Kategorie: Tageslicht

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Eine salutogenetische Betrachtung von Licht – Umsetzungshindernisse und Chancen

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

Eine salutogenetische Betrachtung von Licht , kurzgefasst

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

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

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

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

Eine salutogenetische Betrachtung von Licht - Umsetzungshindernisse und Chancen

Zum Thema

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

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

 

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

Zu Verstehbarkeit

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

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

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

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

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

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

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

 

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Zu Handhabbarkeit

Was ist Handhabbarkeit?

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

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

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

Beispiel für Handhabbarkeit

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

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

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

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

Mehr Licht = Besseres Licht?

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

— die Sehaufgabe kritisch für den Arbeitsablauf ist;

— Fehler nur unter hohen Kosten behoben werden können;

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

— Aufgabendetails ungewöhnlich klein oder ungewöhnlich geringen Kontrast aufweisen;

— die Aufgabe ungewöhnlich lange ausgeführt wird;

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

— die Sehfähigkeit des Arbeitnehmers unter dem üblichen Sehvermögen liegt.

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

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

Was ist, wenn das Licht einem zu viel wird?

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

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

Einäugige Betrachtung der Sehleistung

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Hilfe durch die Technik

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

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

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

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

Zu Sinnhaftigkeit

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

Ein Mensch mit einem hohen Maß an Sinnhaftigkeit:

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

 

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

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

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

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

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

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

Was bringt eine salutogenetische Betrachtungsweise des Lichts?

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

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

In der modernen Arbeitswelt assoziieren wir New Work meist mit:

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

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

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

 

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

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Gesundes Licht reloaded

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

Zu diesem Beitrag

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

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

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Gesundes Licht reloaded

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

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

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

Die melanopische Revolution (Weg von Lux und Lumen)

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

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

Spektrale Qualität statt bloßem „Warmweiß/Kaltweiß“

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

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

Zeitliche Dynamik (HCL ernst genommen)

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

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

Radikale Reduktion von temporalen Lichtartefakten (TLM)

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

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

Die Renaissance der Architektur und des Tageslichts

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

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

Fazit:

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

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KI denkt über Genesis 2.0 nach

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

Zu diesem Beitrag

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

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

____________________

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

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

Die Vertreibung aus dem circadianen "Paradies"

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

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

 

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

Die Suche nach dem perfekten Spektrum

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

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

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

 

Vom Luxusgut zur biologischen Macht

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

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

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

 

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

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

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Phantome, die unser Wissen beherrschen VIII

Daten-Yoga: Wir biegen uns die Zahlen
so zurecht, bis sie entspannt aussehen
Anonymus

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

Allgemeiner Farbwiedergabeindex Ra

Der klassische Farbwiedergabeindex CRI/Ra basiert auf nur 8 blassen Testfarben und einem veralteten Farbraum. Er bildet reale Farbwahrnehmung schlecht ab, besonders gesättigte Farben wie Rot (R9). Moderne Lichtquellen wie LEDs können dadurch trotz hohen CRI schlechte Farbwiedergabe haben.

Neue Methoden wie IES TM‑30‑20 mit 99 Testfarben, Rf (Fidelity) und Rg (Gamut) liefern wesentlich präzisere und realistischere Ergebnisse. TM-30 zeigt realitätsnahe und differenzierte Ergebnisse – wichtig für Museen, Handel, Architektur und LED-Technik. Dennoch bleibt CRI in vielen Normen, einschließlich ISO/CIE 8995-1:2025, weiterhin vorgeschrieben. Das Phantom kann man eher als Zombie beschreiben.

Zur Geschichte des Phantoms

Den genauen Zeitpunkt, an dem das Phantom geboren wurde, kann ich nicht angeben. Aber es ist feststellbar, wann die Bedeutung einer guten Farbwiedergabe erkannt wurde. Es war Matthew Luckiesh, der postulierte, dass die menschliche Wahrnehmung auf das Tageslicht angewiesen wäre, weil nur das Tageslicht die Farben gut wiedergeben könne. Das war im Jahre 1926.

Es dauerte eine gute Weile, bis ein offizielles Verfahren entstand. Dessen Geburtsstunde kam 1965, als die erste offizielle Empfehlung für ein Verfahren zur Messung und Kennzeichnung der Farbwiedergabe veröffentlicht wurde. Damals wurde das Verfahren entwickelt, um die neuen[1] Leuchtstofflampen mit klassischen Glühlampen und dem Tageslicht vergleichbar zu machen. Die Methode (CIE 13) entwickelte sinnvollerweise die CIE, um eine weltweit gültige Basis zu erstellen.

Dass man sich damit so viel Zeit lassen konnte, war der Glühlampe zu verdanken, die große Bereiche dominierte, bis die Leuchtstofflampe sie in der Arbeitswelt ablöste. Zuvor galt die Farbwiedergabe der Glühlampe als "natürlich".  Sie sieht ja dem Sonnenuntergang ähnlich aus. Dass es in der Natur viele andere Lichtfarben gibt, ändert nichts an der Tatsache, dass man der Glühlampe Naturnähe nachsagt.

Die heute verwendete Methode (CIE 13.2) stammt aus dem Jahr 1974. Die Version von 1974 ist im Wesentlichen das, was wir heute noch als Standard verwenden. Dabei wurden die Testfarben präzisiert, auf denen die Berechnung des Ra-Wertes basiert.

