Kategorie: Arbeit

Der sanfte Riese der Lichtkunst, kurzgefasst

Mein Nachruf würdigt Prof. Dr.-Ing. Heinrich Kramer, der Anfang November 2026 starb, als prägenden Vertreter der internationalen Lichtgemeinschaft. Als „sanfter Riese“ verband er fachliche und menschliche Größe mit Zurückhaltung. Seine besondere Leistung bestand darin, zwischen Lichttechnik und Architektur zu vermitteln. Er beherrschte nicht nur die technischen Grundlagen der Beleuchtung, sondern verstand auch die Formensprache der Architekten und übersetzte gestalterische Absichten in wirksame Lichtkonzepte.

Persönliche Erinnerungen an ihn machen diese Haltung anschaulich. Die erste Begegnung fand in der Berliner Philharmonie statt, als Herbert von Karajan die optische und akustische Wirkung des Konzertsaals perfektionieren ließ. Kramer wirkte später auch am Kammermusiksaal mit. Die Verbindung von Licht und Akustik steht beispielhaft für seinen umfassenden Blick auf die Gestaltung gebauter Räume.

Im Zentrum seines Lichtverständnisses standen die Bedürfnisse des Menschen. Kramer unterschied zwischen der Qualität technischer Eigenschaften und der Qualität der Zielerreichung: Gute Beleuchtung sollte körperliche und geistige Gesundheit sowie Wohlbefinden fördern. Zu den grundlegenden Bedürfnissen zählte er Orientierung in Raum und Zeit, Privatheit und Kommunikation, Information und Vertrautheit sowie Abwechslung und Überraschung. Seine neun Gebote guter Lichtgestaltung fordern deshalb eine frühzeitige Einbindung des Lichts in die Architektur, passende Atmosphäre, gestalterischen Ausdruck und Originalität. Sehen und Erkennen bleiben notwendig, bilden aber nicht den alleinigen Maßstab.

Eine weitere Erinnerung zeigt Kramers Souveränität: Als ich eine von ihm geplante Beleuchtung im Langen Eugen durch eine für neue Arbeitsweisen geeignete Lösung ersetzte, reagierte Kramer ohne Kommentar. Für ihn hatte die Aufgabe Vorrang vor persönlicher Eitelkeit.

Sein Vermächtnis reicht über einzelne Bauwerke hinaus. Er vermittelte Wissen an Studierende und setzte sich für die Anerkennung der Lichtplanung als eigenständigen Berufsstand ein. Der Nachruf verbindet damit eine grundsätzliche Forderung: Lichtgestaltung braucht qualifizierte Verantwortung, damit technische Möglichkeiten tatsächlich den Menschen dienen.

Der sanfte Riese der Lichtkunst

In Memoriam Heinrich Kramer

Anfang November 2026 nahm Heinrich Kramer Abschied von der Zeit und von der internationalen Lichtgemeinschaft, die er geprägt hat wie kaum ein anderer. Die Bezeichnung sanfter Riese bezieht sich nicht auf seine körperliche Statur, die ebenso imponierend war wie seine geistige Größe. Beide setzte er sehr zurückhaltend ein, obwohl er vermutlich jedem Gesprächspartner meistens haushoch überlegen war.

Heinrich Kramer wurde zur personifizierten Lichtkultur durch jahrzehntelange Zusammenarbeit mit hochkarätigen Architekten. Deren Wertschätzung für die Technik des Lichts musste erst erarbeitet werden, indem ein Lichttechniker einen wirksamen Beitrag zu ihrer Kunst leistete, der einen eigenen Wert darstellte. So selbstverständlich ist das nicht, weil Architekten eher zu einer solchen Meinung neigen, auch wenn sie eine hohe Meinung von dem Lichttechniker haben (bzw. hatten): „Für sie [Licht-Ingenieure, zumeist Elektrotechniker] gab und gibt es überwiegend nur zwei Kriterien: Die Ausbeute der Lichtmenge gemessen in Lichtstärke und den Aufwand im Verbrauch gemessen in elektrischer Energie. Wir hatten sehr schnell gelernt, dass die Beschränkung auf diese beiden Parameter für die Gestaltung der Architektur und die Erzeugung von Raumstimmung die kurzsichtigsten, um nicht zu sagen unsinnigsten Messgrößen darstellen.“ (Meinhard von Gerkan, in einer Anmerkung, warum er sich von den Lichttechnikern enttäuscht fühlte.)

Heinrich Kramer beherrschte alle Register, die der Lichtingenieur ziehen muss, in hoher Perfektion, aber auch die Sprache des Architekten, die Ingenieure kaum wahrnehmen, weil diese zur Kommunikation eine andere benutzen. Die Sprache des Ingenieurs ist verbal, während sich Architekten einer Formensprache bedienen. Wer über Licht nicht nur philosophiert, sondern es als Gestaltungsmittel versteht, muss diese Sprache nicht nur verstehen, sondern auch in die der Technik umsetzen.

So wuchs Heinrich Kramer vom Ingenieur zum Brückenbauer zwischen den Welten des Lichts und der Architektur. Zwar hatten diese einst untrennbar zusammengehört, aber die Erfindung des elektrischen Lichts hatte sie vor über einem Jahrhundert derart gründlich getrennt, dass selbst ein Albert Speer, von Beruf Architekt, als Minister eines gewalttätigen Regimes hat sie nicht wieder zusammenführen können.

Nach seiner Vorstellung beeinflusst die Beleuchtung, wie Menschen Räume wahrnehmen und nutzen. Diese Überzeugung bestimmte die Arbeit von Prof. Dr.-Ing. Heinrich Kramer. Über Jahrzehnte hinweg vermittelte er zwischen Licht und Architektur und setzte sich für die Anerkennung der Lichtplanung als eigenständige Disziplin ein. Damit prägte er ihre Entwicklung. Die Lichtbranche und die Architekturwelt trauern um einen ihrer großen Geister.

Ein eleganter Mann mit grauer Tolle und viele Macher

Heinrich Kramer begegnete ich in einem wirklich surrealen Setting. Ich stand zusammen mit 34 weiteren schwarzgekleideten Studenten auf dem Orchesterpodium der neu eröffneten Philharmonie in Berlin. Die Architektur war ein Novum für die Musikwelt wie für die Welt der Architektur. Jeder von uns hielt ein Instrument in der Hand. Der elegante Mann mit der grauen Tolle jagte eine Schar von anderen Männern die „Weinberg-Ränge“ (gemäß Hans Scharoun) auf und ab. Später lernte ich, dass der Mann Herbert von Karajan hieß, der mit diesem Gebäude seinen Weltruhm krönen würde. Er hatte dort am 15. Oktober 1963 Beethovens 9. Symphonie dirigiert und war wohl nicht ganz zufrieden. Deswegen sollte der Innenraum optisch wie akustisch perfektioniert werden. Unter den Männern, die er durch die Halle jagte, war mein späterer Professor für Technische Akustik, Kremer, und eben Heinrich Kramer. Karajan wollte sein Wirken perfekt präsentieren und dies für die Nachwelt in Ton und Bild dokumentieren.

Als 24 Jahre später der große Konzertmeister und Scharoun ein weiteres Denkmal für die Musiklandschaft konzipierten, den Kammermusiksaal der Berliner Philharmonie, war Kramer wieder dabei, jetzt in führender Position. Er muss also den beiden Perfektionisten gefallen haben.

Kramers Rolle bei dem Projekt Philharmonie war mit einem noch heute relevanten Thema verbunden, Licht und Akustik zu verbinden.

Die Leuchten am Himmel der Philharmonie dienen nicht allein der Beleuchtung, sie tragen der mittlerweile weltberühmten Akustik bei.

Licht – Technik, - Kunst oder - Wissenschaft?

Eine Unterscheidung zwischen einer Technik und einer Kunst scheint evident. Wer gar Kunst und Wissenschaft gemeinsam betrachten möchte, wird nicht selten ein Kopfschütteln ernten. Hingegen kein Problem bei Menschen wie Heinrich Kramer. Für ihn war es kein Problem, heute über die Empfindlichkeit von LEDs gegenüber der Luftfeuchte zu diskutieren, um sich morgen mit der Frage auseinanderzusetzen, warum das menschliche Gehirn bei codierten Informationen (z.B. Schriftzeichen) langsamer reagiert als bei uncodierten (z.B. Körpersprache, Gerüche, Wärme).

Wer in der Welt des Lichts etwas werden will, muss sich von reiner Technik (Eigenschaften von Kabeln) bis hin zu Wissenschaften wie der Psychologie oder der Chronobiologie (z.B. Disruption von zirkadianen Rhythmen durch Beleuchtung) bewegen. Diese Spanne war zwar früher geringer, fiel aber immer noch groß genug aus, um einen zur Verzweiflung zu treiben. So postulierte der erste Obmann des Normenausschusses Lichttechnik, Walter Schneider, im Vorwort seines Buches von 1952: „Der Beleuchtungstechniker kann seine Aufgaben nicht ohne Kenntnis und Berücksichtigung der Physiologie, vor allem aber der Psychologie (der Lehre, welche die Lebensvorgänge erforscht, die der inneren Wahrnehmung zugänglich sind), der seelischen Beeinflussung des Menschen durch Licht, wirklich zufriedenstellend lösen, und dies gilt bei der richtigen Beleuchtung am Tage.“ So ist es kein Wunder, dass bei der Lichttechnik die Grenzen zwischen Technik und Wissenschaft häufig schlecht erkennbar sind.

Der Weg von der Technik zur Kunst ist übrigens nicht allzu weit, wie man sonst glaubt. So stammt das Wort Technik vom griechischen techne ab, das Kunst, Gewerbe, Geschick, List, sogar Betrug bedeutet. List und Betrug waren aber nicht böse gemeint, sondern in dem Sinne, dass der Techniker auch mal das Material oder die Natur listig verändert. So kann man die Wirkungsweise des Lichtplaners als eine gewerbliche Tätigkeit verstehen, bei der die gebaute Realität kunstvoll und listig erlebbar gemacht wird. Listig deswegen, weil Kramer wusste, dass unsere Augen die Welt nicht nur in seinem Licht sehen, sondern auch im Lichte unserer Erfahrungen.

Kämpfer für Qualität des Lichts

Heinrich Kramer war ein unermüdlicher Kämpfer für die Idee, dass das installierte Licht nicht nur für Helligkeit und Sehleistung sorgen soll, sondern den Bedürfnissen des Menschen entsprechend gestaltet wird, die er „Human Needs“ nannte. Das sind grundsätzliche Anforderungen des Menschen an seine umbaute Umgebung. Um die Motivation Kramers zu verstehen, muss man den Begriff Qualität beleuchten, was ich im nächsten Abschnitt tue.

Qualität – So alt wie die Fundamente unserer Gesellschaft

Das Wort Qualität dürfte praktisch jedem Erwachsenen bekannt sein. Das ist kein Wunder; das Wort ist so alt wie die antike griechische Zivilisation, die wir als Beginn unserer Kultur verstehen. Der philosophische Begriff der Qualität wurde von Aristoteles (384–322 v. Chr.) in die abendländische Denktradition eingeführt. In seinen Kategorien bezeichnete er das Beschaffensein einer Sache mit dem altgriechischen Wort ποιότης (poiotes, abgeleitet von poios = „wie beschaffen?“). Aristoteles verstand darunter die Eigenschaft, das Merkmal oder die Eigenart, die ein Objekt von anderen unterscheidet. Cicero übersetzte Aristoteles’ Werk ins Lateinische und prägte den Begriff qualitas (von qualis = „wie beschaffen“).

Hier bedeutet Qualität schlicht „Beschaffenheit“ oder „Summe aller Eigenschaften“ eines Objekts, Zustands oder Prozesses – vollkommen frei von einer Bewertung. Etwa zur gleichen Zeit entstand aber auch eine wertende Bedeutung des Wortes Qualität. Und sie heißt „eine hochwertige Beschaffenheit“.

Der Begriff “Qualität” stellt somit eines der ältesten “Kulturgüter” dar. Er wurde, wie dargestellt, bereits in der Antike geprägt, leider auch seine Zweideutigkeit:

• Der Begriff Qualität wird in der Umgangssprache für eine überlegene Beschaffenheit von Objekten benutzt, z.B. in der Bezeichnung “Qualitätsprodukt”
• Qualität ist die “Gesamtheit von Eigenschaften und Merkmalen eines Produkts oder einer Tätigkeit, die sich auf die Eignung zur Erfüllung gegebener Erfordernisse beziehen.” (so in Normen über Qualität, z.B. in ISO 9000ff)

 

Nach der normierten Vorstellung der Qualität wird die (objektive) Beschaffenheit eines Produktes an den gegebenen Erfordernissen gemessen. Während man bei Licht objektiv z.B. die Beleuchtungsstärke bestimmen und angeben kann, hängt die Qualität der Beleuchtung eines Hörsaals davon ab, was dort gemacht wird. Zeigt man dort nur Videos, ist eine Beleuchtung mit hoher Beleuchtungsstärke Unsinn. Sollen in dem Hörsaal Studenten mehrere Stunden technische Zeichnungen auf dem Papier erstellen und betrachten, kann hingegen die Beleuchtungsstärke nicht hoch genug sein.

Der Qualitätsbegriff bedeutet sinngemäß, dass ein Gegenstand keine inhärente (objektive) Qualität hat, sondern nur in Bezug auf Anforderungen, die explizit vorliegen können oder implizit angewendet werden müssen. So wird man bei jeder Beleuchtung einer Arbeitsstätte die Arbeitssicherheit (unfallfreie Bewegung) immer als eine Anforderung bezeichnen, auch wenn sie keine Vorschrift fordert. Andere Anforderungen werden explizit vorgegeben: Super Slow Motion (Super Slo-Mo) Aufnahmen müssen ruckelfrei möglich sein.

Eine Qualitätsbeleuchtung in diesem Sinne ist eine, die die Anforderungen erfüllt, die an eine Beleuchtung gestellt werden. Diese kann z.B. ein Gremium aufstellen, so geschehen mit Beleuchtungsnormen wie DIN EN 12464-1. Es wäre auch möglich, dass der Staat gewisse Anforderungen formuliert, die in seinem Sinne für notwendig gehalten werden, so geschehen mit der ASR A3.4. Kramers Vorstellung von Qualität sollte dem Lichtplaner/Lighting Designer die Richtung zur guten Beleuchtung aufzeigen.

