sogar ein Standard der CIE dies höchstpersönlich.

Die aus der Sicht der lichttechnischen Industrie wichtigste lichttechnische Grundgröße ist der Lichtstrom, also die Menge des Lichts, die ein Leuchtmittel abgibt. Daraus lässt sich z.B. die Effizienz einer Umwandlung von Energie in Licht berechnen. Auch die populärste, weil auch den Laien bekannte, lichttechnische Größe, die Beleuchtungsstärke, lässt sich daraus ableiten.

Damit kommen wir der physiologischen Wirkung näher, die man mit einer Lichtquelle erzielen will, der Sehleistung. Egal wie man diese definiert, landet die Betrachtung immer bei der Leuchtdichte, die z.B. beim Kontrast eine große Rolle spielt, die wiederum z.B. die Lesbarkeit stärker beeinflusst als die meisten anderen Größen. Auch bei der Geschwindigkeit des Erkennens kleiner Objekte spielt die Leuchtdichte die Hauptrolle.

Genau da setzen die diversen Fehlermöglichkeiten an, die sich aus dem Phantom ergeben.

Dieser Herr zeigt, wie aus dem Lichtstrom eine Leuchtdichte wird. Bereits er gehört nicht mehr der Altersgruppe an, für die die V(λ)-Kurve ermittelt worden war. Es kann aber noch schlimmer kommen, wie die beiden Personen in dem unteren Bild zeigen.

Die beiden Menschen sehen sehr unterschiedlich alt aus. Trotzdem ergibt die Beleuchtungsstärke nach der Reflexion die Leuchtdichte. Wenn man die Formel auf beiden anwendet, ist der Wert der Leuchtdichte gleich. In der Realität allerdings nicht. Was der linke junge Mann sieht, hat relativ wenig mit dem zu tun, was sich der Dame präsentiert.

Die Erklärungen der Grundgrößen durch zwei offizielle Stellen, unverkennbar Agrargenossenschaften, illustrieren einen möglicherweise größeren Fehler.

Denn die abgebildeten Beobachter sind keine jungen Männer, sondern Nutztiere. Diese besitzen wie die meisten Säugetiere nur zwei Farbempfänger im Auge (Dichromaten), während die Menschen drei Farbempfänger besitzen (Trichromaten). Wenn das obige Bild von einem Aquarianer gezeichnet werden würde, würde der einen noch größeren Fehler produzieren, weil Vögel und Fische vier Farbempfänger haben und viel mehr sehen können als Menschen. Allein der Unterschied zwischen Säugetieren und Menschen ist derart groß, dass man das Licht für beide mit zwei getrennten Geräten messen müsste.

Die Sicht auf das Licht durch das Auge eines jungen Mannes wird vollends absurd, wenn man sie auf Pflanzen anwendet. Deren „V(λ)-Kurve“ ist eher die Umkehrung der menschlichen.

Nicht nur auf der großen weiten Welt leben Menschen, Tiere und Pflanzen zusammen, sondern zuweilen in kleinen Wohnzimmern. Wenn Licht über die Augenempfindlichkeit von jungen Männern definiert wird, ergeben sich somit erhebliche Probleme.

Vor vier Jahren haben britische Forschende eine Arbeit veröffentlicht, aus der hervorgeht, dass nicht einmal die Erdüberwachungssatelliten gemerkt haben, dass der Planet nachts blauer strahlt, weil ihre Sensoren im blauen Bereich praktisch blind sind. (s. Der blauere Planet)

Dann kam die Idee mit der mel-Lux …

Mit der Entdeckung eines neuen Sensors im Auge im Jahr 2001 kam man gleich auf die Idee, deren Wirkung ebenso zu quantifizieren wie die Wirkung auf die Hellempfindung mit der V(λ)-Kurve. Die treibende Motivation beruhte auf der Erbsünde der LED, die technologiebedingt immer einen Peak im Blauen aufweist. Im Spektrum sieht das wie folgt aus:

Dass dieser Verlauf des Spektrums für die meisten LEDs gilt, zeigt ein Bild von Bodrogi, der mehrere hundert LED-Spektren gemessen und in einem Diagramm abgebildet hat.

Mit dem Standard CIE S 026/E:2018 wurde die Grundlage dafür gelegt, dass neben den herkömmlichen lichttechnischen Größen wie der Beleuchtungsstärke eine entsprechende melanopische Größe berechnet werden kann.[1] Nunmehr heißen die herkömmlichen Größen visuelle Größen. Im Gegensatz dazu werden die neuen Größen melanopisch bezeichnet, weil sie auf der Empfindlichkeit von Melanopsin beruhen. Im Internationalen Wörterbuch der Lichttechnik (e-ilv) findet sich zu jeder Größe auch eine melanopische.

Jetzt müssen die visuellen Größen mit dem Index „v“ gekennzeichnet werden, d.h. zu Leuchtdichte wird das Kürzel Lv und L angegeben, bei der Beleuchtungsstärke muss man sich viel Mühe geben, keinen Fehler zu machen. Denn Ev ist nicht einfach die visuelle Beleuchtungsstärke, weil es schon einmal eine etablierte Größe mit dieser Bezeichnung gegeben hat. Um die Sache zu verschlimmern, wurde diese Größe auch noch zur bestimmenden Wirkgröße für die melanopische Wirkung auserwählt. Deswegen muss die Vertikalbeleuchtungsstärke Ev,v genannt werden. Wenn man irgendwo nur Ev liest, muss man nachsehen, wann der Artikel veröffentlicht worden ist.