Wie die Methode (nicht) funktioniert

Da es keine „absoluten“ Farben geben kann, beruht die Methode immer auf einer Referenzlichtquelle mit einem bestimmten Spektrum, die ausgewählte Farbmuster beleuchtet. Man legte fest, dass eine Lampe immer mit einer "idealen" Lichtquelle derselben Farbtemperatur verglichen wird (die war z. B. eine Glühlampe bei 2700 K).

Man wählte aus naheliegenden Gründen zwei Referenzlichtquellen, die Glühlampe und das Tageslicht. Wenn eine Testfarbe unter der neuen Lampe genau so aussah wie unter der Referenz, gab es 100 Punkte. Jede Abweichung führte zu einem Punktabzug.

Während man die Glühlampe sehr gut mit ihrer Farbtemperatur kennzeichnen kann, ist es mit dem „Tageslicht“ nicht so einfach. Wenn man über die Farbwiedergabe (CRI) spricht, ist das "Tageslicht" nicht einfach nur Sonnenschein, sondern eine mathematisch präzise definierte Referenzlichtquelle.

Dieses Tageslicht war zunächst die Normlichtart C. Das war eine echte Lampe mit einem speziellen Blaufilter. Wenn man die Wiedergabe von Farben mit dieser Normlichtart zur Grundlage macht, kann man die Bezeichnung Tageslicht gleich vergessen. Denn das Spektrum der Normlichtart C endete bei 380 nm, wo für die CIE Licht beginnt. Es entsprach auch nicht der natürlichen Strahlungsverteilung des Himmels.  Wer Farben bei diesem künstlichen Tageslicht betrachtet, wird nicht selten den falschen Eindruck bekommen, weil das Un-Licht (UV-Strahlung) fehlt. Diese gehört aber zur Farbwiedergabe vieler Objekte (Textilien, Papier, Wandfarben, Makeup), weil deren Farbwirkung erheblich von optischen Aufhellern bestimmt wird. Deswegen musste die CIE wider die eigene Definition des Lichts handeln und ein neues Tageslicht festlegen, die Reihe DXX. Hierbei steht D (=daylight) für Tageslicht und XX für die Farbtemperatur (D65 = Tageslicht mit der Farbtemperatur 6504 K). Die in 1964 eingeführten Spektren der neuen Tageslicht(er) sehen so aus. Was man sehr deutlich erkennt, ist, dass die Lichtkurve (V(λ)-Kurve) in allen Fällen das Licht im kurzwelligen Bereich (links bis 450 nm) sehr schlecht bewertet. Was dieses Bild aber (fast) verschweigt, ist in der Abbildung darunter hervorgehoben, die UV-Strahlung unter 380 nm.

Die hier abgebildete Strahlung erzeugt den Effekt der optischen Aufheller, ohne den eine Farbprüfung keinen Sinn macht.

Die Farbwiedergabequalität, die mit dem Index R gekennzeichnet wird, wird nicht etwa durch einen Vergleich eines bekannten Objektes, z.B. eines Orientteppichs, unter dem Referenzlicht und der zu prüfenden Lampe bestimmt. Das wäre viel zu unwissenschaftlich. Obwohl der Orientteppich aus farbechten Fasern besteht, die ihre Farbtreue über Jahrhunderte bewiesen haben, wird mit einem Satz von 8 Prüfmustern (R1 … R8) aus dem Munsell-Farben-Spektrum rechnerisch geprüft.

Um von einem wirren Spektrum (unten, rechts) zu einer sauberen Zahl wie Ra = 83 zu kommen, brauchte man 1965 ein mehrstufiges Rezept. Zuerst berechnete man für jede der acht Testfarben, wie stark sie sich unter der Testlampe im Vergleich zur Referenz verschiebt. Man nutzt dafür den CIE 1960 UCS-Farbraum. Danach wurde diese Verschiebung in eine Punktzahl zwischen 0 und 100 umgewandelt. Die Formel lautet:

Ri = 100 - 4,6 • ΔEi

Wobei ΔEi aus dem Farbraum[1] berechnet wird. Wie kommt man aber auf den Faktor 4,6? Das ist der "Skalierungsfaktor". Die CIE hat diesen Wert so gewählt, dass eine damals handelsübliche Standard-Leuchtstofflampe (Typ "Warmweiß") genau einen Wert von 50 erhält. Man wollte eine Skala konstruieren, die für den Nutzer intuitiv sein soll.[2]

Danach rechnet man die Werte für die 8 Testfarben zusammen und mittelt. So entsteht der CRI-Wert, den man 2026 auf jeder Lampenverpackung liest. Denn CRI ist eine relevante Größe, die auch im Marketing eine große Rolle spielt. Deswegen muss der entsprechende Wert angegeben werden. Die Energiekennzeichnungsverordnung (EU) 2019/2015 macht die Angabe von Ra oder CRI zur Pflicht. Der Hersteller ist gesetzlich verpflichtet, den genauen CRI-Wert in die europäische Produktdatenbank (EPREL) einzutragen. Über den QR-Code auf der Packung muss dieser Wert für dich als Verbraucher jederzeit abrufbar sein.

Die oben angegebene Berechnungsmethode nach 8 Testfarben ist aber längst Geschichte.