Lichtqualität nach Human Needs

Heinrich Kramer zeigte einen deutlichen Gegensatz zwischen dem, was als  „Beleuchtungsqualität“ verstanden wird, und einer Lichtwirkungsqualität. Er schrieb: „Im Gegensatz zur Beleuchtungsqualität, die eine „Qualität der Eigenschaften“ ist, stellt die Lichtwirkungsqualität eine „Qualität der Zielerreichung“ dar. Das Ziel ist, Bedürfnisse des Menschen zu erfüllen.“

Das zu erreichende (ultimative) Ziel bezeichnete er als „körperliche und geistige Gesundheit und Wohlbefinden“, das in jedem Projekt anzustreben ist. Die damit verbundenen „Human Needs“ (Grundbedürfnisse) sind nach Kramer:

• Orientierung in Raum und Zeit (Genius loci, Kultur, Tradition, Zeitgeist, Biorhythmus)
• Privatheit und Kommunikation
• Information und Aufklärung (Vertrautheit)
• Abwechslung und Überraschung (keine Monotonie).

 

Aus diesen Grundbedürfnissen leitete Kramer seine „9 Gebote guter Lichtgestaltung“ ab:

1. Licht muss die körperliche und geistige Gesundheit und das Wohlbefinden der Menschen gewährleisten.
   Alle anderen Anforderungen an das Licht müssen sich diesen Forderungen unterordnen.
2. Das Licht sollte die Orientierung und die Bestimmung des Standortes der Menschen im Raum und in der Zeit ermöglichen.
   Unter dem Standort im Raum sind nicht nur die physikalischen Koordinaten in Metern und Zentimetern gemeint, sondern auch der Standort der Menschen in der Gesellschaft und Kultur. Ebenso wie unter der Zeit nicht nur die Jahre, Stunden und Sekunden zu verstehen sind, sondern besonders der Bezug der Menschen zu ihrer Geschichte und Tradition.
3. Licht sollte integraler Bestandteil der Architektur und Innenarchitektur sein, d. h. von Anfang geplant und nicht nachträglich aufgesetzt werden.
4. Licht sollte durch seine Formen-, Farb-, Materialwahl und im Design- und Detailanspruch die Intentionen der Architektur und Innenarchitektur unterstützen und nicht eigenständig wirken.
5. Licht sollte eine Stimmung und Atmosphäre in einem Raum erzeugen, die der Erwartung der Menschen entspricht (z. B. festlich, feierlich, intim, offiziell, sachlich, billig, hell, schummrig, wohnlich, unentschieden, wertvoll, weit, niedrig, einladend, abweisend usw.).
6. Licht sollte die Kommunikation der Menschen untereinander fördern und ermöglichen.
7. Licht sollte eine Aussage und Botschaft vermitteln, die mehr signalisieren als nur Helligkeit. Es sollte einen eigenen Ausdruck haben.
8. Licht sollte in seinen wesentlichen Aspekten originell sein, d. h. nicht Massenware und Reproduktion von Vorhandenem sein.
9. Und last not least sollte Licht auch das Sehen und Erkennen der Umwelt ermöglichen.

Licht – Bauen mit Licht oder Vom Ingenieur zum Gestalter des Ambiente

Auch die bestformulierten Gebote – ich denke da an die 10 eines großen Geistes, der über uns wohnt – müssen uns erklärt werden, damit wir sie verstehen. Dies hat Heinrich Kramer durch unzählige Lichtplanungen getan, bei deren Ansicht man sofort versteht, was seine Kollegin Ulrike Brandi zu Licht gesagt hat: “Gutes Licht bemerkt man nicht, schlechtes Licht sofort.“ Oder was Olafur Eliasson meint, wenn er sagt: „Licht macht nicht nur sichtbar, es erzeugt auch ein Gefühl von Raum und Zeit.“

„Architektur ist das kunstvolle, korrekte und großartige Spiel der unter dem Licht versammelten Baukörper.“ Kaum jemand hat diesen berühmten Satz von Le Corbusier im deutschsprachigen Raum so tief verinnerlicht, gelebt und weiterentwickelt wie Heinrich Kramer, dessen Gedankenwelt in einem Buch von 2002 präsentiert wird, das er zusammen mit dem Architekten Walter von Lom geschrieben hat. Wobei das Wort „geschrieben“ das Buch nur teilweise bezeichnet, das von der Bildersprache lebt. Dessen Stärke beruht auf Bildern und Zeichnungen, die die gesamte Historie der Lichtnutzung in der Architektur erzählen. Bezeichnenderweise beginnt das Buch mit einem doppelseitigen Bild der Malereien in der Höhle bei Lascaux. Es endet mit Bildern aus der Landesgartenschau in Weil am Rhein der Architektin Zaha Hadid. Dazwischen reihen sich Bilder, die künstlich wie natürlich beleuchtete gebaute Wirklichkeit zeigen.

Darunter findet sich auch mein Lieblingsbild von einem Büroraum (unten). Ich besitze mehrere tausend Fotos von Büros, die allesamt eine traurige Wirklichkeit der von mir untersuchten Arbeitsräume präsentieren. Da sie mir nie gefielen, habe ich welche in Architekturbüchern gesucht. Man findet fast immer ansprechende Fotos aus Großraumbüros, die aber nur auf Bildern schön gewesen sind. Seit etwa 15 Jahren kann man Bilder von New Work-Bürolandschaften finden. Aber ein vertrautes normales Zellenbüro scheint nicht eine Abbildung wert zu sein.

Woran man einen wahrhaft großen Geist erkennt…

Ein kleiner Ingenieur darf nicht auf Gnade hoffen, wenn er das Werk eines wahren Künstlers auch nur in Zweifel zieht. So war es mir ergangen, als ich eine grazile Leuchte eines Designprofessors begutachtet und für nicht funktional für die gegebene Aufgabe befunden hatte. Dabei hatte ich nur die technischen Daten der Leuchte mit den Anforderungen einer gültigen Norm verglichen. Es ging um eine Zertifizierung des Produkts.

Anders mit einer Aktion, die man durchaus als Sakrileg bezeichnen könnte. Es ging um die Beleuchtung der Abgeordnetenbüros im Langen Eugen, die für das Computerzeitalter hergerichtet werden sollten, so auch deren Beleuchtung. Nicht ahnend, welche Sünde ich begehe, habe ich die Glühlampenleuchten, die gerade mal 70 lx produzierten, durch Leuchtstofflampen ersetzt. Diese Beleuchtung war konfigurierbar für Altersstufen zwischen einem deutschen Azubi (≥14 Jahre) und dem ältesten Abgeordneten (damals Willy Brandt, 73 Jahre). Die Beleuchtung wurde trotz aller Schwierigkeiten ein großer Erfolg. Aber …

Nichts ahnend erzählte ich die Geschichte Heinrich Kramer, der dazu nur trocken kommentierte, die alte Beleuchtung hätte er geplant. Das war’s! Die von mir mir nichts, dir nichts in Rente geschickte Beleuchtung war Teil des architektonischen Gesamtkonzepts des Hauses, von Egon Eiermann bis ins Detail geplant und ausgeführt. Er besaß die Souveränität und Menschlichkeit, um wortlos zu akzeptieren, dass neue Arbeitsweisen auch neue Umgebungen fordern.

Was von Heinrich Kramer bleibt …

Tadao Ando sagte einmal: „Licht gibt den Dingen ihre Existenz und verbindet Raum und Form miteinander.“ Heinrich Kramer hat unzähligen Bauwerken genau diese Existenz geschenkt. Sein Werk wird in den von ihm gestalteten Räumen und in der Haltung seiner Wegbegleiter und Studierenden weiterleuchten.

Das Erbe von Heinrich Kramer geht aber weit über die von ihm geplanten Beleuchtungen hinaus. Er gab sein Wissen über Jahrzehnte an Studenten weiter. Aber wichtiger war sein langjähriges Bemühen, dem Lichtdesign den Stellenwert zu geben, der ihm gebührt. Mir ist in langer Beratungspraxis nur selten ein Bauprojekt begegnet, bei dem ein qualifizierter Lichtplaner beteiligt war. Das ist nicht verwunderlich, weil das Gestalterische bezüglich des Lichts nicht in der Honorarordnung auftaucht. So bekommt der Bauherr immer, was er bezahlt.

Während Titel wie „Architekt“, „Innenarchitekt“ oder „Ingenieur“ gesetzlich geschützt sind, steht die Bezeichnung Lichtplaner frei zur Verfügung. Aus genau diesem Grund setzten sich Pioniere wie Heinrich Kramer mit der Gründung von Berufsverbänden (wie der Federation of International Lighting Designers (FILD)) jahrzehntelang für die Anerkennung, eigene Honorarordnungen und einen Titelschutz ein. Anders als in Deutschland ist der Lichtplaner in der Schweiz ein geschützter Weiterbildungsberuf mit eidgenössischem Fachausweis (Lichtplaner/in mit eidg. Fachausweis).

Heinrich Kramer wird für mich immer ein Vorkämpfer für einen eigenständigen Berufsstand bleiben, den ich für überlebenswichtig für die Lichttechnik halte. Diese Technik hat einerseits an Wunder grenzende Leistungen vollbracht, wenn es um die Entwicklung der Lichterzeugung ging. Aber andererseits hat sie die Gestaltung der Beleuchtung Menschen oder Firmen überlassen, die außer elektrotechnischem Installationswissen kaum eine andere formale Qualifikation nachweisen müssen. Dabei ist der „Lichtplaner“ im Grunde gesehen der Hersteller einer Beleuchtungsanlage. Er erbringt nach heutigem Recht aber nur eine reine Planungs- und Beratungsleistung (geistiges Werk), während die physische Herstellung und das Inverkehrbringen der Produkte bei den Leuchtenherstellern liegen. Wenn ein Betrieb Probleme mit der Gesundheit der Mitarbeitenden hat, die die Beleuchtung verursacht haben soll, haben selbst erfahrene Arbeitsrichter Probleme damit, die Verantwortlichen zu benennen. Dasselbe Problem gilt, wenn ein Betrieb neueste Erkenntnisse über die Lichtwirkungen beim Bau einer Arbeitsstätte berücksichtigen will. Er wird keine Person und keine Instanz finden, die ihm dazu verhilft. Der eigenständige Berufsstand des Lichtplaners sollte eben diesem Mangel abhelfen.

Was einen großen Geist wirklich ausmacht und ihn vom bloßen Fachmann abhebt, zeigte sich bei Heinrich Kramer im Umgang mit Veränderung: Licht war für ihn niemals Eitelkeit oder Selbstzweck, sondern diente immer dem Menschen und seiner jeweiligen Aufgabe. Wenn neue Anforderungen – etwa der Wandel der modernen Arbeitswelt – eine Anpassung oder gar Erneuerung seiner eigenen Entwürfe verlangten, begegnete er dem ohne Groll, sondern mit kollegialer Souveränität und echtem Verständnis für die Sache.

Blaues Licht am Morgen sorgt für gute Schulerfolge - Warum wir keinen Nachweis dafür erbringen werden können, kurzgefasst

In diesem Beitrag begründe ich, warum dynamische Beleuchtung trotz weitreichender Versprechen bislang keinen überzeugenden Nachweis für bessere schulische Leistungen erbracht hat. Im Mittelpunkt steht eine Hamburger Schulstudie, deren öffentlich verbreitete Ergebnisse eine höhere Lesegeschwindigkeit, weniger Fehler und deutlich geringere motorische Unruhe nahelegen. Der Beitrag kritisiert nicht grundsätzlich die mögliche Wirkung von Licht, sondern die Aussagekraft dieser Untersuchung und ihre Vermarktung.

Ein zentraler Einwand betrifft den unklar definierten Forschungsgegenstand. Unter „dynamischem Licht“ werden unterschiedliche Konzepte verstanden; im untersuchten Fall konnten Lehrkräfte vorgegebene Lichtprogramme umschalten. Die tatsächlichen Beleuchtungsbedingungen sind jedoch unzureichend dokumentiert. Insbesondere das Tageslicht durch große Fenster, die Sitzpositionen der Kinder und mögliche Unterschiede in der Blendung erschwerten es, beobachtete Veränderungen eindeutig der künstlichen Beleuchtung zuzuordnen. Einzelne Messungen in der Raummitte könnten die räumlichen und zeitlichen Unterschiede der Lichtexposition nicht ausreichend erfassen.

Weitere Kritik richtet sich gegen die Methodik und die Interpretation der Leistungstests. Der Beitrag bemängelt fehlende ausdrücklich formulierte Hypothesen sowie eine Vermischung von Methodenbeschreibung und Ergebnissen. Beim wiederholten d2-Test müssten Übungseffekte, tätigkeitsbedingte Aktivierung und tageszeitliche Schwankungen berücksichtigt werden. Verbesserte Testergebnisse dürften deshalb nicht vorschnell als spezifischer Lichteffekt oder als Beleg für bessere Schulerfolge gelten.

Auch die Stichprobe wirft Fragen auf. Kinder, Jugendliche und Erwachsene unterschieden sich hinsichtlich ihrer biologischen Rhythmen und Lichtempfindlichkeit. Die Übertragbarkeit zwischen diesen Gruppen sei daher begründungsbedürftig. Zusätzlich problematisiert der Beitrag den Ausschluss einer Schule, widersprüchliche Teilnehmerzahlen und nachträglich veränderte Ergebnispräsentationen, die exakt gleichgeblieben sind, obwohl ein Drittel der Stichprobe entfernt werden musste. Schließlich sehe ich keine transparente Offenlegung des Auftragsverhältnisses und möglicher Interessenkonflikte mit dem Beleuchtungshersteller.

Die Quintessenz lautet: Biologische Lichtwirkungen verdienen ernsthafte Forschung. Belastbare Aussagen über schulische Vorteile erfordern jedoch klar definierte Interventionen, nachvollziehbare Vergleichsbedingungen, geeignete Messverfahren und transparente Berichte. Werbeversprechen können diese Anforderungen nicht ersetzen. Meine Kritik richtet sich damit gegen unzureichende Belege, nicht gegen das Potenzial einer wissenschaftlich fundierten Beleuchtung.

Blaues Licht am Morgen sorgt für gute Schulerfolge - Warum wir keinen Nachweis erbringen werden können

Gründe – Gründe – Gründe …

Mit diesem Beitrag will ich ergründen, warum das „dynamische“ Licht relativ erfolglos geblieben ist, obwohl vieles schon vor 40 Jahren für dessen Vorteile sprach. In diesem Beitrag betrachte ich eine häufig angeführte Untersuchung, die viele der Gründe dafür erklären hilft, warum das Konzept seine Ziele nicht erreichen konnte. Wenn man keine besseren Arbeiten wie die kommentierte vorzuweisen hat, wird es auch dabei bleiben.