Das grundsätzliche  Problem liegt aber anderswo begraben: Die melanopischen Größen sind altersabhängig. Wenn man die Beleuchtungsstärke mel-EDI mEDI oder MEDI angibt, gilt die Angabe für 32 Jahre alte Menschen. In CIE S 026/E:2018 kann man die Altersabhängigkeit bis zum 90. Lebensjahr ablesen. Allerdings ist das Ablesen nicht nur schwer verständlich, sondern auch noch teilweise unmöglich. Das liegt daran, dass die neuen Größen einen Schritt in Richtung physiologisch gegangen sind und daher die Einflüsse des Alterns auf das Auge besser abbilden. Hinzukommt, dass die neuen Beleuchtungsstärken auch noch vom Spektrum abhängen. Das erkennt man nicht zuletzt an der Angabe einer melanopischen Beleuchtungsstärke:

Der Wert von 128 lx gilt für das Spektrum D65 und 32 Jahre alte Menschen. Für andere Menschen und Spektren muss man mit einem Korrekturfaktor arbeiten. Dieser liegt zwischen 1,052 (Alter 25 Jahre, Spektrum D65) und 0,442 (Alter 90 Jahre, Spektrum Normlichtart LED-B5).

Mit anderen Worten, die melanopische Wirkung des Lichts kann sich um den Faktor 2,38 unterscheiden, während ein Lichtmessgerät, das die Beleuchtungsstärke anzeigt, für alle Lampentypen und alle Menschen von 0 bis 100 Jahren denselben Wert angibt. Dieser Effekt hat aber mit der melanopischen Wirkung des Lichts wenig gemein, außer dass für beide die Vergilbung der Augenmedien maßgeblich ist.

Das Alterungsverhalten des Auges war bereits in der Antike bekannt. Schon im antiken Griechenland und Ägypten wusste man, dass Augen im Alter "blind" und weißlich-trüb werden können. In der Renaissance hatte man die Trübung der Linse im Fokus. Georg Bartisch veröffentlichte 1583 das erste bedeutende Werk der Augenheilkunde ("Ophthalmodouleia"). Darin beschrieb er verschiedene Formen des Stars, doch die chemische Veränderung – also die Vergilbung – blieb noch ein Rätsel.

Die Auflösung folgte im 18. Jahrhundert. Mit der Entwicklung besserer Mikroskope und der Extraktion der Linse bemerkten Ärzte, dass Linsen im Alter nicht nur trüb, sondern oft deutlich bernsteinfarben oder gelblich-braun sind. Mitte des 19. Jahrhunderts begann man zu verstehen, dass diese Gelbfärbung die Farbwahrnehmung beeinflusst (insbesondere die Absorption von kurzwelligem, blauem Licht). Die Auswirkungen dieser neuen Erkenntnisse konnte man bis in die Damenmode (Farbe der Hüte) verfolgen. Auch historische Gemälde von Künstlern im hohen Alter (wie etwa Claude Monet) haben oft einen extremen Gelbstich oder es fehlten Blautöne fast völlig: Die Künstler malten so, wie sie die Welt durch ihre vergilbten Linsen sahen.

So gesehen war die Definition des Lichts ohne Alterungseinflüsse und mit Experimenten mit jungen Männern ein bedenklicher Vorgang gewesen. Forscher wie Weston (1945) und spätere Studien zeigten, dass ein 60-Jähriger etwa dreimal so viel Licht benötigt wie ein 20-Jähriger, um die gleiche Sehaufgabe (z. B. Lesen) mit derselben Genauigkeit zu bewältigen. In den 1960er Jahren wurde nachgewiesen, dass die Netzhaut eines 60-Jährigen nur noch etwa 33 % des Lichts erhält, das die eines 20-Jährigen erreicht.

So wurde in der Lichttechnik folgerichtig gefordert, für ältere Personen höhere Lichtniveaus vorzusehen. Aber die Idee, die Bestimmung des Lichts so zu ändern, dass ein bestimmter Wert für alle Altersgruppen die gleiche Hellempfindung bedeutet, kam man aber nicht. Dies wäre ein weiterer Schritt in Richtung physiologisch richtiger Bestimmung des Lichts geworden.

Stattdessen haben sich die Beleuchtungsnormen auf die “normale” Sehkraft eingeschossen. So hieß es bei der Norm DIN 5035 (Entwurf, 1969): “Die Nennbeleuchtungsstärken nach Tabelle 1 gelten für Räume, die mit Personen unterschiedlichen Alters besetzt sind. Bei für vorwiegend ältere Menschen geplanten Allgemeinbeleuchtungsanlagen sowie bei Arbeitsplatzbeleuchtungen für den Einzelnen sind die Beleuchtungsstärken der nächsthöheren Stufe zu wählen.” Was machen die älteren Mitarbeitenden bei den Standard-Arbeitsplätzen?

In späteren Jahren verschwand die Anforderung für Räume mit vorwiegend älteren Mitarbeitenden und wurde durch etwas Schlimmeres ersetzt: „Die Zuordnung eines bestimmten Wertes der Nennbeleuchtungsstärke zu einer Sehaufgabe bezieht sich auf normalsichtige Personen.” (DIN 5035-1:1979-10). Man schrieb also Beleuchtungsnormen für normalsichtige Personen. Wer sollte das wohl sein? Das konnte man nirgendwo erklärt bekommen. Wenn eine Norm aber nicht für die gesamte Arbeitspopulation gilt, muss in derselben Norm angegeben werden, für wen sie nicht gilt.