Das ist der Moment, in dem die Mathematik auf die physikalische Realität trifft. Um zu verstehen, warum das 1965er-System heute "schwitzt", muss man sich ansehen, wie unterschiedlich diese Lampen ihr Licht zusammenmischen. So sieht z.B. das Spektrum einer Lampe im Vergleich mit echtem Tageslicht aus, deren Farbwiedergabeindex besser ist als in allen Beleuchtungsnormen gefordert. Das Spektrum der Lampe hat mehr Lücken als Fleisch.

Frühere Leuchtstofflampen (Halophosphat-Lampen) funktionierten wie ein schlechtes Orchester, das nur drei Töne spielt, aber behauptet, eine Sinfonie zu spielen. Deren Spektrum bestand aus extrem hohen, schmalen Spitzen. Zwischen diesen Spitzen gab es riesige Lücken. Wenn eine der acht Testfarben genau in eine solche Lücke fiel, sah sie unter der Lampe völlig grau oder verfälscht aus. Die Hersteller optimierten ihre Gase und Leuchtstoffe oft genau so, dass sie die acht Testfarben (R1–R8) der CIE perfekt trafen, während andere Farbtöne dazwischen völlig vernachlässigt wurden.

Ein Experte, der die Leute gut kannte, die die 8 Testfarben aussuchten, sagte seinerzeit: “Da habt ihr aber ganz gut hin- und hergeschoben, bis eure Lampen nicht drittklassig wurden.”

Da die acht CIE-Testfarben von 1965 allesamt eher blasse Pastelltöne sind, bemerken sie das Fehlen von sattem Rot kaum. Eine Lampe kann also einen CRI von 85 haben, aber die Tomaten in der Küche sehen trotzdem blass und unappetitlich aus, weil das gesättigte Rot im Spektrum einfach fehlt. Das waren die 8 Testfarben von 1965.

Ich denke, ein Blick auf #6 Himmelblau genügt, mit was für einer Gesamtqualität man rechnen konnte. Man merkte schnell, dass die Pastelltöne wie Altrosa oder Fliederviolett nicht ausreichten, um die Qualität von Lichtquellen für gesättigte Farben oder spezielle Objekte (wie Haut oder Pflanzen) zu bewerten. Die acht Standardfarben von 1965 wurden mathematisch so gewählt, dass sie den gesamten Farbkreis abdecken sollten, aber sie sind alle wenig gesättigt. So musste 1974 nachgebessert werden. Es kamen vier gesättigte Farben hinzu, zu denen man noch die Hautfarbe (R13  nachgestellt nach europäischem Teint (Munsell 5 YR 8/4)) und Blattgrün R14 addierte. So ganz nach Frühling sieht das gewählte Blattgrün nicht aus. Die letzte Testfarbe, Blattgrün, zeigt deutlich, was diesem System gefehlt hat. Es gibt selten eine Farbe, die unsere Umwelt prägt. Eine Lampe konnte also volle 100 Punkte bekommen, ohne dass sie Blattgrün wiedergeben konnte.

Wo die Methode krankte

Die Methode 1965 krankte zum einen daran, dass zwei unterschiedliche Lichtquellen (Normlichtart A und Normlichtart C/D65 einen Höchstwert von 100 erreichen konnten. Dies lesen bis heute viele so, dass die Zahl 100 eine Prozentzahl wäre. Und eine 100-prozentige Farbwiedergabe? Perfekt! Es kann nicht besser gehen. Ein Ra = 100 heißt nur, dass jemand berechnet hat, dass die 8 Testfarben gut wiedergegeben werden sollen. Beleuchtungen mit der Glühlampe und D65 ergeben sehr unterschiedliche Farbumgebungen. Aber für beide gilt CRI = 100.

Die Berechnung wird meines Wissens nicht nachgeprüft. Obwohl ich im Laufe meiner Karriere viele Jahre im Lichtlabor verbracht habe, vier Semester Farbenlehre studiert und im Farblabor gearbeitet habe und rund einem Drittel der großen Namen der Branche persönlich begegnet bin, habe ich nie einen Menschen erlebt, der den Farbwiedergabeindex für eine Lampe berechnet.

Die Angabe von Zahlenwerten, die mit 100 enden, suggeriert, dass es sich um eine Art Skala handele, die sich von der simplen Nominalskala unterschiedet. Eine Nominalskala kategorisiert die Objekte der Betrachtung (z.B. in Rot, Grün, Blau). Folgt diese Kategorisierung einem Wertesystem, spricht man von einer Ordinal-Skala. Bei dem Beispiel von Rot, Grün und Blau kann man die Einordnung nach der Wellenlänge des Lichts vornehmen und die Aufzählung als Blau (kürzeste Wellenlänge), Grün und Rot (längste Wellenlänge) aufsetzen.Beide Skalenformen rechtfertigen eine Angabe von Zahlen nicht, weil diese in die Irre führen. Skalen mit echten Zahlenwerten sind zum einen Intervall-Skalen, bei denen der Abstand zwischen Punkten (1 und 2 oder 3 und 4) gleich ist. Das gilt z.B. für die Celsius-Skala für Temperaturen. Eine Differenz von 2 °C bleibt stets gleich.