Ein Konzept wie dynamisches Licht kann noch so gut sein, es wird keinen Erfolg haben,

• … wenn die treibende Kraft aus dem Marketing kommt, können eingängige Werbeversprechen die wissenschaftlichen Einschränkungen überlagern.
• … wenn nicht eindeutig definiert ist, was „dynamisches Licht“ bedeutet, bleibt unklar, welche Wirkung überhaupt nachgewiesen werden soll.
• … wenn die Beleuchtungsverhältnisse und die Vergleichsbedingungen unzureichend dokumentiert sind, lässt sich die Untersuchung nicht zuverlässig nachprüfen.
• … wenn Tageslicht, Sitzposition und Blendung nicht ausreichend berücksichtigt werden, lässt sich der Einfluss der untersuchten Beleuchtung nicht von anderen Einflüssen trennen.
• … wenn klare Hypothesen fehlen und Methoden und Ergebnisse vermischt werden, wird die Bewertung der behaupteten Wirkungen erschwert.
• … wenn Übungs- und Aktivierungseffekte bei den Leistungstests nicht ausreichend abgegrenzt werden, können Verbesserungen vorschnell dem Licht zugeschrieben werden.
• … wenn die Zusammensetzung und die Veränderungen der Stichprobe sowie die daraus abgeleiteten Ergebnisse nicht nachvollziehbar dargestellt werden, bleiben Zweifel an ihrer Aussagekraft und Übertragbarkeit.
• … wenn Auftragsverhältnisse und mögliche Interessenkonflikte nicht transparent offengelegt werden, bleibt die Einordnung der Forschung unvollständig.

Im Anfang war: Blau macht schlau …

Ein Slogan machte zu Beginn der Nullerjahre die Runde: Blau macht schlau in der Bedeutung von „Mit biologisch wirksamem Licht erweitern wir die Fähigkeiten des Menschen“. Die Entstehung dieses Spruchs geht direkt auf die Untersuchungen rund um das biologisch wirksame Licht zurück. (Anm.: Der Begriff biologisch wirksam wurde zur Zeit dieser Studie häufig verwendet. Später wurde beanstandet, dass alles Licht biologisch wirksam sei. Daher änderte sich der Sprachgebrauch zu nicht-visuelle bzw. nichtvisuelle Wirkungen.  Die Lichttechnik konzentriert sich auf das okulare Licht, das aus sichtbarer Strahlung besteht. Da die Photobiologie aber das gesamte Spektrum des optischen Bereichs betrachtet, halten viele Experten dies nicht hinreichend. aher bleibe ich hier bei biologisch wirksam.)

Den letzten Anlass dazu hatte eine Studie aus Hamburg (Studie des Universitätsklinikums Hamburg-Eppendorf - UKE) mit Grundschulkindern gegeben, die bereits bei kurzzeitiger Bestrahlung mit entsprechendem Licht folgende Leistungsänderungen gezeigt haben sollen:

• Steigerung der Lesegeschwindigkeit um 35 %: Die Schüler konnten Texte deutlich schneller erfassen und verarbeiten.
• Senkung der Fehlerrate um 45 %: Bei Konzentrationstests und Aufgaben machte die Klasse fast die Hälfte weniger Fehler als unter normaler Beleuchtung.
• Rückgang motorischer Unruhe um 76 %: Das Licht wirkte extrem stark gegen Zappeligkeit und Hyperaktivität. Die Schüler saßen deutlich ruhiger und fokussierter an ihren Plätzen.

 

Die Angelegenheit war wohl derart wichtig, dass die Studie unter Konzernmeldungen des Philips-Konzerns erschien: „Presse - Royal Philips - Besseres Licht – bessere Noten? Philips und die Uniklinik Hamburg präsentieren Schulstudie mit erstaunlichen Ergebnissen - 18.06.09 14:11” Es folgte ein langer Bericht mit dem Datum 19.11.2008. (abrufbar hier)

Die Studie wurde 2007 durchgeführt mit einer Beleuchtung von Philips mit dem Markennamen „Personal Light“. Diese replizierte z.T. eine Studie von John Ott aus dem Jahr 1973 in Sarasota, Florida. Ott wollte wissen, ob das „falsche“ Licht auch das Verhalten von Kindern beeinflusst. Er stattete eine fensterlose Grundschule in Florida für ein Experiment aus:
Die Klassenräume waren mit damals üblichen, kaltweißen Leuchtstofflampen beleuchtet. Ott installierte dort versteckte Zeitraffer-Kameras. Die Aufnahmen zeigten Kinder, die extrem unruhig waren, „wilde Sau“ spielten, unkonzentriert waren und die Wände hochgingen. In einigen Klassen ließ er die Lampen gegen von ihm entwickelte Vollspektrum-Lampen austauschen (die das natürliche Sonnenlicht inklusive des UV-Anteils imitieren sollten). Zudem schirmte er die elektromagnetische Strahlung der Fassungen ab. Dann änderten die Schüler ihr Verhalten.

Das Ergebnis laut Ott: Innerhalb weniger Tage änderte sich das Verhalten der Kinder unter dem Vollspektrumlicht dramatisch. Sie wurden „schlagartig“ ruhiger, aufmerksamer, die Lernstörungen gingen zurück und ihre schulischen Leistungen verbesserten sich massiv. Ott bewies damit als Erster im Alltag, dass Standard-Bürolicht Hyperaktivität triggern kann. (Quelle: Health and Light, John N. Ott, Pocket Books – New York, 1973, S. 116). Allerdings bedeutete im Falle Ott „schlagartig“ eher eine langsame Verhaltensänderung der Kinder: „Innerhalb einer Woche nach der Installation der neuen Beleuchtung zeichnete sich eine deutliche Verbesserung im Verhalten der Kinder ab.“ Auch wenn Ott zur Überzeichnung der von ihm erzielten Effekte neigte, blieb er hinsichtlich der Verhaltensänderung sehr moderat in seinen Darstellungen.

Hingegen sprach der Leiter der Forschungsarbeit in Hamburg von einem Effekt wie beim Trinken einer Tasse Espresso (wortwörtlicher Nachweis über eine ARD-Sendung vorhanden). Das Licht würde etwa mit der gleichen Geschwindigkeit wirken. Die Sendung, in der Effekt thematisiert wurde, hieß bezeichnenderweise „Die große Show der Naturwunder“. Der Forschungsleiter präsentierte dem staunenden Publikum ein Naturwunder, erzeugt an Schulkindern mithilfe einer speziellen Beleuchtung.

Der Spruch „Blau macht schlau“ wurde schlagartig populär, als das deutsche Wissensmagazin P.M. Magazin (Ausgabe 01/2013) das Thema Lichtwirkung groß coverte. Die dpa und die Tagespresse übernahmen den eingängigen Reim „Blau macht schlau“, um die aktivierende Wirkung von künstlichem Blaulicht auf das menschliche Gehirn zusammenzufassen.

Man kann bis heute (Internet über solche Sprüche stolpern: Konzentration auf Knopfdruck (aus licht.de, 2016)

Im Laufe der Jahre dichteten diverse Autoren Sprüche, die immer krasser wurden, beispielsweise:

„Licht, das mitdenkt: Dynamische Beleuchtung für wache Köpfe und besseres Lernen.“
„Die Zukunft des Lernens ist hell. Dynamisches Licht für maximale Aufmerksamkeit im Klassenzimmer.“
„Der Sonne nachempfunden. Unser dynamisches Licht bringt den natürlichen Biorhythmus in die Schule.“
„Mehr als nur hell: Licht, das Bildung fördert.“

Eine große lichttechnische Firma machte gar ein richtig großes Ding daraus, dessen Größe man an einem Spruch ermessen kann: FLEXIBLE LIGHTING SOLUTIONS DYNAMIC LEARNING SPACES. Der Leitspruch der Broschüre hieß: CREATING LIGHT CREATES CONCENTRATION. (hier)

Der Initiator des Projekts kreierte gar ein Label: „SchoolVision – intelligentes Licht für die Schulbeleuchtung“ (Flyer hier und da )

Die Beleuchtung des Hamburger Experiments und ihre Geheimnisse

Das Experiment in Hamburg wurde mit einer Beleuchtung mit der Bezeichnung Personal Light durchgeführt. Diese Beleuchtung erlaubt es, die Lichtfarbe (Farbtemperatur) in weiten Grenzen bis zu 17.000 K zu ändern. Dasselbe gilt für die Beleuchtungsstärke, die man entsprechend der persönlichen Präferenz variieren kann.

Ein solches Produkt lässt sich heute nicht mehr identifizieren. Bei Google kann man zwar Hinweise darauf finden, dass sie existiert hat. Aber man bekommt, wenn man auf die Fundstelle klickt, diese Nachricht: Asset not found.

Die Beleuchtung hat zweifelsohne existiert. Und sie wird dem medizinischen Bereich der Firma Philips zugeordnet. Man kann heute nur noch „Personal Wireless Lighting“ finden, eine Bezeichnung, die vor allem für das smarte Beleuchtungssystem Philips Hue verwendet wird. Das zeigt auch meine Suche:

Dass es sich nicht um ein Phantom gehandelt hat, sieht man an der Präsentation, die am 8.12.2008 von der Website der Uni Hamburg heruntergeladen wurde:

Solche Beleuchtungseinrichtungen wurden häufig unter der Bezeichnung dynamisches Licht untersucht. Das Ziel war eine Anpassung der Beleuchtung im Innenraum an den Verlauf des Tageslichts. Allerdings sagt eine jüngst von mir analysierte Übersichtsarbeit zu dynamischem Licht, dass die meisten Forschenden nicht angeben, was sie unter dieser Bezeichnung verstehen (s. Was kann man mit dynamischem Licht erreichen?). Daher haben die Autoren der Übersichtsstudie geschrieben, was sie selbst als dynamisches Licht verstehen: „Dynamische Beleuchtung ist eine Beleuchtung, bei der Farbtemperatur und Beleuchtungsstärke im Laufe des Tages gemäß einem voreingestellten Protokoll variieren, mit dem Ziel, den natürlichen Rhythmus der Wachsamkeit der Mitarbeiter zu unterstützen oder sogar zu verstärken“.

Tatsächlich sollte das „Personal Light“ recht genau das sein. Bei der Hamburger Studie konnten die Lehrer aber die Programme beliebig umschalten. Daher ist nicht klar, was die Bezeichnung „Personal“ in dem Namen rechtfertigt. Wer heute nach „Personal Light“ von Philips sucht, findet etwa: „Ein Personal Light (oft auch als Leselampe, Buchleuchte oder Schreibtischlampe bezeichnet) ist eine kompakte, tragbare Lichtquelle, die speziell dafür entwickelt wurde, einen kleinen, privaten Bereich auszuleuchten, ohne das gesamte Zimmer zu erhellen.“

So etwas wurde von DIN als „Arbeitsplatzleuchte“ in DIN 5035-8 in 1995 genormt. Üblich war es seit etwa einem Jahrhundert. Es wurde aber von der lichttechnischen Industrie stets bekämpft, weil es nicht ihrem Konzept passte; sie erklärte die Allgemeinbeleuchtung (für alle) zum Standard. Das „Personal-Light“ von Philips wird auch nicht für Arbeitsplätze angeboten.

Eine Suche in der Dissertation von Wessolowski (Quelle hier), die auf dieser Studie beruht, ergab keine Fundstelle für eine Definition dessen, was denn dynamisches Licht sein soll. Diese Dissertation kommt erstaunlicherweise komplett ohne Definitionen aus. Noch erstaunlicher: Wessolowski schreibt „Dynamisches Licht“ 151-mal mit einem großen D am Anfang, also darf man erwarten, dass es sich um einen (Eigen-)Namen handelt.

In der Zusammenfassung der Dissertation taucht das Wort unvermittelt auf: „Studien zur Wirkung von Licht in der Arbeitswelt zeigen Leistungssteigerungen und die Zunahme prosozialer Verhaltensweisen. Diese Wirkung legt es nahe, den Einsatz moderner Beleuchtungsanlagen als Optimierungsmöglichkeit der Hintergrundbedingungen von Schulunterricht zu überprüfen. Dynamisches Licht verfügt über sieben Lichtprogramme mit unterschiedlicher Beleuchtungsstärke und Farbtemperatur, die speziell für unterschiedliche Unterrichtssituationen abgestimmt sind.“

In der Dissertation taucht auch das „Personal Light“ nicht auf, obwohl die Bezeichnung „dynamisches Licht“ eher unspezifisch ist (s. Was kann man mit dynamischem Licht erreichen?). Die benutzte künstliche Beleuchtung war nicht irgendein „dynamisches“ Licht, sondern eine Leuchte mit spezifischen Programmen, die Beleuchtungsstärke und Farbtemperatur miteinander gekoppelt variierten. In der Presseinformation des UKE sieht man eine abgehängte Leuchte, die wegen ihrer indirekten Abstrahlung so montiert wird. Dieser Lichtanteil ist in keinem der uns bekannten Fotos aus dieser Studie zu sehen. Somit bleibt auch nach dem Studieren der Dissertation im Dunkeln, was für eine künstliche Beleuchtung verwendet wurde.

Auch der Auftraggeber der Studie bleibt im Dunkeln, obwohl in der Presseerklärung vom 19.11.2008 eindeutig steht: „Ob Licht auch gezielt eingesetzt werden kann, um das Lernverhalten von Schülern im Unterricht zu beeinflussen, war die Fragestellung einer neuen Studie, die Prof. Dr. Michael Schulte-Markwort, Direktor der Klinik für Kinder- und Jugendpsychosomatik der Universitätsklinik Hamburg-Eppendorf, im Auftrag von Philips durchgeführt hat und die heute auf einem Symposium in Köln der Öffentlichkeit vorgestellt wurde.“ (Anm.: Die Veranstaltung hieß: Licht und Lebensfreude.) Zu dieser Veranstaltung existierte mindestens ein Pressebericht, der nicht nur den Auftrag bestätigt, sondern den Forschungsleiter Prof. Schulte-Markworth im Bild zeigt, der die Ergebnisse der Studie präsentiert und kommentiert. (Studie: Besseres Lernen durch besseres Licht)

Erst nach vielen Mühen konnte ich einwandfrei feststellen, dass die Beleuchtung mit einer Leuchte Modell Savio realisiert wurde: „Die eingesetzte Leuchte Savio von Philips ist mit zwei Leuchtstofflampen der Farbtemperatur 17.000 Kelvin und einer Leuchtstofflampe mit warmweißer, glühlampenähnlicher Lichtfarbe (2.700 Kelvin) ausgestattet.”

Schon erstaunlich, dass seine Beleuchtung, die bei Schülern das Lesen um 35 % beschleunigt und ihre Fehler um 45% senkt, so schwer aufzufinden ist. Vor allem, wenn man bedenkt, dass sie einen Rückgang motorischer Unruhe um 76 % bewirkt. Sie müsste sich bei Kitabetreibern wie warme Semmeln verkaufen lassen.

Die letztere Wirkung wurde wenige Jahre später als ein Hauptargument für eine Art Revolution in der Beleuchtung herangezogen: HCL wie Human Centric Lighting sollte insbesondere mit diesem Argument beworben werden:

(Die Folie stammt aus einem Konzept, das das Beratungsunternehmen Kearney im Auftrag des Zentralverbandes der elektrotechnischen Industrie – ZVEI – als Marketinginstrument für HCL erstellt hat.)