Nach jahrelangem Studium der Beleuchtungsnormen und der sonstigen lichttechnischen Regelwerke, die seit 1924 entstanden sind, bin ich zu der Überzeugung gekommen: Die Festlegungen der Beleuchtungsnormen, die auch vom Arbeitsschutz angewendet wurden, galten für die jüngere Arbeitsbevölkerung unter 40 Jahren mit gesunden Augen. Diese muss auch noch Glück haben mit den sonstigen Eigenschaften der Beleuchtung. Denn für die Festlegung gilt: „Dabei wird vorausgesetzt, daß dieser Wert der Beleuchtungsstärke in seiner Auswirkung auf die Sehleistung nicht durch Störeinflüsse wie Direktblendung, Reflexblendung und Kontrastminderung, ungeeignete Lichtfarbe und Farbwiedergabe beeinträchtigt wird.

Wer noch viel schlimmer betroffen sein kann …

Die Gruppe junger Menschen zwischen 0 und 25 Jahren kommt bei der Bestimmung von mel-EDI gemäß CIE S 026/E:2018 nicht vor. Diese ist nicht etwa vergessen worden, sondern ohne Kommentar ignoriert. Denn man weiß nicht viel über die Reaktion jüngerer Menschen bezüglich Melatonin, auf dessen Basis man eine Berechnung durchführen könnte. Was man weiß, ist die wesentlich höhere Transparenz der Augenmedien, bevor deren Vergilbung anfängt, die eine Schutzwirkung gegen blaues Licht entfaltet. Wenn Kinder wie Erwachsene im gleichen Raum der gleichen Beleuchtung ausgesetzt werden, ist die Belastung durch Blaulicht sehr unterschiedlich.

Man hatte früher in Kitas oder Krankenhäusern nicht unbedingt darauf geachtet, dass die für die Erwachsenen geplante Beleuchtung die Augen der auf dem Rücken liegenden Babys schädigen könnte. Dabei gab es vor allem in den 1940ern bis 1960ern viele Erblindungen, die man fälschlicherweise erst nur dem Licht zuschrieb, die aber eine Kombination aus zu viel Sauerstoff und Lichtstress waren. Eines der Opfer war Stevie Wonder, dessen Erblindung zuerst auf das Licht geschoben wurde. Später wurde der Sauerstoff im Inkubator als Ursache identifiziert. Die vermutlich größte Gefährdung erfolgt vermutlich eher an südlichen Stränden, wo blonde und blauäugige Babys und Kleinkinder der Mittelmeersonne ausgesetzt werden.

Systematische Mängel

Unbekanntes Grundkonzept: Accessibility oder Design for All

Die Definition von Licht über die spektrale Empfindlichkeit der Augen junger Männer erschwert die Berücksichtigung des weitaus größeren Teils der arbeitenden Bevölkerung. Die Lichttechnik hat zwar Wörter aus der Antike wie Lux, Lumen oder Candela für ihre Größen ausgewählt und gar den Gott Apollo für den ersten Kartellvertrag der Industriegeschichte eingespannt, der die geplante Obsoleszenz[2] eingeführt hat, aber antike Konzepte wie “Der Mensch ist das Maß aller Dinge” nicht zur Kenntnis genommen.

Die moderne Form des zitierten Spruchs  des antiken Sophisten Protagoras (5. Jh. v. Chr.) trägt den Namen Accessibility. Das ist eine Politik, die der Bürgerrechtsbewegung aus den USA aus den 1960er Jahren entstammt. Sie ist durch viele Länder und auch von der UNO übernommen worden. Die ergonomische Normung wird seit mehr als 20 Jahren mit der zugänglichen Gestaltung der Arbeit und der Arbeitsstätten befasst. Die allgemeine Politik arbeitet nach dem Konzept “Design for All”. Design for All (auch bekannt als „Universal Design“) ist ein Gestaltungskonzept, das darauf abzielt, Produkte, Dienstleistungen und Umgebungen so zu entwickeln, dass sie für alle Menschen gleichermaßen nutzbar sind – unabhängig von Alter, körperlichen Fähigkeiten oder Lebenssituation. Ein solches Design ist für Menschen mit unterschiedlichen Fähigkeiten nützlich und marktfähig. Es kommt verschiedenen Vorlieben und Fähigkeiten entgegen (z. B. linkshänder-freundlich).

Die barrierefreie (accessible) Gestaltung der Beleuchtung an Arbeitsplätzen stellt sicher, dass alle Beschäftigten – unabhängig von individuellen Seheinschränkungen, Alter oder spezifischen Sehaufgaben – sicher, ergonomisch und ermüdungsarm arbeiten können. Das Problem ist, dass man das Konzept in der lichttechnischen Literatur lange suchen kann, ohne es zu finden.

Validitätsproblem – Wenn die Maße nicht stimmen

Validität ist einer der drei wichtigsten Grundpfeiler der Statistik und Forschung (die sogenannten Gütekriterien). Vereinfacht gesagt, beantwortet die Validität die Frage: „Misst der Test wirklich das, was er messen soll?“ Weiter gefasst: Was bedeutet Validität? Was bedeutet eine Messgröße?

Welche praktische Bedeutung die richtige Antwort darauf haben kann, kann man in der Historie der Kerntechnik lesen. Am 28. März 1979 bemerkten die Reaktorfahrer in Three-Mile-Island, Harrisburg, Pennsylvania, dass sie einen Unfall hatten. Pflichtgemäß pumpten sie 6.000 Kubikmeter Wasser in den Reaktor, das damit den notwendigen Wasserstand erzielte. Jedenfalls nach der Anzeige. In Wirklichkeit war kein Wasser im Reaktor. Die Anzeige hatte einen Rechenwert angezeigt, der den Wasserstand aus dem gepumpten Wasser und dem Volumen des Reaktorgefäßes errechnet hatte. Seit diesem Tag sind in den USA nur ganze zwei Reaktoren in Betrieb gegangen. Und das in 48 Jahren.