Die höchste Skalenform ist die Verhältnisskala. Sie hat einen echten Nullpunkt und immer gleiche Abstände. Sie kann positive wie negative Werte einnehmen, wie bei Höhen. Da man bei einer Farbwiedergabe einen negativen Index nicht deuten kann, erwartet man einen Nullpunkt. Dies stimmt leider nicht, CRI kann auch – 44 betragen (Natriumdampflampe). Warum man je einen CRI von 0 berechnen sollte, wüsste ich nicht, außer dass die Lampe kein Licht abgibt. Eine Kerze hat einen CRI von fast 100, obwohl man bei Kerzenschein blaue Socken kaum von schwarzen unterscheiden kann. Eine Lampe kann einen stolzen CRI von 90 haben, aber eine Tomate trotzdem braun aussehen lassen, weil das wichtige R9 (gesättigtes Rot) nicht Teil der Berechnung ist. Man hat sich nur darauf geeinigt, bei 0 die Grenze für die Vermarktung zu ziehen, weil „CRI - 40“ im Baumarkt schwer zu verkaufen wäre.

Der CRI bestraft jede Abweichung von der Referenz – egal in welche Richtung. Eine LED, die Obst knackiger aussehen lässt als das echte Sonnenlicht, kriegt einen schlechteren CRI als eine LED, die Farben einfach nur stumpf wiedergibt. Schlicht gesagt: Die Skalenqualität des Farbwiedergabeindexs ist sehr fragwürdig. Wenn es nur dabei bliebe! Obwohl die CIE bereits 1964 ihre Normlichtart C ohne UV-Anteil abschaffen musste, weil Produkte, deren Farbe unter diesem Standardlicht geurteilt wurde, nicht allzu viel Ähnlichkeit mit ihrer Farbe unter realen Bedingungen hatten, wird auch heute noch der allgemeine Farbwiedergabeindex Ra von 1965 mit 8 Testfarben angegeben. D.h., das Testen von Produkten wie Autos oder Textilien findet unter dem Einfluss von UV-Licht statt. Die Fähigkeit von Lampen, Farben wiederzugeben, gibt man aber wie am ersten Tag ohne UV an.

Zu guter Letzt: die Benutzung des Wortes Tageslicht für eine fiktive Normlichart. Erstens gibt es mehrere Normlichtarten, deren Name mit D wie daylight anfängt. Zweitens – und das ist schlimmer – schließt die Definition des Tageslichts durch die CIE die Tageslicht genannten Normlichtarten aus: Licht bedeutet (e-ilv Begriff 17-21-013) Strahlung in dem Spektralbereich der sichtbaren Strahlung (= optische Strahlung, die in der Lage ist, eine Sehempfindung direkt hervorzurufen). Tageslicht bedeutet (e-ilv Begriff 17-29-105) Teil der globalen Sonnenstrahlung, die in der Lage ist, eine Sehempfindung hervorzurufen.

Somit wird als Tageslicht etwas definiert, das in der Natur nicht existiert. Dieses Tageslicht entspricht nicht der Normlichtart, die als Tageslicht angegeben wird.

Das „wahre“ Tageslicht wird im normalen Leben Tageslicht genannt, wo man natürliche Strahlung wahrnimmt. Bei Gebäuden gilt dies auf beiden Seiten von Fenstern. Überall, wo man Innenräume mit natürlicher Strahlung beleuchtet, wird sie Tageslichtbeleuchtung genannt. In Wirklichkeit handelt es sich im Innenraum um sehr stark gefiltertes Licht. Während der allgemeine Glaube herrscht. Glas sei lichtdurchlässig, also transparent, ist die Situation sehr intransparent, ohne dass relevante Leute wie Architekten dies immer merken. Das untere Bild zeigt die Filterwirkung von einigen Gläsern im Vergleich mit einer einfachen Verglasung. Eine Verglasung, die das Licht nur schwächt, aber farblich unbeeinflusst lässt, würde eine horizontale Gerade ergeben. Dies entspricht etwa der einfachen Verglasung, die rund 90% des Lichts hineinlässt. Alle anderen abgebildeten Gläser sind nicht farbneutral.

Nach dem Standard ISO/TR 9241-610 kann die Verglasung von Gebäuden im Minimum die Lichtmenge um 8% reduzieren. Maximalwerte für verschiedene moderne Gläser liegen zwischen 69% und 29%. Hierbei wird das Licht so gefiltert, dass CRI maximal 97 beträgt, d.h. die Verglasung reduziert die Güte der Farbwiedergabe etwas. Die Reduktion kann bis CRI = 77 erfolgen. Eine Lampe mit dieser Qualität der Farbwiedergabe darf in der EU nicht für Innenräume verkauft werden. Das bedeutet schlicht, dass das natürliche Tageslicht in Innenräumen nicht nur in der Größenordnung von etwa 1% ihrer natürlichen Intensität ankommt, sondern auch spektral erheblich verfälscht werden kann.

Hierbei ist noch nicht berücksichtigt, dass das Glas mittlerweile die gesamte UV-Strahlung wegfiltert. D.h., ein schönes Weiß, das erst mit Hilfe von optischen Aufhellern erzeugt wird, sieht man in Innenräumen nicht mehr. Es sieht aus, als wäre der Gilb drin.

Fazit und Aussichten

Das hier besprochene Phantom verdient eigentlich die Bezeichnung Zombie, zumal seine Fehler bereits in den 1970ern erkannt worden waren. Obwohl Korrekturen erfolgten (CIE 13.2 1974  und CIE 13.3 1995) blieb es bei der Größe Ra, die nunmehr in der neuesten Beleuchtungsnorm der CIE ISO/CIE 8995-1:2025 für die Beschreibung der Farbwiedergabe herangezogen wird. Da die Überarbeitung dieser Norm über 20 Jahre gedauert hat, die letzte Version war 2002, wird es keine baldige Änderung geben.