Genau diese Wirkung hatte Ott 1973 untersucht und die Ergebnisse in seinem Buch berichtet. Neu ist lediglich das vorgegebene Programm für die Beleuchtung, das sich am Verlauf des Tageslichts orientiert. Nachbilden kann man ihn in Innenräumen allerdings nur unvollkommen, weil wir erstens keine hohen Beleuchtungsstärken erzeugen können, und zweitens keine geringen Beleuchtungsstärken gegen Abend gebrauchen können, ohne die Arbeit einzustellen.

Gucken wir uns die tatsächlichen Untersuchungsräume an, muss man gewisse Zweifel an der Simulation des Tageslichts anmelden. Während Ott seine Lampen in fensterlosen Klassenzimmern installierte, sahen die Untersuchungsräume bei der Hamburger Studie so aus:

(Das Bild wurde von der Fernsehsendung geschnitten, bei der der Forschungsleiter persönlich auftrat. Er muss die Aufnahmen und die Sendung autorisiert haben. In der Konzernmeldung vom 19.11.2008 sieht man nur Klassenräume ohne Fenster.)

Es sind also Räume mit raumhohen Fenstern, deren Licht sich immer dynamisch auswirkt durch den Wechsel des Tageslichts. Das dynamische künstliche Licht sollte diese Dynamik nachahmen. Wenn man das Tageslicht durch die künstliche Beleuchtung ergänzt oder unterstützt, ist es kühn zu behaupten, die Wirkung ginge auf das Konto von Personal Light. In welchem Maße das Licht gemischt wurde, lässt sich anhand weiterer Bilder klären.

Dass die Beleuchtung der Räume zur Zeit der Untersuchungen so ausgesehen hat, wurde nirgendwo in der Literatur und Berichterstattung angeführt. Wessolowski selbst zeigt sie in seiner Dissertation folgendermaßen:

Diese beiden Bilder finden sich in der Konzernmeldung von 2008 in Hochformat, aus denen man das oben links angedeutete Fenster nicht erkennen kann. Sie erschienen auch in dem Pressebericht (hier) zur Veranstaltung "Licht und Lebensfreude", allerdings ohne die Spur von den Fenstern, die im obigen Bild links zu erahnen sind.

Die Beleuchtung beschreibt Wessolowski wie folgt:

“Dynamisches Licht wurde für diese Untersuchung an drei Schulen, in drei Klassen installiert. Zusätzlich standen drei weitere Kontrollklassen mit herkömmlicher Beleuchtung für die Untersuchung zur Verfügung. Bei der Beleuchtung in den Interventionsklassen handelte es sich um eine speziell für diese Untersuchung abgewandelte Version von Dynamischem Licht: Die Lehrerinnen und Lehrer wählten eines der sieben fest eingestellten Lichtprogramme für die gesamte Beleuchtung im Klassenzimmer aus (siehe Abbildung 1).”

(Anm.: Die Angabe von drei Schulen in der Dissertation ist wohl versehentlich erfolgt. Die Untersuchung, auf der die Dissertation basiert, wurde zwar an drei Schulen ausgeführt. Eine dieser Schulen schied aber nach einer Anhörung aus. Dadurch reduzierte sich die Anzahl der Probanden von ursprünglich 166 auf 116. Hierzu siehe weiter unten Die Probanden und ihre Zahl)

Auch nach einer langwierigen Recherche bleibt ein Rätsel um die Beleuchtungsbedingungen. Die „experimentelle“ (künstliche) Beleuchtung in den Schulen sollte wohl „dynamisches“ Licht sein, was das immer sein soll. Deutsche Schüler darf man aber nicht in ausschließlich künstlich beleuchteten Räumen unterrichten. Nach DIN 5034 muss in der Raummitte mindestens 0,9% des Wertes im Freien erreicht werden. In einem Hamburger Klassenzimmer bedeutet das etwa 40 lx im Dezember, etwa 200 lx bei wolkigem Wetter im Juni, und bis zu 500 lx bei Sonnenschein. Bei sonnigem Wetter im Winter kann der Wert noch höher sein, weil die Sonne tiefer steht. An einem üblichen Novembertag in Hamburg erreicht die Beleuchtungsstärke in der Raumtiefe keine 50 lx. Dafür liegt die „Farbtemperatur“ umso höher: An einem trüben, bedeckten Novembertag in Hamburg bewegt sich die korrelierte Farbtemperatur (CCT) typischerweise im Bereich von 6.500 K bis 7.500 K. Dass sich dieses Licht zum Aktivieren eignen soll, könnte nur ein Satiriker behaupten.

Zu den Vergleichsräumen steht nur zu lesen: “Zusätzlich standen drei weitere Kontrollklassen mit herkömmlicher Beleuchtung für die Untersuchung zur Verfügung.“ Was eine herkömmliche Beleuchtung sein soll, hat mir noch nie jemand erklärt. Aber als deutsche Klassenzimmer müssen sie Tageslicht gehabt haben. Die Versuchsräume hatten aber alle eine herkömmliche Einrichtung: Fenster. Je nach Größe beherrschen diese die Beleuchtung eines Raums in ihrer Nähe praktisch vollkommen, in der Raumtiefe weniger stark je nach Entfernung des Arbeitsplatzes vom nächsten Fenster. Hierbei besteht keine ergründbare Relation zwischen der Lichtmenge (Beleuchtungsstärke) und der Farbtemperatur, wie es oben gezeigt wurde.

Fenster scheinen in dieser Arbeit keine Rolle gespielt zu haben. Das Wort „Fenster“ kommt in der Dissertation 9-mal vor, jedoch nie in Verbindung mit den Untersuchungsräumen, sondern mit der Laborstudie, die der Validierung der Ergebnisse dienen sollte. Dort waren sie aber verbarrikadiert, damit das Tageslicht nicht die Versuchsbedingungen stört. Offenbar war dem Versuchsleiter bewusst, dass das Tageslicht die Versuchsbedingungen erheblich manipulieren kann. Denn das Wort Tageslicht wird nicht nur 39-mal angeführt, sondern auch in den Versuchsbedingungen erwähnt: „Von einer Verdunkelung der Klassen vom natürlichen Tageslicht wurde abgesehen, um in diesen Feldtest unter praxisnahen Bedingungen zu testen.“ Wenn man einen Test testet, sollte man etwas Ahnung von der Physik haben.

Obwohl die Beschreibung der Versuchsumgebung eher fragmentarisch erfolgt, kann man aus den Angaben einen weiteren Effekt ermitteln, der die Ergebnisse beeinflusst haben kann: Herkömmliche Beleuchtungen sind mit Leuchtstofflampen bestückt, die Leuchtdichten bis zu 40.000 cd/m² aufweisen. Diese sind mit Rastern gegen seitlichen Einblick geschützt. Sie strahlen aber nach unten mit voller Helligkeit. Hingegen ist die in dem Versuch benutzte Leuchte Savio gegen jeden Einblick in die Lampen mit einer Abdeckung versehen, die die Leuchtdichte massiv verringert und die leuchtende Fläche vergrößert. Dadurch verringert sich die direkte Blendwirkung drastisch, und mögliche Reflexionen auf den Tischen werden ebenfalls stark reduziert.

Allein dies stellt einen mächtigen Einflussfaktor dar, der sich zugunsten der Experimentalbeleuchtung auswirkt.

Zusammenfassend wird festgestellt, dass die Beleuchtungsverhältnisse nirgendwo so dokumentiert sind, dass irgendjemand diese Studie nachprüfen kann. Wenn sich „dynamisches“ Licht auf das Verhalten der untersuchten Kinder ausgewirkt haben soll, kann der Haupteffekt durch das Tageslicht verursacht worden sein. Selbst wenn die Hauptwirkung von der Experimentalbeleuchtung ausgegangen sein soll, ist ein mächtiger Störfaktor in der Dissertation nicht einmal erwähnt worden.

Methoden – Methoden – Methoden …

Ein weiterer Grund für meine Annahme, dass wir keinen Nachweis dafür bringen werden, was dynamisches Licht mit einem Blauanteil am Morgen so alles bewirkt, ist die Methodik der betrachteten Studie.

Jeder wissenschaftliche Artikel ähnelt anderen in seiner Grundstruktur, die man unter dem Kürzel IMRAD kennt. Für die Grundstruktur wissenschaftlicher Artikel ist das weltweit etablierte Akronym IMRAD (bzw. IMRAD-Struktur) der Industriestandard.

Es steht für die vier (bzw. fünf) Hauptabschnitte eines empirischen Forschungsartikels:

• I – Introduction (Einleitung): Was wurde erforscht und warum? (Forschungsfrage, Hypothese)
• M – Methods (Methodik): Wie wurde vorgegangen? (Stichprobe, Datenerhebung, Analyse)
• R – Results (Ergebnisse): Was wurde herausgefunden? (Daten, Statistiken, Fakten)
• A D – Discussion (Diskussion): Was bedeuten die Ergebnisse? (Einordnung, Interpretation, Limitationen)

 

In der Einleitung folgt am Ende, nach der Darstellung der Forschungsfrage(n), die Hypothese, bzw, in den meisten Artikeln die Hypothesen. An diesen kann man die Bedeutung des Forschungsgegenstandes erkennen. Nach der Darstellung des Untersuchungsdesigns und vor der Diskussion der Ergebnisse wird nüchtern und faktenbasiert berichtet, ob die Daten die Hypothese stützen oder nicht (gefolgt von den statistischen Kennwerten). In der empirischen Forschung wird extrem präzise formuliert. Es gilt: Es wird nie etwas „bewiesen“ (proven). Wissenschaft liefert Evidenz, keine absolute Wahrheit. Stattdessen findet man Formulierungen wie „Hypothese 1 konnte empirisch gestützt werden.“ Oder „Hypothese 2 wurde nicht bestätigt.“

In der besprochenen Dissertation wird keine einzige Hypothese aufgestellt. Vielmehr wird unter „1.5 Fragestellung und Hypothesen“ wie folgt berichtet:

„Um das primäre Ziel dieser Studie zu erreichen, die Gewinnung wissenschaftlich gesicherter Erkenntnisse zur Wirkung von Dynamischem Licht auf das Erleben und Verhalten im Schulunterricht, sind folgende Fragestellungen zu prüfen:

Inwieweit führt Dynamisches Licht zu einer Verbesserung folgender primärer Zielgrößen im Schulunterricht:

1. Aufmerksamkeit/Konzentration: Steigt kurzfristig die Konzentrationsleistung in Leistungstests an? Eine Selbsteinschätzung der Aufmerksamkeit/Konzentration wurde letztendlich nicht vorgenommen (siehe 2.3.1.1, S. 68).
2. Hyperaktivität: Sind die Schüler bei Einzelarbeiten ruhiger? Schätzen sich die Schüler im Schuljahresverlauf selbst ruhiger ein?
3. Aggression: Sind die Schüler bei einem Wettkampf in Arbeitsgruppen weniger aggressiv? Beziehungsweise zeigen sie mehr prosoziale oder empathische Verhaltensweisen? Schätzen sich die Schüler im Schuljahresverlauf selbst weniger aggressiv ein?“

Es folgen noch „Verbesserungen sekundärer Zielgrößen“ (Klassenklima im Schuljahresverlauf und Verbesserung des allgemeinen Wohlbefindens (physische und psychische Gesundheit)). Weiterhin werden noch einige “Prozessvariablen” (insgesamt 6) ins Feld geführt.

Ähnlich klar geht es in dem Abschnitt „Ergebnisse“ weiter. So sind die ersten Ergebnisse die Beschreibung der Stichproben. Hier findet sich z.T. die Beschreibung der Teilnehmenden, die unter diese Überschrift, aber in den Abschnitt Versuchsbeschreibung gehört. Den größten Platz nimmt aber die Darstellung der Ergebnisse in einer großen Tabelle, die mit Sicherheit in den Abschnitt Ergebnisse gehört.

Da keine Hypothesen aufgestellt wurden, werden sie auch nicht behandelt.

M- Methods wird recht ausführlich dargestellt. Auf den 60 Seiten der Darstellung (= 26 % des Texts) finden sich neben der tatsächlichen Methodendarstellung viele Teile der Ergebnisse. Trotz der Länge der Darstellung der Methodik kann man nicht feststellen, welche Lichtsituation während der Versuche herrschte. Denn der Autor gibt an:

„Das Ziel Dynamischen Lichts ist es, die Dynamik des natürlichen Tageslichts in Arbeitsräume zu bringen, um die Gesundheit und Leistungsfähigkeit der arbeitenden Menschen positiv zu beeinflussen. Dynamisches Licht wird als Ergänzung zum natürlichen Tageslicht verstanden, das in den meisten Fällen in Gebäuden in diesen Breitengraden nicht genügt, um eine ausreichende biologische Wirkung zu erzielen (vgl. 1.3.2, S. 16 & 1.3.3.1, S. 19).”

Diese Erklärung in der Beschreibung des Hauptmerkmals der Beleuchtung, deren Meriten die Arbeit feststellen will, ändert nichts Geringeres als den Forschungsgegenstand. Wenn dynamisches Licht i.S. des Autors eine Ergänzung zum natürlichen Tageslicht bedeutet, hat er erstens dieses untersucht. Und zweitens war seine Laborstudie sinnlos, weil diese unter Ausschluss vom Tageslicht durchgeführt wurde.

Die korrekte Forschungsfrage wäre gewesen: Kann eine veränderliche künstliche Beleuchtung von Klassenräumen die Dynamik des Tageslichts wirksam unterstützen?

Im weiteren Text gibt es eine weitere Erklärung, die den Forschungsgegenstand noch weiter verändert: „Zur Abschätzung der Übereinstimmung der Werte mit den verwendeten Lichtprogrammen wurde eine punktuelle Messung in der Mitte des Klassenraumes kurz vor der Durchführung der Testmodul vorgenommen.“

Die künstliche Beleuchtung allein war in der Nacht gemessen worden. Was mag die Messung der Beleuchtungsstärke während des Tages in einem Raum mit der folgenden Erscheinung und raumhohen Fenstern wohl aussagen können?

In der Arbeit selbst wird nur ein Beispielraum angegeben. Dieser kann tatsächlich den realen Klassenräumen entsprochen haben. Beispielraum

Dieser Beispielraum ist garantiert anders als mancher Raum auf den Fotos, der drei Lichtbänder hat. Räume mit drei Lichtbändern sind viel tiefer als solche mit zwei. In solchen Räumen unterscheiden sich die Lichtverhältnisse zwischen den Fensterplätzen und solchen im Rauminnern viel stärker. Wenn man etwa sieben Jahre braucht, um aus einer Studie eine Dissertation zu machen, kann man durchaus die sechs Klassenzimmer einzeln dokumentieren, in denen die Versuche stattgefunden haben.