Das Thema Validierung wird in Genesis 2.0 – Schöpfung der elektrischen Sonne hier ausführlich behandelt:  So soll die Leuchtdichte der Helligkeit entsprechen. Die Lichttechnik muss sich mit sehr ernsthaften Validierungsproblemen befassen, denn alle ihre Größen sind linear, zwei Lux sind das Doppelte von ein Lux, ihre Wirkungen aber nicht, sie sind definiert nach physikalischen Entitäten. So soll die Leuchtdichte der Helligkeit entsprechen. Das tut sie nicht, weil sie das nicht kann.

Lichttechnische Grundgrößen entsprechen physikalischen Größen, die man mit Hilfe der V(λ)-Kurve umrechnet. Wenn ihre Werte etwas bedeuten sollen, müssen sie physiologischen Wirkungen entsprechen, welchen auch immer. Im einfachsten Fall sollten z.B. Reflexionsgrade wie 0,3 oder 0,6 etwa dem Helligkeitseindruck entsprechen, den Proben mit solchen Werten erreichen. Rein physikalisch gesehen reflektiert die Probe mit einem Reflexionsgrad von 0,6 tatsächlich exakt doppelt so viel Lichtenergie wie die Probe mit 0,3. Unser visuelles System arbeitet nicht linear, sondern annähernd logarithmisch. Das bedeutet: Damit wir einen Helligkeitsunterschied als gleichmäßig steigend wahrnehmen, muss die physikalische Lichtintensität exponentiell zunehmen. Das ist die Kernaussage des Weber-Fechner-Gesetzes. Das Weber-Fechner-Gesetz beschreibt den Zusammenhang zwischen der objektiven Intensität eines physikalischen Reizes und der subjektiv empfundenen Stärke dieses Reizes. Es bildet das Fundament der Psychophysik.

Jeder Lichttechniker und jeder Akustiker lernt das Gesetz, bestimmte Ingenieure gleich zweimal. Wenn sie sich auf dem Gebiet der technischen Akustik bewegen, arbeiten sie mit einer logarithmischen Größe. Als Lichttechniker müssen sie linear denken. Arbeitswissenschaftler wie ich verzweifeln zuweilen, wenn sie den Umstand Betriebsleuten vermitteln sollen.

Einfach gesagt: Es gibt keine physiologischen Entsprechungen zu lichttechnischen Größen. Man muss Lichtwirkungen mühsam mit den Beleuchtungsbedingungen in Relation bringen. Dabei wird man nicht selten durch die falsch definierten Maße in die Irre geführt.

[1] Wann die melanopischen Größen wirklich in dem Wörterbuch erschienen sind, kann ich nicht zuverlässig angeben. Die CIE hat bis zum Jahr 2021 das Zitieren der Begriffe aus ihrem Wörterbuch e-ilv im Internet nicht anerkannt. Sie bestand darauf, dass man die gedruckte Version benutzt. Diese gab es aber in keiner Bibliothek. Mir ist nicht einmal auf offiziellem Weg gelungen, ein Exemplar zu Gesicht zu bekommen. Das wird erst verständlich, wenn man berücksichtigt, dass das Wörterbuch komplett überarbeitet werden musste.

[2] Gemeint ist das Phoebus-Kartell, mit dem weltweit eine feste Dauer für die Glühlampe festgelegt wurde. (mehr hier Das Phoebus-Kartell – Gerücht - Legende – Realität) Phoebus (Phoibos) ist der Beiname von Apoll, besser bekannt als Apollon, des Olympischen Gottes des Lichts und der Heilkunst.

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

Forschung ist das, was ich tue,
wenn ich nicht weiß, was ich tue.

Wernher von Braun

In dieser Reihe beschreibe ich in lockerer Folge die Entstehung des Gefühls bei den Benutzern, dass ein Arbeitsraum ohne künstliche Lichtquellen die beste Arbeitsumgebung wäre (Ergebnis einer LinkedIn-Studie). Diesen Ruf hat die Beleuchtungstechnik in enger Zusammenarbeit mit der Architektur redlich verdient. Manchmal war auch die Politik sehr hilfreich dabei … Dieser Beitrag behandelt einen Fall, bei dem die Wissenschaft wie auch Wissenschaftler einen großen Beitrag geleistet haben. 

130 Jahre Blendungsforschung und immer noch keine Ahnung

Der Beitrag analysiert das anhaltende Scheitern der Lichtforschung im Umgang mit Blendung, trotz über 130 Jahren Forschung seit Edisons Versprechen eines blendfreien künstlichen Lichts. Während der Preis für Licht durch technologischen Fortschritt dramatisch gesunken ist, blieb das Ziel der Blendungsfreiheit unerreicht. Ich mache dafür vor allem wissenschaftliche Versäumnisse verantwortlich: Weder Arbeitswissenschaften, Ergonomie noch Psychologie haben Blendung als relevante Arbeitsbelastung systematisch untersucht. Auch die Lichttechnik selbst habe konzeptionelle Fehler gemacht und mit dem Unified Glare Rating (UGR) ein Bewertungsverfahren etabliert, das methodisch unzureichend, nicht validiert und für moderne Beleuchtungssituationen – insbesondere mit LEDs und Bildschirmarbeitsplätzen – ungeeignet ist. Fehlende interdisziplinäre Zusammenarbeit, eine schwache akademische Verankerung der Lichtanwendung und industriegetriebene Scheinlösungen hätten dazu geführt, dass sich die Forschung im Kreis dreht. Das Ergebnis ist ein Bewertungsmaß, das Vertrauen zerstört und reale Blendungsprobleme eher verschärft als löst. 