CIE hat 2017 mit CIE 224 CIE Technical Report Colour Fidelity Index for Scientific Use eine verbesserte Methode vorgelegt. Allerdings soll sie nur für „wissenschaftliche“ Anwendung gelten, was immer das sein mag. Zuvor hatte die US-amerikanische IES mit IES TM-30-15 Method for Evaluating Light Source Color Rendition, Illuminating Engineering Society eine Alternative vorgelegt. Danach folgten aber noch IES TM-30-18 Method for Evaluating Light Source Color Rendition, 2018 und IES TM-30-20 Method for Evaluating Light Source Color Rendition, 2019.

Diese plötzliche Eile hat viel mit der LED als Leuchtmittel zu tun. LEDs haben ein völlig anderes Spektrum als Glühlampen. Sie können bei den 8 Standardfarben super abschneiden, aber bei gesättigten Farben (besonders Rot, bekannt als R9) kläglich versagen. Auf der anderen Seite können LED sehr gute Spektren erreichen, ohne dafür an Effizienz einzubüßen.[1] Mit IES TM-30-15 kam der Gamechanger. Das war kein simpler Index, sondern ein komplexes System mit 99 Testfarben statt nur 8, einem neuen Fidelity Index Rf, der den Unterschied zwischen Licht und Referenzlicht angibt. Hinzu kam noch ein Rg wie Gamut, der beschreibt, wie intensiv oder gesättigt die Farben unter einer Lichtquelle erscheinen. Der Gamut ist die Gesamtheit aller Farben, die ein System (eine Lampe, ein Monitor oder ein Drucker) darstellen kann. Rg > 100: Die Farben wirken gesättigter und kräftiger. Ein Apfel sieht unter diesem Licht „roter“ aus, als er eigentlich ist. Das wirkt oft brillant und attraktiv. Rg <100: Die Farben wirken blasser oder „entsättigt“. Das Licht wirkt flach und lässt Oberflächen oft etwas grau oder leblos erscheinen.

Somit haben wir eine Methode, die nicht nur angibt, ob die Farbe “richtig” ist. Bei hoher Fidelity und einem Gamut von 100 werden die Farben “naturgetreu” wiedergegeben, was z.B. für Museen oder Kleidung wichtig ist. Bei Gamut über 100 wirken Farben frisch und lebendig. So etwas lässt die Obstauslagen im Supermarkt oder modische Artikel in Boutiquen anziehender erscheinen. LEDs mit einem Gamut-Wert unter 90 lassen die Farben müde und gräulich wirken. Die findet man häufig in Büros, bei denen sich die Lichttechnik nicht gerade viel Mühe macht.

Die letztere Methode (IES TM-30-20) soll die Zukunft bedeuten. Sie wurde 2020 aktualisiert, die besagte Beleuchtungsnorm ISO/CIE 8995-1 von 2025 hat sie noch nicht wahrgenommen.

Merkmal CRI (CIE 13.3) IES TM-30-20
Anzahl Testfarben 8 (Pastelltöne) 99 (reale Objekte, Natur, Haut)
Farbraum Veraltet (1964) Modern und präzise (CAM02-UCS)
Aussagekraft Nur Genauigkeit Genauigkeit + Sättigung + visuelle Grafik
LED-Optimierung Mangelhaft (R9-Problem) Exzellent für moderne LED-Spektren

[1] Bei Leuchtstofflampen war die Güte des Spektrums mit einem höheren Energieverbrauch für den gleichen Lichtstrom verbunden. So konnte eine Beleuchtung mit einem Vollspektrum bis 60% mehr Energie bei der gleichen Beleuchtungsstärke verbrauchen wie eine vergleichbare Dreibandenlampe.

[1] Ein Farbraum ist im Grunde ein mathematisches Koordinatensystem, das dazu dient, Farben messbar und vergleichbar zu machen. In diesem Raum wird jeder Farbe eine Adresse zugewiesen. Die meisten Farbräume basieren auf drei Achsen (Dimensionen), da das menschliche Auge drei Arten von Farbrezeptoren hat. Je nachdem, wie man diese Achsen definiert, entstehen unterschiedliche Modelle. Manche dieser Modelle sind technikorientiert. In der Wissenschaft ist der Farbraum wahrnehmungsorientiert und unabhängig von der Technik.

[2] So ganz intuitiv wurde die Skala dennoch nicht. Da musste man etwas nachhelfen. So gilt der Bereich CRI 90 – 100 als 1A. CRI zwischen 80 und 89 wurde 1B genannt, damit die Dreibandenlampe nicht zweitklassig erscheint. Danach kommt 2A (CRI 70 – 79).

[1] In 1965 war die Leuchtstofflampe nicht neu. Sie hatte sich aber weitgehend durchgesetzt, so dass die Glühlampe in Arbeitsbereichen weitgehend abgelöst wurde.

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Phantome, die unser Wissen beherrschen VII

Wichtige Dinge brauchen Weile,
damit die Seele hinterherkommt
Anonymus

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

Tageslichtquotient als Maß für das Tageslicht

Der Tageslichtquotient (D) beschreibt das Verhältnis zwischen der Beleuchtungsstärke im Innenraum und derjenigen im Freien unter einem komplett bedeckten Himmel. Entwickelt wurde das Konzept Ende des 19. Jahrhunderts von Alexander Pelham Trotter, um Innenraumbeleuchtung trotz ständig wechselnder Tageslichtbedingungen vergleichbar zu machen.