Was besagt eine in der Raummitte gemessene Beleuchtungsstärke über die Beleuchtung dieses Raums bei Tage und über die „Dynamik“ der Beleuchtungsstärke und der Farbtemperatur? Wenn ein Kind 7 m vom Fenster entfernt sitzt oder gar 9 m, dominiert die meiste Zeit des Jahres das künstliche Licht. Bei der ersten Reihe am Fenster gilt das umgekehrte Verhältnis. Dort braucht man kein Kunstlicht für den größten Teil des Jahres. Auch die höchste Beleuchtungsstärke der „Dynamischen Beleuchtung“ (1060 lx) wird vom Tageslicht über einen großen Teil der Tage über mehrere Stunden des Tages überboten.

Da die Forschenden postuliert haben, dass die positive Wirkung des „Dynamischen Lichts“ auf die Veränderung der Lichtfarbe (ähnlichste Farbtemperatur) zurückginge, müsste man die Farbtemperatur an den einzelnen Tischen bestimmen. Und diese muss in dem abgebildeten Raum zwischen dem Fenster und der Raumtiefe nicht nur sehr unterschiedlich sein. Sie wird sich im Tagesverlauf (Schulzeit 08:00 Uhr bis 13:20 Uhr) ändern. Die Änderung wird über den ganzen Untersuchungszeitraum bedingt durch die Jahreszeit und das Wetter unkontrolliert anders ausfallen. Die Wörter „Wetter“ und „Jahreszeit“ finden sich in der Dissertation nicht.

Wenn es Teil der Dynamik der Experimentalbeleuchtung sein soll, die Beleuchtungsstärke der (künstlichen) Beleuchtung zu variieren (im Versuch zwischen 275 lx und 1060 lx erfolgt), ist die resultierende Farbtemperatur ein Ergebnis der jeweiligen Mischung von Tageslicht, das nicht gemessen wurde, und dem künstlichen Licht.

Die Wechsel in der künstlichen Beleuchtung wurden bei den Versuchen wohl so häufig vorgenommen, dass die Lehrer einen entsprechenden Schalter benutzen wollten. Diese wurde im Fernsehen wie folgt abgebildet:

Wie oft die Änderungen vermutlich vorgenommen wurden, geht aus einem Bild hervor, das in die wissenschaftliche Literatur eingegangen ist. Es erschien auch in einem Normenentwurf für biologische Lichtwirkungen

Dieses Bild zeigt die jeweiligen Beleuchtungsstärken und Farbtemperaturen. Die man während des Tages umschalten kann, um die Kinder nach Wunsch des Lehrpersonals zu beeinflussen. Es stimmen aber weder die einen noch die anderen Werte.

Eine Arbeit, bei der der Hauptwirkungsfaktor derart ungenau beschrieben wird, hätte anderswo kaum eine Chance, überhaupt angenommen zu werden. Es ist schon kühn, bei einer Beleuchtungsstärke von 300 lx (Standard, Beruhigen) in einem Raum mit hohen Fenstern von Dynamik zu sprechen. Die Studie war kein kontrolliertes Experiment, wie vom Autor behauptet. Die wichtigste Einflussgröße muss sich unkontrolliert verändert haben. In der Standardsituation (300 lx, künstlich) kann an einzelnen Arbeitstischen ein Mehrfaches davon durch das Tageslicht erzeugt worden sein, oder zuweilen nur ein Bruchteil. (Anm.: Manche Termine fanden Ende Oktober statt, andere im April/Mai.)

Messung der Aufmerksamkeit/Konzentration

Die spektakulärsten Ergebnisse dieser Studie wurden mit einem psychologischen Test gewonnen, der nach Angabe seines Autors Rolf Brickenkamp (offiziell als Aufmerksamkeits-Belastungs-Test konzipiert) primär die Aufmerksamkeit und Konzentration – genauer gesagt die Konzentrationsfähigkeit unter Zeitdruck.

Nach dem theoretischen Konzept des Autors erfasst der Test dabei nicht ein isoliertes einzelnes Merkmal, sondern eine Kombination aus verschiedenen psychologischen und visuellen Leistungsaspekten, die sich in zwei Hauptdimensionen unterteilen lassen:

• Arbeitstempo (Geschwindigkeit): Die quantitative Leistung, also wie viele Zielobjekte (Buchstabe „d“ mit insgesamt zwei Strichen) in der vorgegebenen Zeit bearbeitet werden können.
• Sorgfalt (Genauigkeit): Die qualitative Leistung, gemessen an der Fehlerfreiheit (Vermeidung von Auslassungsfehlern bei übersehenen Zielobjekten und von Verwechslungsfehlern bei fälschlicherweise markierten Reizen).

 

Der zentrale Gesamtwert des Tests – die Konzentrationsleistung (KL) – führt diese beiden Komponenten zusammen. Brickenkamp definiert Konzentration in diesem Kontext als eine dauerhafte, zielgerichtete und fehlerresistente Aufmerksamkeitszuwendung bei visuellen Unterscheidungsaufgaben unter starkem Zeitdruck. (Alle Angaben hogrefe Consulting hier)

Die Erstellung des Tests ging auf eine konkrete Anfrage des TÜV Rheinland (Medizinisch-Psychologisches Institut) zurück. Der TÜV benötigte ein genaues, zeitökonomisches Instrument für die fahrpsychologische Diagnostik, um die Aufmerksamkeits- und Konzentrationsleistung von Kraftfahrern (insbesondere im Rahmen der MPU, vulgo „Idiotentest“) unter Zeitdruck zuverlässig zu bewerten.

Der Test entwickelte sich rasch vom spezifischen Eignungstest für den Straßenverkehr zu einem der weltweit am weitesten verbreiteten Standardverfahren der klinischen, eignungsdiagnostischen und pädagogischen Psychologie. Es misst aber immer noch ein persönliches Merkmal, das eigentlich von der Umgebung unabhängig sein sollte.

In der besagten Studie in Hamburg, wie auch an anderer Stelle, wurde der d2-Test zur Messung der Wirkung einer physikalischen Umgebung auf den Menschen eingesetzt. Dies hat zumindest eine negative Wirkung: Da die Probanden den Test zweimal durchlaufen, verfälschen Lerneffekte das Ergebnis erheblich. In der Hamburger Studie wurde dieser Effekt korrekt ermittelt durch einen Vergleich mit der Kontrollgruppe. Diese hatte eine Leistungssteigerung von 17% ohne Lichteinwirkung, bei den Probanden mit dynamischem Licht betrug sie 45%. Dies wird in den Medienberichten oft unterschlagen. Die Studie gibt das Ergebnis korrekt wieder. In sonstigen Quellen liest man hingegen, dass die Leistung um 5% gestiegen wäre.

Was weder in dieser noch in einer anderen Studie thematisiert wird, ist eine Aktivierung der Probanden, die durch die Tätigkeit entsteht. Diese Aktivierung ist bei Schulstudien besonders bedeutsam, weil Kinder und Jugendliche nach chronobiologischen Erkenntnissen zu früh in die Schule gehen. D.h., sie brauchen morgens eine Aktivierung, wie man das auch dem obigen Bild entnehmen kann.

Menschen durchlaufen nach dem Aufwachen einen Zeitraum mit verminderter Aktivierung. Der Übergang vom Schlaf zum vollständigen Wachzustand ist ein physiologischer Prozess, der zeitverzögert abläuft. Die vollständige biologische Aktivierung wird maßgeblich durch innere Uhren und hormonelle Steuerung kaskadenartig angestoßen. Innerhalb der ersten 30 bis 45 Minuten nach dem Aufwachen kommt es zum sogenannten Cortisol Awakening Response (CAR) – einem natürlichen Anstieg des Stresshormons Cortisol um etwa 50 bis 100 %, der den Organismus gezielt für die täglichen Anforderungen mobilisiert.

Besonders ausgeprägt ist die Verzögerung, wenn man entgegen dem eigenen zirkadianen Rhythmus (Chronotyp) aufwacht oder mitten aus einer Tiefschlafphase gerissen wird. Diese Phase ist für Kinder, Jugendliche und Erwachsene unterschiedlich lang und unterschiedlich ausgeprägt.

Wir hatten den d2-Test an rund 500 Arbeitsplätzen für zwei Zwecke eingesetzt:

1. Ermittlung einer persönlichen Fähigkeit (als Einzeltest)
2. Ermittlung einer Arbeitsbeanspruchung (zu Beginn und zum Ende des Arbeitstages)

Nicht nur der d2-Test, sondern mehrere Tests, die eine ähnliche Leistung messen sollten, ergaben nach 8 Stunden Arbeit eine Verringerung der Fehlerrate und eine Erhöhung der Leistung. Die Probanden waren also am Ende eines Arbeitstages leistungsfähiger. Da wir die Arbeit an allen Arbeitsplätzen überwacht und analysiert haben, sind Irrtümer ausgeschlossen, die durch eine Untätigkeit während der Arbeitszeit entstehen können. (Detaillierte Angaben in Schmude, L.v. Untersuchung zur Beanspruchung bei mental-kreativ betonter Bildschirmarbeit in Nachrichtenagenturen, Diss, TU Berlin, 1980).

Theoretisch zu erwarten waren ein deutlicher Leistungsverlust und eine gesteigerte Fehlerhäufigkeit infolge mentaler wie körperlicher Ermüdung. Stattdessen wurde eine Verbesserung in der Größenordnung von 25 – 30% erzielt, und das selbst bei äußerst beanspruchenden Tätigkeiten wie Dateneingabe im Akkord.

Bei der betrachteten Untersuchung war eine Verfälschung der Ergebnisse in der gleichen Größenordnung möglich.

Vermutlich durch äußere Faktoren bedingt, wurde die Feldstudie mit Kindern am Vormittag durchgeführt, die Laborstudie mit Erwachsenen am Nachmittag (zwischen 16 und 18 Uhr). Wer eine Konzentrationsleistung messen und dies mit der circadianen Wirkung von Licht begründen will, sollte zumindest erwähnen, dass diese tageszeitlichen Schwankungen unterliegt und zudem von der aktuellen Situation des Menschen überlagert wird.

Auch wenn der d2-Test als Standard für viele Studien gilt, scheinen die anfangs erwähnten Ergebnisse übertrieben, zumal die Testbedingungen vermutlich viel von der „Dynamik“ der Beleuchtung weggebildet haben:

• Steigerung der Lesegeschwindigkeit um 35 %: Die Schüler konnten Texte deutlich schneller erfassen und verarbeiten
• Senkung der Fehlerrate um 45 %: Bei Konzentrationstests und Aufgaben machte die Klasse fast die Hälfte weniger Fehler als unter normaler Beleuchtung.

Last not least: Eine der zwei Schulen, die an der Studie teilgenommen haben, hatte nur 8-jährige Schüler. Der d2-Test ist für diese nicht anwendbar. Und in ihrem circadianen Verhalten unterschieden sich Kinder grundsätzlich von Jugendlichen. Wie unten gezeigt wird.

Die Probanden und ihr Alter

Eine der größten Schwachstellen der betrachteten Studie sind die Probanden. In der Feldstudie nahmen zwei Schulen mit Kindern im Alter von 8 und 16 Jahren teil. Die Laborstudie, die wohl zum Validieren dienen sollte, wurde mit Erwachsenen mit einem Durchschnittsalter von 29 Jahren durchgeführt.

Eine beachtliche Spanne angesichts des Effekts der untersucht werden sollte: Auswirkungen künstlicher Beleuchtung auf den circadianen Rhythmus. Die Chronobiologie würde die erste Gruppe zu Kindern zählen, deren Rhythmen anders verlaufen als bei Erwachsenen: 8-Jährige sind biologisch überwiegend Lerchen (Morgentypen). Die physiologische Umstellung hin zum späten Nachttypen („Eule“) setzt erst mit Beginn der Pubertät ein.

Das prägendste Merkmal mit 16 Jahren ist hingegen die sogenannte zirkadiane Phasenverzögerung (Chrono-Typus „Eule“). Das Schlafhormon Melatonin wird im Gehirn (Zirbeldrüse) bei Jugendlichen im Schnitt 1,5 bis 2 Stunden später ausgeschüttet als bei Kindern oder Erwachsenen.

Bei den Erwachsenen verschieben sich die Rhythmen ab dem Alter von etwa 20 Jahren allmählich wieder zurück zu früheren Schlaf- und Wachzeiten, wobei sich die individuelle Neigung stabilisiert.

Die Probanden dieser Studie befanden sich in drei unterschiedlichen Altersstufen, die sich nicht nur in ihren circadianen Rhythmen unterschieden. Auch die Wirkung der „Dynamik“ durch hohe Farbtemperaturen (sprich blaues Licht) ist unterschiedlich. Daher werden biologisch wirksame Lichtgrößen („melanopische“ Größen) nach einem CIE-Standard (CIE S 026:2018) altersabhängig bestimmt. Dabei nehmen sich Menschen unter 25 Jahren derart aus, dass man keine melanopische Beleuchtungsstärke für sie berechnen kann.

Denn Kinder und Jugendliche besitzen eine extrem klare Augenlinse, die kaum altersbedingte Gelbfärbungen aufweist. Der kurzwellige Blaulichtanteil des Lichts wird im Vergleich zum 32-jährigen Standardbeobachter (geschweige denn zu Senioren) nahezu ungehindert und in höherem Maße an die Retina weitergeleitet.

Das bedeutet, dass Kinder und Jugendliche bei exakt derselben Beleuchtungsstärke (und demselben Spektrum) eine höhere effektive melanopische Dosis auf der Netzhaut empfangen als der Normbeobachter. Sie sind biologisch gesehen lichtsensitiver.

Aufgrund dieser Fakten kann man die Probanden-Stichprobe eigentlich für die untersuchte Fragestellung ungeeignet verwerfen.

Die Probanden und ihre Zahl

In der Dissertation, die etwa 7 Jahre nach der Durchführung der Versuche verfasst wurde, wird die Zahl der Probanden der Feldstudie mit 116 angegeben. Es sollen Schüler aus zwei Schulen gewesen sein.