Wie die Wissenschaft das Blendungsproblem nicht löste

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 environmentLighting 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.

Wenn die Farben täuschen – Ein altes Problem mit neuer Bedeutung

Die Technik liefert uns die Werkzeuge,
aber die Weisheit, sie zu gebrauchen,
hinkt eine Generation hinterher.

William F. Ogburn in Cultural Lag

Dieser Beitrag handelt von einem Phänomen, das nicht nur die Wissenschaft beschäftigt. Es war schon immer im Alltag relevant und wurde durch den Online-Handel noch wichtiger als einst.

Kurzfassung

Metamerie bezeichnet das Phänomen, dass Farben unter bestimmten Bedingungen gleich erscheinen, obwohl sie physikalisch unterschiedlich sind. Besonders relevant ist dies bei Beleuchtungs‑Geometrie‑ und Beobachtermetamerie, bei denen sich der Farbeindruck je nach Lichtquelle, Betrachtungswinkel oder Person ändert. Im Alltag führt das häufig zu Fehlurteilen, etwa beim Kauf von Kleidung, Möbeln oder Autos, da kleine Muster, Displays und Kameras Farben verfälschen. Digitale Darstellungen können das reale Farbspektrum nicht korrekt wiedergeben und verstärken die Unsicherheit. Wirtschaftlich wirkt sich Metamerie vor allem im Onlinehandel aus, wo sie einen erheblichen Teil der Retouren verursacht. Händler versuchen gegenzusteuern, etwa durch bessere Darstellung oder virtuelle Anproben, eine vollständige Lösung gibt es jedoch nicht. 

Zum Begriff

Unter Metamerie versteht man in der Farblehre das Phänomen, dass zwei Farbmuster unter einer bestimmten Lichtquelle identisch erscheinen, obwohl sie eine unterschiedliche chemische oder physikalische Zusammensetzung (und damit unterschiedliche Reflexionseigenschaften) haben. Metamer heißt bedingt gleich.

Einfach gesagt: Die Farben sehen (unter Umständen) gleich aus, sind es aber „substanziell“ nicht.

Wo wird Metamerie relevant?

Die häufigste Form ist die Beleuchtungsmetamerie: Der Farbeindruck ändert sich beim Wechsel der Lichtquelle (z. B. von Kunstlicht zu Tageslicht). Man kauft im Laden mit hellem LED- oder Leuchtstofflampenlicht zwei Kleidungsstücke (z. B. eine dunkelblaue Hose und ein dazu passendes Sakko), die perfekt harmonieren. Sobald man jedoch ins natürliche Sonnenlicht tritt, wirkt die Hose plötzlich rötlicher oder das Sakko gräulicher. Die optische Übereinstimmung bricht zusammen.

Während man die Hose und das Sakko notfalls entsorgen kann, kommt der Metamerie bei Zahnprothesen eine große Bedeutung zu. In der Zahnmedizin arbeitet man sogar noch wissenschaftlich an der Vermeidung der Metamerie (Beispiel hier). Das dient insbesondere dazu, dass die "falschen" Zähne, die beim Zahnarzt noch wie die eigenen aussehen, im UV-Licht der Disco oder bei Kerzenschein im Restaurant als „Fremdkörper“ hervorstechen können.

Viel tückischer macht es die Geometriemetamerie: Der Farbeindruck ändert sich je nach Betrachtungswinkel oder Beleuchtungswinkel (häufig bei Metallic-Lacken oder Seidenstoffen). Die kann bei Autolacken gewollt sein, bei der Abnahme einer Druckvorlage hingegen sehr tückisch. Man prüft 5.000 Flyer gewissenhaft, ob die Farben gut gelungen sind. Schon vor der Druckerei sehen die Objekte nicht mehr so gut aus. Das Problem kann aber bereits bei der Auftragserteilung eingetreten sein, wenn der Lichteinfall bei dem Auftraggeber anders war als beim Drucker.

Eine dritte Form ist die Beobachtermetamerie: Zwei Menschen betrachten dieselbe Farbe unter demselben Licht. Aufgrund individueller Unterschiede im Auge (Dichte der Sehpigmente, Alterung der Linse) sieht Person A eine Übereinstimmung, während Person B einen Farbunterschied erkennt.

Es gibt sogar eine Theorie, wonach diese Erscheinung geschlechtspezifisch ist, Frauen sehen Farben aus genetischen Gründen anders als Männer.

Ähnlich wie Metamerie, aber (heim)tückischer …

Nicht mit der Metamerie zu verwechseln ist die Abhängigkeit der erkannten Farbe von der absoluten Größe des Musters, z.B. beim Möbel- oder Autokauf im Internet. Hierbei kommen sämtliche Gemeinheiten der falschen Farbwahrnehmung zusammen. Man glaubt, man sieht ein elegantes Anthrazit, und geliefert wird ein Wagen, der im Sonnenlicht plötzlich einen Stich ins Bräunliche oder Violette hat.

Zunächst zum Problem der Fläche. Selbst wenn alle Betrachtungsbedingungen perfekt wären, kann kaum ein Mensch von einem kleinen Farbmuster auf eine große Fläche schließen. Wenn die gesehene Fläche kleiner wird, verschwindet die Farbwirkung langsam aber sicher. Dies zeigt das nachfolgende Bild. Die dicken Striche sehen richtig rot aus. Der Farbeindruck wird blasser, je dünner der Strich wird. Etwa dasselbe passiert, wenn man sich die Farbe seines künftigen Autos aus einer Tabelle mit Farbmustern aussucht.