Obwohl der Ansatz seit 1895 nahezu unverändert existiert und in vielen Regelwerken weiterhin genutzt wird (z. B. DIN 5034, ASR A3.4, DGNB, LEED, BREEAM), ist er aus heutiger Sicht stark veraltet.

Zur Geschichte des Phantoms

Dass dieses Phantom schon tot sei, erzählte mein Doktorvater, als ich noch Student war. Das war so etwa 1969. Prof. Krochmann, einer der besten Tageslichttechniker, erzählte in seiner Vorlesung zu Tageslichttechnik, wir sollten den Begriff Tageslichtquotient nicht mehr benutzen, weil dieser unbrauchbar wäre. Seitdem sind fast sechs Jahrzehnte vergangen, ohne dass sich etwas Besseres eingebürgert hätte.

Dieses Phantom gehört zu den ältesten „Altlasten“ der Lichttechnik und wurde einst von einem Elektrotechniker, Alexander Pelham Trotter, „erfunden“. Alexander Pelham Trotter, ein britischer Elektroingenieur, hat Ende des 19. und Anfang des 20. Jahrhunderts Pionierarbeit auf dem Gebiet der Beleuchtungstechnik geleistet. Er gilt als einer der Gründerväter des Konzepts des Tageslichtquotienten (engl. Daylight Factor). Vor Trotters Arbeit war es extrem schwierig, die Innenraumbeleuchtung objektiv zu bewerten, da sich das Tageslicht ständig ändert. Trotter erkannte, dass man nicht die absolute Helligkeit (Beleuchtungsstärke) messen sollte, sondern das Verhältnis zwischen innen und außen. Zu dieser Ansicht war Trotter durch umfangreiche Messungen in verschiedenen Gebäuden gekommen.

Der Tageslichtquotient (D) beschreibt das Verhältnis der Beleuchtungsstärke an einem Punkt im Innenraum (Ep) zur Beleuchtungsstärke im Freien bei unverbauter Himmelskugel (Ea). Seit der besagten Vorlesung 1969 hat sich daran nur die Bezeichnung geändert, früher hieß „D“ anders, man schrieb es als „T“. Trotter bemerkte, dass die absolute Helligkeit in einem Raum (gemessen in Lux oder damals Foot-candles) wertlos war, um die Qualität der Architektur zu beurteilen, da sie sich minütlich mit dem Wetter änderte. In seinem Vortrag "The Physics of Artificial Lighting" (und ergänzenden Arbeiten) im Jahr 1895 legte er dar, dass das Verhältnis zwischen Innen- und Außenlicht eine Konstante der Architektur sei. Über ein Jahrzehnt später wurde seine Methode durch das britische National Physical Laboratory (NPL) offiziell für die Planung von Schulen und Fabriken übernommen. Somit wurde das Tageslicht planbar und messbar.

Ansonsten blieb es bei der Bedeutung: Da sich beide Werte bei wechselnder Bewölkung proportional ändern, bleibt der Quotient weitgehend konstant. Das macht den Tageslichtquotient zu einer verlässlichen Messgröße für die architektonische Qualität eines Raumes. Allerdings so lange der Raum so bleibt, wie er ist und nicht etwa durch einen Baum verschattet wird, der später gepflanzt wurde. Die Sache mit der unverbauten Himmelskugel ist wirklich auch so eine Sache. Was sie bedeutet, merkt man, wenn man D tatsächlich gerichtsfest messen muss.

Seit 1895 bis zur Norm DIN EN 17037:2019 hat sich der Begriff, also das Konzept, gehalten. Nur die Anforderungen haben sich geändert.

Was alles an dem Konzept Bauchweh verursacht

Das Problem des "Grauen Himmels"

Der Tageslichtquotient basiert per Definition auf dem CIE-Standardhimmel (vollständig bedeckt). Es gibt keine direkte Sonne, das Licht ist absolut gleichmäßig verteilt. Zu diesem Problem habe ich meine Kommentare in dem Beitrag „Warum ist unser Himmel so grau?” erläutert.

Die Realität zeigt ein anderes Bild: In Regionen mit viel Sonnenschein (z. B. Südeuropa oder an klaren Wintertagen) liefert der Quotient völlig falsche Werte, da er die enorme Leuchtdichte der direkten Sonne ignoriert.

Die Problematik hat eine Lichtplanerin, Paulina Villalobos, die aus Chile stammt, wunderbar bildhaft dargestellt. Dieses Land erstreckt sich zwischen dem 17. Breitengrad fast bis zur Antarktis über 4200 km. Es reicht also von den Tropen in die Polarregion. Sie hat den Höchstsand der Sonne in verschiedenen Städten der Welt wie unten abgebildet.

Was dies bedeutet, habe ich mit Hilfe dieses Bildes illustriert:

Das Bild zeigt deutlich, dass die architektonische Qualität eines Raums allenfalls sehr mäßig durch den Tageslichtquotienten beschrieben werden kann.