Es heißt aber: “Dynamisches Licht wurde für diese Untersuchung an drei Schulen, in drei Klassen installiert. Zusätzlich standen drei weitere Kontrollklassen mit herkömmlicher Beleuchtung für die Untersuchung zur Verfügung.“ Und weiterhin; „Kooperationspartner waren die Schule in der Alten Forst, das Emilie-Wüstenfeld-Gymnasium, die Schule am Eichtalpark und die Behörde für Schule & Berufsbildung der Freien und Hansestadt Hamburg.“

So fehlt eine dieser Schulen im weiteren Verlauf der Studie. Dieses wird in der Dissertation etwas verklausuliert erklärt: „Zu Beginn des Projektes bestand die Stichprobe des Feldversuchs aus insgesamt 166 Schülern und 18 Lehrern (siehe Tabelle 8). Die Stichprobengröße wurde durch eine Mindestfallzahlbestimmung bei einer Testpower von 80 % bei einer zweiseitigen Hypothesenprüfung mit einer Irrtumswahrscheinlichkeit von insgesamt 5 % für kleine und mittlere Effekte auch dann als ausreichend betrachtet, wenn eine Schule die Teilnahme während der Studie abbrechen sollte (vgl. Faul et al., 2009; Bortz & Döhring, 2002).“

An anderer Stelle findet sich eine andere Erklärung für das Verschwinden eines Drittels der Probanden: „Im Emilie-Wüstenfeld-Gymnasium konnten mehrheitlich keine Testtermine (für die Testmodule) sichergestellt werden, die den definierten Anforderungen entsprachen (vgl. 2.6.1.2, S. 96). Deshalb mussten sämtliche Daten beider Klassen des Emilie-Wüstenfeld-Gymnasiums vollständig aus allen Auswertungen ausgeschlossen werden, um vergleichbare Untersuchungsbedingungen zu wahren.“

In der Realität kam es zu dem Ausfall dieser Schule durch eine Anhörung, die das Ergonomic Institut gemeinsam mit der Firma Lichtdesign, Köln, erwirkt hat. Diese fand am 12.05.2009 in Hamburg statt. Hierbei hat sich eine der drei beteiligten Schulen von der Studie distanziert.

Daraufhin wurde diese Schule aus der Studie entfernt. Daher ging die Zahl der Probanden (Schüler) von 166 auf 110 zurück. So weit, so gut. Was danach folgte, lässt sich mit wissenschaftlichen Gepflogenheiten nicht mehr in Einklang bringen, wie der nächste Abschnitt zeigt.

Es waren also keine methodischen Gründe, die zum Ausschluss einer Schule geführt haben. Das Emilie-Wüstenfeld-Gymnasium hat sich eher aus dem Grunde von der Studie distanziert, weil ihre Unterrichtspläne für die durchgeführten Untersuchungen ungeeignet waren.

Wunder der Statistik

Nach der Veranstaltung am 12.05.2009 wurde die Ergebnisdarstellung des Projekts für die Presse seitens der Universitätsklinik Eppendorf ersetzt. Die neue Präsentation sah wie die alte aus. Es wurden lediglich die Probandenzahlen ausgetauscht. Einige Beispiele sind unten aufgeführt:

Die angewendete Methodik scheint so viel „Power“ besessen zu haben, dass man mit 166 Schülern und 18 Lehrern im Alter von 8, 12 und 16 Jahren haargenau die gleichen Ergebnisse errechnet hat wie mit 116 Schülern und 11 Lehrern, obwohl die mittlere Altersgruppe gefehlt hat, die rund ein Drittel der Stichprobe ausmachte.

Dazu schreibt der Autor in seiner Dissertation:

„Doch sowohl die ersichtliche Generalisierbarkeit der Effekte zwischen den unterschiedlichen Altersstufen und Schulformen, als auch die Ergebnisse der Ergänzungsstudie an Erwachsenen im Labor und die Prä-Messwerte innerhalb der jeweiligen Norm sprechen für die Repräsentativität der Stichprobe für alle bundesdeutschen Schüler.“

Interessenkonflikte?

Bei allen akademischen Artikeln müssen die Autoren angeben, ob und ggf. welche Interessenkonflikte bezüglich des behandelten Themas behauptet werden können. Die Deklaration von Interessenkonflikten (engl. Conflict of Interest, CoI, oder Competing Interests) folgt in wissenschaftlichen Publikationen einem standardisierten Schema. Sie wird in der Regel am Ende des Manuskripts vor dem Literaturverzeichnis eingegeben sowie im Einreichungsportal des Verlags abgefragt.

Als Interessenkonflikt gelten finanzielle, persönliche oder institutionelle Beziehungen, die das wissenschaftliche Urteil oder die Objektivität der Arbeit beeinflussen könnten (auch wenn sie es tatsächlich nicht getan haben).

Auch wenn kein Interessenkonflikt vorliegt, gibt man eine Erklärung ab: "Die Autorinnen und Autoren erklären, dass kein Interessenkonflikt besteht."

Da die Welt des Lichts relativ klein ist, ist es wahrscheinlich, dass Autoren häufig mindestens persönliche Beziehungen zu kommerziellen Anbietern haben. Daher können gewissenhafte Erklärungen von Interessenkonflikten sehr lang sein. So besteht ein Grundsatzpapier (hier) aus drei Seiten solcher Erklärungen, die etwa 30% des Umfangs ausmachen. (Details unter Konflikte von Autoren mit Interessen)

Die hier behandelte Arbeit beruht gemäß einer Konzernnachricht einer Firma auf einem Projekt, das im Auftrag dieser ausgeführt worden ist. In der Anhörung vom 12. Mai 2009 wurde dies vom Projektleiter strikt verneint. Es habe keinen Auftrag gegeben, erklärte dieser öffentlich.

In der Dissertation steht unter „Erklärung“ nichts davon. Nur unter Danksagungen wird der Kontakt erwähnt: „N.N. von Philips Lighting danke ich für die Unterstützung bei Fragen zur Technik, zum Hintergrundwissen zur Wirkung von Licht und zum who-is-who der Lichtforscher.“ (N.N. steht im Original in Klartext).

N.N. ist dabei nicht irgendeine Person, sondern ein Autor, der in der Dissertation 13-mal zitiert wird mit einer Publikation, deren Autoren neben N.N. noch der Leiter des weltweiten Kompetenzzentrums für Lichtanwendungen (LiDAC – Lighting Design and Application Centre) bei Philips Lighting in Eindhoven und dessen engster wissenschaftlicher Partner waren. Das Thema dieser Publikation war visuelle und biologische Effekte der Beleuchtung.

Philips Lighting hatte das Thema dieser Dissertation, Wirkung der dynamischen Beleuchtung auf den Menschen, viel früher als die gesamte Branche bereits in den 1980er Jahren aufgegriffen und mit eigener Forschung verfolgt. Mir waren Forschende aus dem Haus Philips, die zu grundsätzlichen Aspekten des Lichts geforscht haben, länger persönlich bekannt, so z.B. Prof. Hans-Walter Bodmann, Dr. Söllner oder Prof. Dietert Fischer.

So hätte ich ein besonderes Interesse daran, einen Auftrag dieser Firma zu erwähnen, wenn ich auf einem Forschungsfeld arbeiten würde, das diese maßgeblich bestimmt hat. Warum man gerade bei diesem Vorhaben die Beziehungen verschweigt, ist mir ein Rätsel.

Quintessenz

Die in diesem Beitrag betrachtete Arbeit hat meinen Glauben an die akademische Forschung nicht gerade stärken können. Dennoch habe ich dieser Arbeit in dem Kapitel des Buches Genesis 2.0 – Schöpfung der elektrischen Sonne keinen großen Raum in dem Kapitel gegeben, das die Kapriolen der Forschung analysiert: Die Methode Wissenschaft, mit der man Wissenschaft verhindert). Denn erstens haben andere Studien die Lichtwelt nachhaltiger erschüttert (Hawthorne-Studie. Leistung, Leistung über Alles! Eine kleine Geschichte aus Hawthorne Works). Und zweitens betreffen die beschriebenen Fakten alle Wissenschaften.

Dass ich die besagte Untersuchung dennoch ausführlich analysiere, liegt an ihrer Bedeutung für die relevanteste Entwicklung in der Geschichte der künstlichen Beleuchtung: Die Erkenntnis, dass Licht alle Lebensfunktionen beeinflusst und steuert.

Diese wurde zwar vor über 80 Jahren von Hollwich behauptet und nachgewiesen. Wir brauchen aber viel Zeit, um dies zu begreifen. Was wir nicht brauchen können, sind falsche Zeugnisse.

 

Warum Blendung nicht einfach eine Störung des Sehens ist, kurzgefasst

Blendung wird häufig als bloße Unannehmlichkeit des Sehens betrachtet. Mein Beitrag zeigt dagegen, dass visuelle Störungen am Arbeitsplatz auch körperliche und kognitive Belastungen auslösen können. Entscheidend ist nicht allein, ob eine Erscheinung lichttechnisch als Blendung gilt, sondern wie sie das Sehen und die Arbeitsausführung beeinflusst.

Beschäftigte reagieren auf schlecht erkennbare Schrift, Reflexionen oder störende Helligkeitsverteilungen oft unbewusst mit Veränderungen ihrer Haltung. Sie verkürzen die Sehentfernung, neigen den Kopf oder verdrehen den Oberkörper, um ihre Sehaufgabe weiterhin bewältigen zu können. Kleine Schrift und ungeeignete Brillen können den verfügbaren Bewegungsspielraum zusätzlich einschränken. Die Verbesserung des Sehens erfolgt damit auf Kosten einer günstigen Körperhaltung.

Als Beispiel führe ich meine Untersuchungen an 1021 Bildschirmarbeitsplätzen an: Bei Personen mit Nahbrille lag der Anteil orthopädischer Behandlungen bei 49 Prozent, gegenüber 32 Prozent ohne Brille oder mit Fernbrille und 23 Prozent mit Bifokalbrille. Auch glänzende Tastaturen können Ausweichhaltungen und Beschwerden begünstigen. Aus kurzfristigen Anpassungen können dauerhafte Belastungen werden.

Zugleich beanspruchen die Aufrechterhaltung der Ausweichposition und die fortlaufende visuelle Orientierung zusätzliche Ressourcen. Der Zusammenhang zwischen Sehbedingungen und Beschwerden bleibt dabei häufig unerkannt. Die Quintessenz lautet: Eine angemessene Bewertung muss visuelle Störungen, motorische Kompensation und deren Folgen gemeinsam betrachten. Eine isolierte traditionelle Blendungsbewertung erfasst diese Wirkungskette nach meiner Auffassung unzureichend.

Warum Blendung nicht einfach eine Störung des Sehens ist

Zum Thema

Blendung wird hauptsächlich von Lichttechnikern betrachtet und als Unannehmlichkeit angesehen. Dass man daraus keine tieferen Schlussfolgerungen zieht, hängt u.a. auch damit zusammen, dass die Blendungsforschung ohne die Berücksichtigung von Arbeit betrieben wird (s. Von einem, der auszog, zu lernen, was UGR = 19 ist)

Im Kontext von Arbeitsstätten hat die so untersuchte Blendung kaum eine Bedeutung, weil die Forschenden wie auch die Literatur zwischen Blendung und vielen anderen Erscheinungen unterscheidet, die für den Menschen am Arbeitsplatz dasselbe bedeuten (Störung des Sehens). Dieser Aspekt wird im Kapitel Lichtforschung tritt auf der Stelle, weil … ausführlich behandelt. Nicht aber alle Folgen für den arbeitenden Menschen. Diese will ich mit diesem Beitrag verdeutlichen.

Was ist, wenn man bei der Arbeit geblendet wird?

Unbemerkt von den Probanden aufgenommene Arbeitsabläufe zeigten diverse Folgen einer Störung des Sehens, die nicht einmal den Probanden bewusst waren. Man kann sie ermitteln, wenn man die Haltung arbeitender Menschen  analysiert, die sich unbeobachtet fühlen.

Leider kann man solche Studien heutzutage kaum durchführen. Es war früher möglich, die Mitarbeitenden in einem Raum um Genehmigung zu bitten, sie zu einem nicht vorbestimmten Zeitpunkt aufzunehmen. So wurden die Arbeitshaltungen von manchen von ihnen nach einer Vorwarnung aufgezeichnet. Ziel waren aber die Nachbararbeitsplätze, bei denen die Mitarbeitenden ihre natürliche Haltung weiter behielten, während die im Vordergrund sich ihrer Vorstellung von der Untersuchung entsprechend verhielten.

Mit solchen Aufnahmen konnten wir z.B. ergründen, wieso Menschen mit schwachen Augen am Bildschirm dennoch erfolgreich arbeiten konnten, obwohl sie sehr schlecht sahen. Sie haben ihre Haltung derart verändert, dass sie die Schrift am besten erkennen konnten. Die daraus entstehenden Folgen schlugen sich aber später in der Statistik der Besuche beim Orthopäden nieder. Am Arbeitsplatz selbst erlebten solche Leute mehr körperliche Beschwerden. Dass sie dadurch auch mehr Kopfschmerzen hatten, war nicht einmal den Betriebsärzten bewusst. Die Wissenschaft weiß auch heute noch nicht in jedem einzelnen Detail, was Kopfschmerzen auf molekularer und neuronaler Ebene auslöst – auch wenn das Bild in den letzten Jahren extrem viel genauer geworden ist.

Wie es Menschen mit guten Augen ergeht, zeigt das nachfolgende Bild, das die Sehentfernungen anzeigt, die sie beim Lesen relativ gut gestalteter Schrift einnehmen, wenn die Schrift unterschiedlich groß ist (N = 140 Probanden). (aus Çakir, A., Beleggestaltung für Bildschirmarbeitsplätze, BAU, Dortmund, 1982)

Ist diese nur etwa 1,3 mm hoch, beträgt die Sehentfernung im Mittel 300 mm und variiert sehr wenig. Man kann daher von einer Zwangshaltung sprechen. Diese nehmen übrigens heute Jugendliche beim Lesen ihres Smartphones ein. Ist die Schrift größer, können die Menschen ihre Haltung relativ frei wählen oder stärker variieren. Bei Schriftgrößen von 3 mm variierte die Haltung zwischen 480 mm und über 700 mm.

Mitarbeitende mit Brillen können ihre Sehentfernung nicht so frei wählen. Als dieses Bild entstand, verschrieben Augenärzte älteren Mitarbeitenden „Lesebrillen“ mit einer Sehentfernung von 330 mm. Da diese eine eingeschränkte Tiefenschärfe (= Bereich, in dem scharf gesehen wird) haben, müssen sie sich entsprechend biegen und krümmen, je nachdem, wo sie lesen. Benutzen sie ein Papierdokument, beugen sie sich darüber. Müssen sie auf einem festen Bildschirm lesen, gehen sie näher heran. Ist der Bildschirm beweglich, halten sie ihn unter die Nase.

Übrigens, die Sehentfernung von 330 mm (1/3 Meter) bzw.  hat ihren historischen und physikalischen Ursprung in der Mitte des 19. Jahrhunderts, als die moderne Augenheilkunde und Refraktionslehre durch Pionierarbeiten wissenschaftlich begründet wurden. Das änderte sich erst, als wir nachwiesen, dass eine solche Sehentfernung ergonomisch nicht vertretbar war.