Wenn man das Auto auf dem Bildschirm aussucht, kommen mindestens die Qualität des Monitorpanels, die Einstellung der Wiedergabe (Farbprofil) und das Betriebssystem hinzu. Ein Bildschirm (Smartphone oder Laptop) kann physikalisch das echte Farbspektrum des Autos gar nicht anzeigen. Wobei man gleich in Frage stellen muss, ob es die echte Farbe geben kann. Denn das Bild des Autos wird unter einem bestimmten Licht erzeugt. Wenn es mit einer Handykamera aufgenommen wird, verfälscht diese wegen ihrer “Optimierung”: Wenn ein blaues Auto vor einer grauen Wand steht, korrigiert die Software den Weißabgleich so extrem, dass der Lack auf dem Foto lebendiger wirkt, als er in der Realität ist.

Die wirtschaftliche Bedeutung

Solange man wichtige Dinge wie Kleidung oder Möbel nach physikalischer Inspektion kaufte, war das Problem relativ einfach lösbar. Man ging mit der Ware kurz aus dem Laden und ließ sich vom Erscheinungsbild überzeugen. Frühere Schneider haben den Stoff, die Nähseide, die Knöpfe und Reißverschlüsse immer fein drapiert und unter der künstlichen und natürlichen Beleuchtung beurteilt. Heute kann man nicht einmal davon ausgehen, ob der Näher eines Sakkos auch dessen Knöpfe kennt, die möglicherweise in einem anderen Land angebracht werden.

Ein Großteil der gekauften Ware wird online gekauft und kommt mit der Post. Es wird häufig am Abend ausgepackt. Die Rolle der Metamerie schlägt bei Modeartikeln voll zu. Ein großer Teil der Retouren von 40% bis 60% geht vermutlich auf die Metamerie zurück. Bei Elektronikartikeln, wo die Farbe praktisch keine Rolle spielt, betragen die Retouren nur 5% bis 10%.

Einige Farben sind extrem anfällig:

Navy / Dunkelblau → kann violett oder grau wirken
Beige / Taupe → wirkt mal warm, mal kühl
Weiß / Off-White → kann gelblich oder bläulich erscheinen

Da die Rolle der Metamerie insbesondere bei Modeartikeln bekannt ist, versuchen Händler die Farbverfälschungen möglichst zu reduzieren. Das geht bis zur virtuellen Anprobe: Über die Smartphone-Kamera wird das Kleidungsstück virtuell „angezogen“. Moderne AR-Software versucht dabei, die aktuelle Lichtsituation im Raum des Nutzers zu berechnen, um die Farbe realistisch anzupassen. Ehrliche Teppichversandhäuser warnen gar vor Farbverfälschungen durch den Blickwinkel auf den Bildschirm.

Aber selbst sehr gut klingende Ratschläge helfen zuweilen  nicht. So klingt dieser Ratschlag recht passabel: “Beurteilen Sie Farben immer am Fenster bei indirektem Tageslicht, bevor Sie das Etikett entfernen.”Das Fensterglas entfernt das UV-Licht fast vollständig, dadurch entfällt die Wirkung der Weißmacher. Diese aber bestimmen nicht selten die Frische der Farben bei der Kleidung. Andererseits ist es unsinnig, Unterwäsche und Schlafbekleidung bei Tageslicht zu beurteilen.

Die möglichen Fehler und Abhilfen beim Autokauf, insbesondere bei Gebrauchtwagenkauf, sind abendfüllend. Diese erläutere ich in einem getrennten Beitrag.

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

Die Technik liefert uns die Werkzeuge,
aber die Weisheit, sie zu gebrauchen,
hinkt eine Generation hinterher.

William F. Ogburn in Cultural Lag

In dieser Reihe beschreibe ich in lockerer Folge die Entstehung des Gefühls bei den Benutzern, dass ein Arbeitsraum ohne künstliche Lichtquellen die beste Arbeitsumgebung wäre (Ergebnis einer LinkedIn-Studie). Diesen Ruf hat die Beleuchtungstechnik in enger Zusammenarbeit mit der Architektur redlich verdient. Manchmal war auch die Politik sehr hilfreich dabei …

Alte und neue Technologien

Dieser Beitrag untersucht anhand historischer und aktueller Fallstudien, wie bestimmte Handlungsweisen bei der künstlichen Beleuchtung ihren schlechten Ruf bei Nutzern erzeugten. Im Mittelpunkt stehen technische Fehlentwicklungen, ignorierte Nutzerbedürfnisse und politisch-industrielle Fehlentscheidungen. Beginnend bei den frühen Leuchtstofflampen mit Glimmstarter beschreibe ich, wie das störende Flackern und eine bestimmte Unzuverlässigkeit dieser Technik über Jahrzehnte hinweg trotz existierender Lösungen bestehen blieben. Anschließend beschreibe ich die Entstehung und Vermarktung der Kompaktleuchtstofflampe (KLL)– einschließlich der Probleme durch langsame Startzeiten, mangelhafte Lichtqualität, erhöhte Ausfallraten sowie die ökologisch umstrittene Verwendung von Quecksilber. Politische Entscheidungen und Industriekampagnen, die diese Technologie trotz ihrer Defizite als ökologische Innovation propagierten, verstärkten die Akzeptanzprobleme zusätzlich. Der Beitrag zeigt, wie wiederholtes Ignorieren von Nutzererwartungen und Umweltaspekten über Jahrzehnte hinweg zu einem nachhaltigen Vertrauensverlust in bestimmte Lichttechnologien führte – und wie moderne LED-Technik diesen Ruf inzwischen teilweise rehabilitiert. 