Ignoranz gegenüber der Dynamik

Ein Gebäude steht 365 Tage im Jahr in verschiedenen Lichtsituationen. Der D ist ein fester Prozentwert. Er sagt nichts darüber aus, wie viele Stunden am Tag es im Raum tatsächlich hell genug ist, um ohne Kunstlicht zu arbeiten. Der Tageslichtquotient gilt auch in der Nacht, obwohl man dann mit der Bestimmung noch mehr Probleme hätte. So gesehen, entspricht D eher der Vorstellung von Architekten, wenn sie von einem gut belichteten Raum sprechen. Zwar ändert sich die Beleuchtungsstärke wie die Lichtqualität über den ganzen Tag, aber man weiß, was ein „heller“ Raum ist.

Die Ignoranz kommt an anderer Stelle zur Geltung. So versuchen Lichttechniker, möglichst hohe Beleuchtungsstärken im Raum über einen möglichst langen Teil des Tages zu erreichen, indem sie das Licht aus dem Teil des Himmels in den Raum holen, der am längsten gleich hell bleibt. Das ist das blaue Himmelslicht. Dass es im Innenraum eher grau gesehen wird, wurde hier erklärt: Künstliche Beleuchtung bildet das Tageslicht nach

Wie man das Licht des Himmels in den Raum führt, zeigt ein Bild von Bartenbach

Dieses Bild verschleiert bewusst die reale Physik. Zum einen wird niemand in der angegebenen Position in Fensterrichtung sitzen. Wenn überhaupt, ist der wahrscheinlichste Punkt etwa 4 m im Rauminneren, wo früher der Azubi saß. Wenn jemand wirklich so sitzt, wie der Augpunkt eingezeichnet ist, sieht der Raum wie unten aus, wo ich die ganzen Spiegel eingetragen habe, die das Licht lenken. Im oberen Teil des Fensters sind die Prismen angebracht, die das Himmelslicht holen. Dicht über dem Kopf des Mannes ragt ein sog. Lichtschwert etwa 1 m in den Raum hinein. Dort darf man nicht stehen.

Das Bild ist ein prägnantes Beispiel dafür, wie man Unmögliches für Fortschritt verkauft. Mehrere Jahrzehnte vor Erscheinen dieses Bildes war diese Blickrichtung für Arbeitsräume ausgeschlossen worden. Sie macht erst recht keinen Sinn, wenn einer mit einem Bildschirm arbeitet. Wenn ein Arbeitgeber jemanden zwingt, in dieser Sitzposition zu arbeiten, verstößt er gegen den Arbeitsschutz. Der Kommentar des Protagonisten dieser Szene zu seinem gesamten Wirken in einer Zeitschrift wirkt da besonders lustig:

Abgesehen vom Arbeitsschutz: Was ist das für eine Raumästhetik, wenn die Decke voller Spiegel hängt? Und die gesamte Fensterfront mit einem Spiegel in  etwa Stehhöhe versehen ist, der in den Raum hineinragt?

Zu demselben Trick mit dem Nordlicht griffen früher Maler, die ihre Ateliers in Nordzimmern hatten. Dort ist die Dynamik des Tages am geringsten. Dummerweise hilft dies nur deswegen, weil man damit möglichst konstante Verhältnisse schaffen wollte. Wie sein Bild unter realen Verhältnissen ausschaut, muss sich der Maler selbst ausmalen.

Bei der Tageslichtbeleuchtung zählt die Dynamik zu den Qualitätsmerkmalen. Gleichbleibendes Licht mit stets gleichen Eigenschaften erzeugt man besser elektrisch, wenn es gebraucht wird.

Vernachlässigung der Orientierung

Für den klassischen Tageslichtquotienten ist es egal, ob ein Fenster nach Norden oder nach Süden zeigt. In der Berechnung nach Trotter liefern beide Himmelsrichtungen das gleiche Ergebnis (da man ja vom trüben Standardhimmel ausgeht). Jeder Bewohner weiß jedoch, dass ein Südzimmer eine völlig andere Lichtcharakteristik und Wärmelast hat als ein Nordzimmer.

Das Konzept ergibt für alle Jahreszeiten den gleichen Wert. Ob die Qualität eines Raums vom 21. Dezember die gleiche ist wie die vom 21. Juni? Man vergleiche die Daten, z.B. den Höchststand der Sonne am Mittag (14° gegen 61°) oder die Tageslänge.

Wo steht das Phantom noch hoch im Kurs?

Die Frage lässt sich nicht zuverlässig beantworten, ohne jedes Regelwerk im Detail abzuprüfen. Trotzdem kann man davon ausgehen, dass relevante Regelwerke wie DIN 5034-1: 2021-08 den Tageslichtquotienten nicht nur definieren, sondern auch mit Anforderungen verbinden.

Auf jeden Fall wird D in der ASR A3.4 von 2023 definiert und mit einer Anforderung (5.1 Ausreichendes Tageslicht) verbunden. Das Gebäudezertifizierungssystem DGNB nennt die neueste Norm zur Tageslichtbeleuchtung (DIN EN 17037) in Verbindung mit D ≥ 1,0 bis 2,0 für diverse Typen von Bauten. Nach der Bewertung nach LEED (USA) werden unter Daylight (Indoor Environmental Quality) Werte für D angeführt, um Punkte zu erhalten. Auch BREEAM führt unter Daylighting D als eine Alternative zu moderneren Methoden an.