Bei ungünstigen Sehbedingungen findet also eine Optimierung des Sehens zu Lasten der Körperhaltung statt. Das unvermeidliche Ergebnis davon ist eine höhere Anfälligkeit für Haltungsprobleme. So waren von 1021 befragten Personen, die über einen längeren Zeitraum am Tag am Bildschirm tätig waren, diejenigen mit der ungünstigen vorgegebenen Sehentfernung der Brille am häufigsten beim Orthopäden gewesen. (aus Çakir, A.; Reuter; H.-J.; V. Schmude, L.; Armbruster, A., Anpassung von Bildschirmarbeitsplätzen an die physische und psychische Funktionsweise des Menschen, Der Bundesminister für Arbeit und Sozialordnung, Bonn, 1978)

Brille	Behandlungen beim Orthopäden
Keine	32 %
Fernbrille	32 %
Bifokalbrille	23 %
Nahbrille	49 %

(Anm.: Die Zahlen aus dieser Tabelle haben 1980 dazu geführt, dass die sog. „Bildschirmbrille“ eingeführt wurde.)

Den Effekt, den diese Zahlen verdeutlichen sollen, kann man experimentell vorführen, wenn man an einem Arbeitsplatz die Lesbarkeit der Schrift langsam verschlechtert (z.B. geringerer Kontrast, kleinere Schrift, verschnörkelte Schriftarten). Die Menschen reagieren immer mit einer Verkürzung der Sehentfernung. Man kann ein ähnliches Verhalten sogar bei Autofahrern feststellen, die im Nebel fahren. Denen nützt die Änderung der Sehentfernung zwar wenig, aber sie bewegen sich näher an die Windschutzscheibe, wenn sie das Gefühl haben, schlechter zu sehen.

Auch Erscheinungen, die nicht zu Blendung zählen (s. Was nicht als Blendung zählt, aber dennoch belastet), führen zu unbeabsichtigten  Haltungswechseln. So kann man bei  glänzender Tastatur andere Körperhaltungen beobachten als solche, die die Mitarbeitenden ohne diese Störung einnehmen würden. Zwar merkt der Mitarbeitende dies nicht immer, aber man kann die Wirkungen schon feststellen. So hat Glanz auf Tastaturen nicht nur etwa gestört, sondern vielfältige Belastungen nach sich gezogen.

Man kann sich zwar vorstellen, dass einem die Augen häufiger brennen, wenn das Sehen gestört ist. Warum man Spannung am Rücken heftiger verspüren soll, wenn die Tastatur nicht matt ist, konnte man Designern oder Computerherstellern nur schlecht erklären.

Das obige Diagramm zeigt noch eine Erkenntnis, die die traditionelle Blendungsbewertung in Frage stellt: Die Blendung durch die künstliche Beleuchtung wurde bei den 1021 befragten Probanden eher durch die Tastatur verursacht als direkt durch die Beleuchtung selber.

Ich halte es für unzulässig, wenn sich Hersteller von Beleuchtung auf die direkte Blendung konzentrieren und dabei andere Störungen ignorieren, obwohl diese und deren Bedeutung ihnen schon immer bekannt gewesen sind. Denn alle Beleuchtungsnormen, spätestens seit DIN 5035: 1956-02, geben vor, dass die relevanten Oberflächen am Arbeitsplatz matt sein sollen. Irgendwann mal muss jeder einsehen, dass dies einfach nicht möglich ist. Auch die Alternative. Indirektbeleuchtung, war lange bekannt, wenn nicht länger als die Geschichte der Beleuchtungsnormen zurückreicht. Leffingwell hat sie in den 1920er Jahren angeführt.

Von der Wirkungskette: Visuelle Störung  Motorische Kompensation  Biomechanischer Schaden

Wenn das visuelle System gestört wird – etwa durch Direktblendung, Reflexblendung auf dem Bildschirm oder extrem ungleichmäßige Leuchtdichteverteilungen –, hat das visuelle System im Gehirn oberste Priorität: Es erpicht sich darauf, das Sehziel scharf und blendfrei zu erfassen.

1. Die Ausweichbewegung: Um der Blendquelle zu entgehen oder den Reflexionswinkel auf dem Glas/Bildschirm zu brechen, weichen die Augen nicht alleine aus – der gesamte Kopf und der Oberkörper folgen.
2. Die statische Verdrehung: Die Beschäftigten nehmen unbewusst dauerhafte Fehlhaltungen ein: schief gezogene Schultern, nach vorne gestreckter Hals („Head-Forward-Posture“), verdrehter Oberkörper oder permanente Kopfneigung.
3. Die Zwangshaltung als Dauerbelastung: Was als kurzfristiger Schutzreflex gegen Blendung gedacht ist, wird über 8 Stunden hinweg zu einer massiven biomechanischen Zwangshaltung.

 

Solche Änderungen der menschlichen Haltung wurden typisch auf die Computerabeit bezogen, wie folgende Darstellung der Entwicklung des Menschen zeigt.

Die letzte Phase der Entwicklung der Menschheit stammt aus einem Buch von mir. In dem die oben beschriebenen Folgen angezeigt wurden:

Warum der Gang zum Orthopäden die logische Folge ist

Das Tückische daran ist die Verschleierung der Ursache:

• Der Mitarbeitende spürt primär: „Mein Licht blendet mich.“ Was wirklich blendet, ist sekundär. Er analysiert ja keinen Arbeitplatz, sondern er will den nächsten Arbeitsschritt angehen.
• Er spürt nach einigen Wochen möglicherweise  schwere Spondylosen, HWS-Syndrome, Einklemmungen oder chronische Myogelosen (Muskelverhärtungen) im Nacken- und Schulterbereich. Zum HWS-Syndrom gehören auch Kopfschmerzen, die man kaum auf eine Tastatur oder etwas anderes Glänzendes zurückführen kann.
• Der Arzt bzw. Orthopäde diagnostiziert eine orthopädische Erkrankung und verschreibt Physiotherapie oder Spritzen – während die ursächliche Blendquelle am Arbeitsplatz ungehindert weiterwirkt.

 

Die ursächliche Blendquelle, die Beleuchtung, würde sich viel weniger störend auswirken. Die weitere Blendquelle, die sich störend auswirkt, das Tageslicht, wird ansonsten nicht einmal als Blendung identifiziert.

Ausweichen als eigenständige kognitive und physische Belastung

Das Vermeiden der Störung verbraucht selbst kontinuierlich Ressourcen:

• Physikalisch/Biomechanisch: Permanente isometrische Muskelarbeit zur Aufrechterhaltung der Ausweichposition.
• Kognitiv: Das Gehirn muss dauernd die visuelle Orientierung unter erschwerten Bedingungen nachkorrigieren und den Störreiz ausblendend verarbeiten.

 

Wer glaubt, dass die hier beschriebenen Erscheinungen in die Historie gehören, aber in unserem modernen Arbeitsalltag keine Rolle mehr spielen, der sollte sich das folgende BIld angucken:

Quintessenz:

Blendung und andere Sehstörungen sind mehr als nur ein visuelles Ärgernis: Wer ihnen ausweichen muss, verändert oft unbewusst seine Körperhaltung. Daraus können zusätzliche körperliche und kognitive Belastungen entstehen. Entscheidend ist deshalb, die Sehbedingungen am Arbeitsplatz zusammen mit ihren Folgen für Haltung und Arbeitsabläufe zu betrachten.

Diese Feststellung ist ein weiterer Beweis dafür, warum die traditionelle Blendungsbewertung keine validen Ergebnisse liefern kann.

Was kann man mit dynamischem Licht erreichen?, kurzgefasst

Dynamisches (künstliches) Licht verändert Beleuchtungsstärke und spektrale Zusammensetzung im Tagesverlauf. Es soll den natürlichen Tageslichtverlauf nachbilden, die innere Uhr unterstützen und gegebenenfalls Schlaf, Wachsamkeit und Wohlbefinden verbessern. Der Beitrag diskutiert eine 2020 veröffentlichte Übersichtsarbeit, für die 330 wissenschaftliche Artikel gesichtet wurden, und ordnet deren Ergebnisse kritisch ein. Die Untersuchung entstand im Umfeld des niederländischen DYNKA-Projekts, das Beleuchtung und Raumklima gemeinsam betrachtet.

Die Übersicht beschreibt vielversprechende zirkadiane und akute Effekte einzelner Lichtszenarien. Besonders eine höhere Lichtdosis am Morgen oder tagsüber erscheint für schlafbezogene Wirkungen relevant. Unterschiedliche Definitionen, Versuchsbedingungen und Zielsetzungen erschweren jedoch verlässliche Vergleiche. Ein universelles Beleuchtungsszenario für sämtliche Aufgaben und Anwendungskontexte lässt sich daraus nicht ableiten. Die Autoren fordern einheitliche Beschreibungen, kontrollierte Laboruntersuchungen und längerfristige Prüfungen unter realen Bedingungen.

Der Verfasser betont zusätzlich methodische Schwierigkeiten beim Nachweis von Ermüdung und Arbeitsleistung sowie praktische Grenzen dynamischer Beleuchtung in Arbeitsräumen. Er hinterfragt die Übertragbarkeit von Erkenntnissen aus therapeutischen und nächtlichen Untersuchungen auf den Büroalltag und kritisiert die isolierte Betrachtung täglicher gegenüber jährlichen biologischen Rhythmen. Sein Fazit: Dynamisches Licht bleibt ein plausibles, technisch realisierbares Konzept. Die begrenzte Beweislage erlaubt weder pauschale Wirkungsversprechen noch den Schluss, dass die angestrebten Wirkungen grundsätzlich fehlen oder unmöglich sind. Entscheidend bleibt eine differenzierte Bewertung.

Was kann man mit dynamischem Licht erreichen?

Ziel dieses Beitrags

„Dynamisches“ Licht ist ein recht schillernder Begriff, den ich etwa 1984 in Eindhoven von Kollegen aus der Firma Philips hörte.  Diese Firma gehört zu den Lichtpionieren. Sie hat sich nicht auf das Herstellen und Verkaufen lichttechnischer Produkte beschränkt, sondern sich seit Jahrzehnten auch um deren Wirkungen gekümmert. So stammten das DIN-Blendungsbewertungssystem von Philips wie auch die Idee, Beleuchtung und Klimatisierung in einer Leuchte zu vereinigen.

Das sog. „dynamische“ Licht sehe ich daher immer in Assoziation mit der Firma Philips und den Autoren wie S. H. A. Begemann, G. J. van den Beld, A. D. Tenner, die beispielsweise den Artikel „Daylight, artificial light and people in an office environment: Overview of visual and biological responses“ in 1997 veröffentlicht haben. (International Journal of Industrial Ergonomics, Vol. 20, Issue 2, 1997, S. 93–100.)

Das Thema wurde in den folgenden Jahrzehnten häufig aufgegriffen und methodisch untersucht. Mein Beitrag  fasst die im Jahr 2020 veröffentlichte Übersichtsstudie zum Stand des Wissens über das dynamische Licht zusammen. Diese Arbeit war, nach eigenen Angaben der Autoren, Teil des DYNKA-Projekts, das im Rahmen des TKI-Programms „Urban Energy“ vom Top-Konsortium für Wissen und Innovation – Topsector Energy des niederländischen Wirtschaftsministeriums – gefördert wird.

DYNKA ist die Abkürzung von Dynamic Light and Indoor Climate for Offices bzw. DYNamisch licht en binnenklimaat voor KAntoren . Es untersuchte, wie eine dynamische Kombination aus LED-Beleuchtung und Raumtemperatur die Gesundheit der Mitarbeitenden verbessern und gleichzeitig den Energieverbrauch senken kann. Das Projekt startete im Jahr 2017 und war auf vier Jahre angelegt. Da es erfolgreich war, wurde ein Nachfolgeprojekt initiiert: PERDYNKA (Persoonlijk Dynamisch licht en binnenklimaat voor kantoren).

Die Kombination von Licht und Klima ist nicht zufällig gewählt. Denn sowohl das statische Licht als auch das ständig gleichbleibende Klima in Büros wurden für die Störung des circadianen Rhythmus der Insassen verantwortlich gemacht.

Die hier kommentierte Publikation umfasste 330 wissenschaftliche Artikel, die auf Englisch erschienen und in ‘Scopus’, ‘PsycINFO’ und ‘Web of Science’ registriert worden sind.

Was ist dynamisches Licht?

Leider waren die Autoren nach der Durchsicht von 330 ausgesuchten Artikeln nicht in der Lage, anzugeben, was dynamisches Licht sei. Ihr Statement dazu: „Studien zur dynamischen Beleuchtung liefern nur gelegentlich eine Definition des Begriffs.“ Zwei der drei Autoren der Übersicht führen ein eigenes Papier an, in dem sie dynamische Beleuchtung als eine Beleuchtung charakterisieren, bei der „Farbtemperatur und Beleuchtungsstärke im Laufe des Tages gemäß einem voreingestellten Protokoll variieren, mit dem Ziel, den natürlichen Rhythmus der Wachsamkeit der Mitarbeiter zu unterstützen oder sogar zu verstärken“.

Etwa in diesem Sinne hatten die sich mit der Beleuchtung von Arbeitsstätten befassten deutschen Gremien das Thema diskutiert. Die Autoren stellen ihre Ansicht nach Studium der geprüften Studien wie folgt dar: „Für diese Übersicht wird dynamische Beleuchtung definiert als künstliche Beleuchtung, deren Intensität und/oder spektrale Leistungsverteilung im Zeitverlauf mithilfe voreingestellter Beleuchtungseinstellungen variiert wird, was zu einer veränderten Aktivierung mindestens eines der Photorezeptoren über einen wesentlichen Teil des Tages führt.“

Warum dynamische Beleuchtung?

Unter dieser Fragestellung betrachten die Autoren die Motivationen, die zum Einsatz von dynamischem Licht geführt haben, das der jeweiligen Publikation zugrunde lag. Der wesentliche Grund hierfür soll die Nachahmung des natürlichen Verlaufs des Tageslichts in der Menge (Beleuchtungsstärke) und in der Qualität (Lichtfarbe) sein.

Damit ändert man die statische Natur des Lichts im Innenraum, die viele Forschende für die fehlende Synchronisation mit dem natürlichen Tagesverlauf verantwortlich halten, wenn man lange Zeit in Innenräumen arbeitet. Sie führen aus: „Dynamische Beleuchtung kann vielfältigen Zwecken dienen. Zunächst einmal hat sich die Menschheit – im Gegensatz zu dem flächendeckenden, blockartigen Muster elektrischen Lichts in modernen Wohn- und Büroräumen, dem wir ausgesetzt sind – im Rahmen des Tag-Nacht-Zyklus des natürlichen Lichts entwickelt, wobei die Dynamik der Sonne als primärer Synchronisator unserer biologischen Uhr fungiert. Unser zirkadianer Rhythmus wird sowohl von der Gesamtdosis als auch vom Zeitpunkt der Lichtexposition beeinflusst. Diese Aspekte können unseren zirkadianen Rhythmus hinsichtlich seiner Synchronisationsphase und Amplitude beeinflussen.“ Dies halten die Autoren für eine der Hauptmotivationen für den Einsatz dynamischer Lichtszenarien, die studiert worden sind.