In der guten alten Zeit, als der Glimmstarter regierte …

Edison hatte Wort gehalten und eine Lampe gebaut, die beim Drehen des Schalters sofort Licht gab. Das ist bis heute so geblieben: Niemand möchte stundenlang warten, bis Licht kommt. Genauer gesagt, es handelt sich um wenige Sekunden, die niemand abwarten will. Der einzige Unterschied zu 1890 ist, dass wir keinen Drehschalter mehr haben, jedenfalls in modernen Bauten. Dort geht es auf Knopfdruck.

Die so verwöhnten Menschen wurden an deren Arbeitsplatz mit einer Technik konfrontiert, die das Licht nach Meinung der Techniker “wirtschaftlich” lieferte, aber nicht sofort. In den frühen Tagen der Leuchtstofflampe (ca. 1930er/40er Jahre) war das Starten ein mechanischer Prozess. Der klassische Starter ist im Grunde eine kleine Glimmlampe mit einem Bimetall-Kontakt. Diesen fand die Technik wohl nicht so störend, dass eine meiner ersten Forschungsarbeiten dazu diente, bessere Glimmstarter auszusuchen, die die Lampe nicht mehr mehrfach flackern ließen.

Das war etwa 30 Jahre, nachdem mein Vater sich über die neue Beleuchtung in seinem Büro beschwert hatte. Er war nach Hause gekommen und hatte berichtet von der neuen Beleuchtung mit Leuchtstofflampen und seinen Kopfschmerzen. Es war üblich, solche Beschwerden ins Reich der Fabel zu verweisen und die Beschwerdeführer zum Nörgler zu erklären.

Dabei war die Lösung des Problems der flackernden Lampe längst bekannt, als ich Ende der 1960er die Starter untersuchte. Denn die Ingenieure wollten dieses unzuverlässige mechanische Bauteil (den Starter) schon immer loswerden. Der Starter war nämlich oft das erste Teil, das kaputtging. Nicht nur das. Wer damals den falschen Starter kaufte, stand zuweilen im Dunkeln oder erlebte eine Röhre, die nur an den Enden glühte, aber nie zündete. Ein Starter hielt zudem oft nur ein paar tausend Schaltvorgänge. Wenn er festklebte, glühten die Wendeln der Röhre dauerhaft durch, bis sie verbrannten. Deswegen hatte man die Rapidstartlampe erfunden. In den USA brachte die Firma General Electric (GE) im Jahr 1952 das erste kommerziell erfolgreiche Rapidstart-System auf den Markt.

Das Motiv der GE-Ingenieure war buchstäblich sehr einleuchtend: Das Startverhalten der Leuchtstofflampe war das größte Hindernis für die Akzeptanz im Wohnbereich und in gehobenen Büros. Das ständige Flackern der Glimmstarter (Preheat-Systeme) wurde als "billig" und unzuverlässig wahrgenommen. Und GE war das größte Unternehmen der Welt, was das künstliche Licht anbelangte. Dennoch dauerte die Flackerei bis in das neue Jahrhundert. Es wurde im Laufe der Zeit seltener.

Als ich mich mit den Glimmstartern beschäftigte, war mein Zimmernachbar an einer Technologie daran, die später Epoche machen würde, das elektronische Vorschaltgerät (EVG). Er bastelte an einem der ersten Exemplare. Das ist aber eine andere Geschichte, die ein andermal erzählt werden soll. Hier geht es um ein Ignorieren des Nutzerverhaltens, das auch dann griff, als das mächtigste Unternehmen der Branche die Lösung längst präsentiert hatte.

Neuauflage des Ignorierens des Startverhaltens einer Lampengattung

Die gemeinte Lampengattung ist mit der Firma verbunden, von der oben die Rede ist. Ihre Geschichte beginnt bei General Electric (GE) in den USA. Mitten in der ersten großen Ölkrise sucht man verzweifelt nach Wegen, Strom zu sparen. Der Ingenieur Edward E. Hammer biegt eine lange, dünne Glasröhre in eine enge Spiralform, damit sie in die Größe einer normalen Glühlampe passt. GE entschied sich gegen die Produktion. Die Maschinen zur Herstellung der gebogenen Glasröhren wären zu teuer gewesen (geschätzte 25 Millionen Dollar). So legt GE das Patent auf Eis.

Während GE zögerte, sahen die Europäer ihre Chance. Philips präsentierte 1980 die erste marktreife Kompaktleuchtstofflampe: die Philips SL*. Sie sah aus wie eine klobige Marmeladenglas-Konstruktion. Sie war schwer (wegen des eingebauten magnetischen Vorschaltgeräts), groß und unhandlich. Dennoch wurde sie eine Sensation, weil sie 80% weniger Strom verbrauchte und 10-mal länger hielt.

Die Designer bei Osram und Philips entwickelten die "U-Form" (die typischen Finger-Röhren), die leichter zu produzieren waren als Hammers Spirale. In den späten 80ern ersetzten kleine Platinen die schweren, brummenden Kupferspulen. Die Lampen wurden leichter, flackerten beim Start nicht mehr und leuchteten sofort heller.