Darüber hinaus sollen verschiedene Theorien möglicherweise erklären, warum dynamische Beleuchtung, die Tageslicht nachahmt, anregend wirken und ein positives Erlebnis hervorrufen kann. Die Variation des natürlichen Lichts liefert uns oft kontextbezogene Hinweise, die uns mit der Welt, in der wir leben, verbinden. Hierbei geht es um die Orientierung des Menschen in Raum und Zeit.

Die hier zitierte Übersichtsarbeit wurde durchgeführt, um systematisch zu untersuchen, welche Arten dynamischer Szenarien bisher für den Tagesgebrauch entworfen und getestet wurden, welche Beweggründe dahinterstanden und welche Effekte nachgewiesen wurden.

Quintessenz der Autoren

Der nachfolgende Text gibt die Übersetzung der Schlussfolgerungen der Autoren mit deepl übersetzt, aber unredigiert wieder.

Gründliche und strukturierte Untersuchungen zu dynamischen Lichtszenarien sind rar, doch in der vorliegenden Auswahl zielten mehrere dynamische Lichtszenarien erfolgreich sowohl auf zirkadiane als auch auf akute Effekte ab, und zwar mit nur minimalen negativen Folgen. Aufgrund der Gemeinsamkeiten in den einbezogenen Studien scheint die erhöhte Lichtdosis am Morgen bzw. tagsüber von Bedeutung zu sein, insbesondere für die Auslösung schlafrelevanter Effekte. Aufgrund der großen Unterschiede zwischen den Lichtszenarien ist es jedoch schwierig, die wirksamsten Merkmale genau zu bestimmen.

 Je nach Zielsetzung kann dynamische Beleuchtung so gestaltet werden, dass sie unterschiedliche Lichteinstellungen für verschiedene Aufgaben bietet, aber auch die Synchronisation der inneren Uhr unterstützt. Diese unterschiedlichen Beweggründe für den Einsatz dynamischer Lichtszenarien deuten darauf hin, dass sie nicht durch ein einziges Lichtszenario abgedeckt werden können. Auf der Grundlage der aktuellen Erkenntnisse zu zirkadianen und akuten Auswirkungen von Licht lassen sich (vorläufig) menschenzentrierte dynamische Lichtszenarien entwickeln; eine „Ein-Szenario-für-alle“-Lösung ist jedoch angesichts der Vielfalt der Ziele (z. B. Förderung des Schlafs, Wachsamkeit, Komfort, Energieeinsparung, Aufgabenleistung oder Verbundenheit mit echtem Tageslicht), der Zielgruppen und der Anwendungskontexte unwahrscheinlich.

Diese Übersicht zeigt, dass die Forschung zu dynamischen Lichtszenarien derzeit eher unstrukturiert zu sein scheint. Einerseits ist noch viel über die spezifischen dynamischen Muster unbekannt, die sich positiv auf den Menschen auswirken könnten; diese könnten im Rahmen sehr grundlegender, streng kontrollierter Laborstudien mit deutlich kürzeren Expositionszeiten untersucht werden. Andererseits müssen wir jedoch auch die Wirksamkeit dynamischer Szenarien in realen Kontexten und bei längeren Expositionszeiten systematisch bewerten. Zu diesem Zweck ist es wichtig, dass wir ein Vokabular und einen Rahmen entwickeln, um die Grundlagen und die Gestaltung dynamischer Lichtszenarien zu beschreiben, sowie fundierte Methoden zu ihrer Überprüfung. Die vorliegende Übersicht deutet subtil darauf hin, dass dynamische Lichtszenarien vielversprechend für die menschliche Leistungsfähigkeit sind, zeigt aber auch deutlich, dass es derzeit an konsolidierten Strategien für ihre Beschreibung und Bewertung mangelt.

Bereits in der Einleitung des Artikels geben die Autoren eine deutliche Warnung: „In den letzten Jahren haben viele Unternehmen dynamische Beleuchtungssysteme eingeführt (z. B. Signify, OSRAM, Halcyon Lighting, Glumac oder USAI Lighting). Diese Systeme werden damit beworben, dass sie „… ein inspirierendes Raumklima …“ [Signify] schaffen oder zu „erhöhter Wachsamkeit am Morgen, besserer Konzentration, …“ [Quartz] führen können. Im Gegensatz zu diesen überzeugenden Slogans der Industrie befindet sich die Forschung zu diesem Thema noch in einem frühen Stadium und ist bei weitem noch nicht abschließend.“

Meine Wertung

In dem Haupttext von Genesis 2.0 – Schöpfung der elektrischen Sonne werden zwei relevante Aspekte behandelt, die dieses Thema betreffen:

1. Unsere Unfähigkeit, auch scheinbar bekannte Erscheinungen empirisch nachzuweisen, so etwa Ermüdung, Lesbarkeit von Texten, Beeinflussung der Arbeitsleistung. Ähnliche Effekte können bei den durch die Autoren geprüften Studien wirksam geworden sein.
2. Die enormen Restriktionen in der Realisierung der „dynamischen“ Beleuchtung in Arbeitsumgebungen.

Ad 1: Die Aussage betrifft nicht irgendwelche Firmen oder Forschenden, sondern die gesamte Wissenschaft, so auch Psychologie, Psychiatrie, Medizin oder Arbeitswissenschaft. Auch wenn jeder einzelne Mensch weiß, wie es sich anfühlt, ermüdet zu sein, war es bislang nicht möglich, eine empirische Größe zu finden, die Ermüdung misst. Der Versuch, die Beeinflussung der Arbeitsleistung durch äußere Umstände nachzuweisen, endete gar in einer wissenschaftlichen Katastrophe (s. Kapitel Leistung, Leistung über Alles! Eine kleine Geschichte aus Hawthorne Works) Selbst eine ganz offensichtliche Wirkung, die Verbesserung der Lesbarkeit von Texten durch bessere Beleuchtung, lässt sich nicht eindeutig empirisch belegen. Dass dies nicht an der fehlenden Wirkung von Licht liegt, sieht man daran, dass auch die Typographen nicht nachweisen konnten, dass eine besser geformte Schrift besser lesbar ist. U.a. deswegen gilt die Typographie als die „schwarze Kunst“ (wie Magie). Dabei ist die Typographie eine der Säulen, auf denen unsere Zivilisation beruht.

Die untere Aufstellung zeigt Schriften, die bei Leseversuchen als etwa gleichwertig erscheinen. Glauben wird das aber eher niemand:

Die Realität ist aber viel schlimmer. Die unten gezeigten unterschiedlichen Schriftgrößen haben in einer Studie eines renommierten Forschenden keinen Unterschied in der Lesbarkeit gezeigt:

Diese unglaublichen Erkenntnisse zeugen davon, dass Menschen in der Lage sind, mit äußerst widrigen Umständen klarzukommen. Allerdings werden sie dabei unterschiedlich belastet. Dies könnte man z.B. durch Ermüdungsuntersuchungen ermitteln. Leider stehen solchen Studien andere Hindernisse im Wege.

Ad 2: Wenn man die Innenraumbeleuchtung fühlbar anders gestalten und dafür eine Veränderlichkeit relevanter Parameter (Beleuchtungsstärke, Lichtfarbe, Lichtrichtung) einführen wollte, kann man bei der Beleuchtungsstärke keine physiologisch wirksamen Sprünge von mehreren hundert oder tausend Lux realisieren. Dynamik nach unten, also sehr geringe Beleuchtungsstärken als Basis einzurichten, um diese dann auf 1000 lx oder ähnlich zu steigern, ist in Arbeitsumgebungen nicht zulässig. Ob es überhaupt sinnvoll wäre, darf man auch bezweifeln. Lichtfarben in ähnlichem Umfang wie bei Tageslicht zu variieren, ist heute technisch gesehen kein Problem. Ob man das in einem Arbeitsumfeld machen darf, ist hingegen sehr fraglich. Bei der Lichtrichtung würde ich erwarten, dass Planer wie Laien fragen, was denn Lichtrichtung sein soll. Es gibt sogar einen Professor der Lichttechnik, der die Beleuchtungsstärke als Skalar, also ohne Richtung, sehen möchte.

So habe ich die Schlussfolgerung gezogen: „Beim dynamischen Licht liegt es nicht an mangelnden technischen Fähigkeiten, dass es nicht funktioniert. Diese sind vorhanden, wie man bei der Bühnenbeleuchtung oder gar auf jedem Jahrmarkt sehen kann. Das Problem ist die Zweckbindung von Arbeitsräumen. Dort müssen bestimmte Arbeiten über längere Zeiträume unter möglichst gleichen Bedingungen verrichtet werden. Selbst wenn man eine dynamische Beleuchtung so steuert, dass für ein gutes Sehen erforderliche Bedingungen nie unterschritten werden, kann man bei den Nutzern das Gefühl nicht vermeiden, die Sehbedingungen änderten sich zusehends ohne ihr Zutun. So willkommen eine unbemerkt erlebte Veränderung der Umwelt auch sein mag, niemand will merkliche Variationen der Beleuchtung erleben, wenn diese künstlich erzeugt werden.“ (Im Zenit und weiter)

Ich würde davon ausgehen, dass eine Wirkung vorhanden sein muss. Sie ist aber gegenüber anderen Einflussfaktoren in der Arbeitswelt relativ gering und kann allein deswegen nicht empirisch nachgewiesen werden.

Generelle Kritik

Wie auch von den Autoren festgestellt, fehlte in der geprüften Literatur der „goldene“ Faden. Warum will man „dynamisches“ Licht in Arbeitsräumen installieren? Kann man hierfür die Erkenntnisse aus Studien in psychiatrischen Anstalten mit kranken Menschen heranziehen? Wenn man mit dynamischem Licht die circadiane Rhythmik des Menschen unterstützen will, darf man Erkenntnisse aus nächtlichen Studien in Schlaflaboren nutzen?

Eine andere Literatursammlung, die dazu dienen sollte, „heilsames“ Licht, alias integrative Beleuchtung, gar zu normen, umfasste 212 Studien. Sie wurde für das Projekt ISO/TR 21783 Light and lighting — Integrative lighting — Non-visual effects zusammengestellt. Ein erheblicher Teil dieser Literatur bezieht sich auf veränderliche Beleuchtung, die die circadiane Rhythmik unterstützen soll. Darin kommen viele Autoren vor, deren Arbeiten auch in der hier kommentierten Studie berücksichtigt worden sind.

Als wir gegen diesen Entwurf Einspruch erhoben und damit nicht ganz allein waren, wurden nicht weniger als 183 von 212 (86%) entfernt, dafür wurden 34 neue Studien hinzugezogen. Wie durch ein Wunder blieben aber alle Aussagen erhalten.

Eine Überprüfung der Quellen ergab folgende Verteilung:

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

 

Die Wissenschaftsakrobatik, Regeln für die Beleuchtung von Arbeitsstätten aus all diesem Sammelsurium abzuleiten, musste misslingen. ISO/TR 21783 zählt nicht gerade zu  den Highlights der Regelsetzung. Sie enthält nicht eine einzige Empfehlung.

Ein weiterer Kritikpunkt betrifft den wichtigsten Akteur der Erscheinung, die wir circadiane Rhythmik nennen. Er ist das Melatonin. Diesem war es lange gelungen, sich der Wissenschaft zu entziehen, und es wurde erst 1958 entdeckt und beschrieben. Dabei ist sein Alter in der gleichen Größenordnung wie das der Erde, etwa 2,5 Milliarden Jahre. Es gibt nur wenige Spezies auf der Erde, die ohne Melatonin auskommen. Wir sind weit davon entfernt, sein Wirken zu verstehen. Selbst die Entdeckung eines Moleküls, das praktisch in jedem Lebewesen wirksam ist, ist sehr spät gelungen.

So wird Melatonin in enger Beziehung zum täglichen Rhythmus des Sonnenlichts gesehen. Aber Spezies wie Rentiere haben einen circadianen Rhythmus, ohne jemals den üblichen Sonnentag erlebt zu haben. Dafür spielt sich in den Ozeanen die größte Migrationsbewegung der Welt im Tagestakt ab. Die vertikale Migration in den Ozeanen (auch Diel Vertical Migration, kurz DVM) ist die größte reguläre Tierwanderung der Erde. Jeden Tag bewegen sich Milliarden von Organismen (wie Zooplankton, kleine Fische, Quallen und Tintenfische) über Hunderte von Metern vertikal durch die Wassersäule. Bei Einbruch der Dunkelheit schwimmen die Tiere aus der dunklen Tiefe (oft über 1.000 Meter) hinauf in die nährstoffreichen, aber gefährlicheren Oberflächengewässer, um dort Phytoplankton und Mikroorganismen zu fressen. Doch in solchen Tiefen gibt es praktisch kein Sonnenlicht. Wie merken Milliarden von Tieren, dass es Zeit ist, sich nach oben zu bewegen?

Also muss Melatonin ein autonomes Programm enthalten, das unverrückbar ist. Äußere Ereignisse können dieses Programm auf der Zeitschiene verschieben, aber nicht ändern. Hinzukommt, dass praktisch alle Forschungsergebnisse aus geographischen Regionen mit veränderlicher Länge der Tage stammen. Die Zirbeldrüse (Epiphyse) schüttet Melatonin ausschließlich nachts aus. Da sich die Länge der Nacht mit den Jahreszeiten ändert, fungiert die Dauer der nächtlichen Melatoninausschüttung als interner Kalender (fotoperiodisches Signal) – sie ist im Winter länger und im Sommer kürzer. Diese saisonale Melatoninbotschaft reguliert wichtige jährliche Anpassungen wie die saisonale Fortpflanzung, den Fellwechsel, das Körpergewicht und den Stoffwechsel.

Alle betrachteten Studien betrachten den circadianen Rhythmus, ohne jedoch den circannualen mit in Betracht zu ziehen. Wer eng zusammenhängende Entwicklungen isoliert voneinander betrachten will, darf das tun, nachdem er die Zulässigkeit des Vorgehens geprüft und bewiesen hat. Bei unserem derzeitigen Wissensstand über zirkadiane und circannuale Rhythmen ist eine isolierte Betrachtung der einzelnen Vorgänge schlicht unzulässig.

Quintessenz

Dynamisches Licht ist seit etwa 40 Jahren ein vielversprechendes Konzept, mit dem sich sogar ein Wirtschaftsministerium eines wichtigen Industriestaates tiefergehend beschäftigt. Die Bilanz der wissenschaftlichen  Studien bis zum Jahr 2020, dem Jahr der Veröffentlichung des hier betrachteten Artikels, ist überschaubar. Aufgrund meiner Erfahrungen und meines Wissens über ähnlich gelagerte Studien ist das kein verwunderliches Ergebnis. Daraus kann man aber nicht schlussfolgern, dass die angestrebten Wirkungen nicht vorhanden oder gar unmöglich sind.