Dabei bedeutete sofort leider nicht gleich. Viele Modelle brauchten 1–2 Minuten, um ihre volle Helligkeit zu erreichen ("Geduldslicht"). Volle Helligkeit hieß leider immer noch nicht die geplante Lichtqualität. Wenn man um das Jahr 2007 eine solche Lampe im Labor messen wollte, musste sie volle 24 Stunden warm werden, damit ihre Daten stabil blieben. Dass sie zuvor noch zwei Wochen eingebrannt werden musste, bis sie ihre Eigenschaften einigermaßen festigte, gehört noch dazu.

Da die Lampen wegen ihrer meist schlechten Lichtfarbe (grünlich-gelb) und noch schlechteren Farbwiedergabe (mit erheblicher Mühe bei der Bewertung auf Ra 80 getrimmt) meist nur in Garagen oder Kellern zu Hause waren, hat vermutlich niemand die Kompaktleuchtstofflampe (KLL) mit ihrem labormäßigen Erscheinungsbild gesehen. Für professionelle Anwendungen gab es andere KLL mit externem elektronischem Vorschaltgerät, die man an dem Stecksockel erkennen konnte.  Die hier gemeinten KLL waren solche mit integriertem Vorschaltgerät, das im Sockel saß.

Als die Debatte um das Glühlampenverbot der EU 2007 begann, wurde die KLL zur Energiesparlampe hochbefördert. Und zwar nicht die Technologie, sondern die Form mit dem integrierten Vorschaltgerät. Es half nicht, dass die Gegner argumentierten, man könne eine ökologische Revolution, die in der Ökodesign-Richtlinie von 2008 kulminieren sollte, Verordnung (EG) Nr. 244/2009, mit einer Technik vorantreibt, die massensweise Elektroschrott produziert. Denn der neue Stern am ökologischen Himmel, die KLL mit integriertem Vorschaltgerät, ging schneller kaputt, weil sich der Sockel erwärmte, was der Elektronik selten guttut. Und die Elektronik war selten hochwertig, weil die Energiesparlampe mit der Glühlampe konkurrieren sollte.

War der Vorwurf der Förderung des Elektronikschrotts noch relativ harmlos, verstießen die Freunde der auf den Thron der Ökologie gesetzten Lampe gegen eine der wichtigsten ökologischen Grundlagen: das Verbot von Quecksilber. Diese Substanz, von der man zwar gerne, aber sehr schwer Abschied nahm, ist praktisch in allen Lebenslagen verboten bzw. geächtet, seit man Mitte der 1950er Jahre in der Minimata-Bucht in Japan schreckliche Entdeckungen gemacht hatte. Besonders grausam war die Entdeckung, dass Methylquecksilber die Plazentaschranke durchbricht. Mütter, die selbst kaum Symptome zeigten, brachten Kinder mit schwersten Fehlbildungen und geistigen Behinderungen zur Welt. Dies bewies, dass Quecksilber direkt in die Gehirnentwicklung von Ungeborenen eingreift. Und nun sollte die ökologische Revolution der EU mit einer Technologie beginnen, die auf eben diesem Material beruhte.

In dieser Situation wirkte die Argumentation der Industrie besonders perfide. Als der Umweltminister Gabriel mit der Energiesparlampe Wahlkampf betrieb (z.B. hier) und sein Vorgänger Jürgen Trittin ihm beistand, half ihm die Industrie mit dem Argument, die Wunderlampe würde Energie sparen und so ein kleines Kohlekraftwerk einsparen helfen. So erfuhr die Öffentlichkeit, dass Kraftwerke immer Quecksilber über das Land streuen. (zu lesen unter z.B. Quecksilber hin, Quecksilber her oder Quecksilber - noch einmal aus den Jahren 2009 und 2010)

Wenn die Politik solche Hämmer ignoriert und einer Technologie den Vorrang einräumt, die auf einem äußerst giftigen Material beruht, wie ernst mag man denn die Unannehmlichkeit des Anlaufs einer Lampe beim Einschalten nehmen? (Hier hilft unsere Studie zur Ökologie der Energiesparlampe Download weiter) Der EU bliebe allerdings die Peinlichkeit erspart geblieben, die Energiesparlampe aus dem Verkehr zu ziehen, weil sie keine Energiesparlampe war. Seit 1. September 2021 dürfen keine klassischen Energiesparlampen mit Schraubgewinde (E27/E14) in den Verkehr gebracht  werden. (s. Energiesparlampen verboten, weil nicht energieeffizient). Somit wurde die Energiesparlampe lange vor mancher Halogenglühlampe aus dem Verkehr gezogen.

Heute gehen die Lichter wieder sofort an wie zu Zeiten Edisons. Sie werden häufig in E27-Sockeln geschraubt, auch wie zu Zeiten Edisons. Allerdings hat das neue Licht mit den früheren Versionen nur noch wenig zu tun. Was neu ist und wie es dazu kam, habe ich in dem Kapitel Epochen der Kunst der Lichtmacher dargelegt. Wer Interesse hat, zu wissen, was mit der neuen LED-Technologie möglich ist, was früher nicht denkbar war, sollte sich alles angucken, was alles auf der Basis dieser Technologie möglich ist. Das kleinste Objekt, das mir einfällt, ist eine winzige LED, deren Licht hilft, Tumorzellen zu töten. Das bislang Größte war ein Display, das eine ganze Straße in Las Vegas überdacht.

Dazwischen liegen solche Objekte wie auf diesem Foto, das den Ruf der künstlichen Beleuchtung erklärt. Es gehört zu meinen liebsten Aufnahmen, weil viele “Gewerke” für dieses Erscheinungsbild verantwortlich sind. Wer alles da beteiligt war, habe ich in einem anderen Beitrag erläutert: Wie kommt das Grauen in deutsche Büros?.