Das Deutsche Architektenblatt hebt bei der Vorstellung der neuen Norm zu Tageslicht in Innenräumen ebenfalls auf den Tageslichtquotient ab. (hier) Allerdings geben die Architekten selbst nicht allzu viel auf den Tageslichtquotient. Denn bei den Regelwerken, die die Qualität der Architektur in Deutschland am stärksten bestimmen, den Landesbauordnungen, steht nichts davon. Stattdessen liest man z.B. in der Muster-LBO: “Aufenthaltsräume müssen ausreichend belüftet und mit Tageslicht belichtet werden können. Sie müssen Fenster mit einem Rohbaumaß der Fensteröffnungen von mindestens 1/8 der Netto-Raumfläche des Raumes einschließlich der Netto-Raumfläche verglaster Vorbauten und Loggien haben.“ Die LBO sprechen nicht einmal von Beleuchtung, sondern von Belichtung. Allerdings scheint die Betrachtungsweise der LBO nicht unbedingt logischer. Denn jedes Zimmer mit einer identischen Fenstergröße in Burj Khalifa (828 Meter hoch, 163 Etagen) in einer der 163 Etagen ist nach dieser Denke gleich mit Tageslicht belichtet. Dabei gilt das nicht einmal für drei Etagen eines freistehenden Einfamilienhauses in Deutschland.

Totgesagte leben lange. So wird dem Phantom Tageslichtquotient unter allen lichttechnischen Begriffen möglicherweise das längste Leben zuteil. Geboren 1895, immer noch wichtig in einer Arbeitsschutzvorschrift in 2023 – das muss man können.

Wer kann das Phantom beerben?

Es gibt eine Reihe methodischer Ansätze, die das starre System des Tageslichtquotienten ablösen können. So wird in DIN EN 17037 auch die geografische Lage eines Gebäudes einbezogen. Es wird geprüft, ob an einer bestimmten Anzahl von Stunden (z. B. 2.190 Stunden pro Jahr) eine Zielbeleuchtungsstärke erreicht wird. Dabei werden reale Klimadaten des Standorts (EPW-Dateien) verwendet, sodass ein Gebäude in Madrid anders bewertet wird als ein identisches Gebäude in Oslo.

Zunehmend werden klimabasierte Tageslichtmodellierungen (kurz CBDM für Climate-Based Daylight Modelling) benutzt. Im Gegensatz zu statischen Methoden nutzt CBDM sogenannte Meteorologische Datensätze (z. B. EPW-Dateien). Diese enthalten für einen spezifischen Standort (z. B. Berlin oder München) stündliche Informationen über die direkte Sonneneinstrahlung, diffuse Himmelsstrahlung und Sonnenstand.

So neu ist diese Denke nicht. Wir haben auf diese Art und Weise die Belichtung der Münchner Olympia-Sportstätten berechnen müssen. Das war allerdings seinerzeit in 1968-1969 ein wissenschaftlicher Akt. Heute kann man auf fertige Methoden und verlässliche Zahlen zurückgreifen.

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Kann die Bürobeleuchtung eine circadiane Wirkung entfalten

Wer strikt nach dem Buchstaben geht,
übersieht meistens den Sinn der Zeile.
Anonymus

Seit der Entdeckung der intrinsisch photosensitiven Ganglienzellen (ipRGC) wird die Umsetzung diesbezüglicher Erkenntnisse in die beleuchtungstechnische Praxis diskutiert. Wenig Beachtung findet hierbei die örtliche Verteilung dieser Zellen in der Netzhaut. Damit ist verbunden die günstige Richtung des Lichteinfalls.

Wenn man Chronobiologen glauben will, wird die nicht-visuelle Wirkung von Beleuchtung im Wesentlichen von der Vertikalbeleuchtungsstärke verursacht. Genauer gesagt, es ist das Licht, das direkt auf das Auge auftrifft. Diese Wirkungsweise wurde mehrfach so skizziert, wie das Bild zeigt. Wichtig ist hier, dass das Fenster für hohe melanopische Wirkungen relativ klein ist. Nur das Licht, das frontal von oben auf das Auge trifft, kann  eine solche Wirkung entfalten. (Anm.:Bei diesen Betrachtungen bleiben die Verbindungen zwischen den verschiedenen Sensortypen außen vor.)

Dagegen ist nichts einzuwenden. Man misst das okulare Licht eben so. Die Frage ist, ob sich die Beleuchtung auch an diese Richtung hält. Denn fast alle Büros werden von der Decke aus beleuchtet. Eigentlich können an der Decke angebrachte Leuchten kein Licht abstrahlen, das sich parallel zu der Decke bewegt. Die sog. Vertikalbeleuchtungsstärke ist nämlich nur ein Rechenkonstrukt. Wenn man nur das direkte Licht berücksichtigt, rechnet man diese über den Einfallswinkel der Lichtstrahlen.

Die Erklärungen benutzen meistens ein Bild wie unten. Aber Licht von der Decke kann zwar in die horizontale Ebene einfallen wie gezeichnet, aber sehr selten in die vertikale Ebene.

Man müsste die Lichtstrahlen eher so zeichnen wie in diesem Bild gezeigt. So ist die Vertikalbeleuchtungsstärke in jeder Höhe rechnerisch anders. Wenn man sie in realen Räumen misst, kann man nicht nur diese Abhängigkeit feststellen, sondern auch, dass die Vertikalbeleuchtungsstärke sehr viel ungleichmäßiger verteilt ist. Das liegt u.a. daran, dass die Beleuchtung fast immer auf eine Optimierung der Horizontalbeleuchtungsstärke hinausläuft.

Wenn man eingezeichneten Lichteinfallsrichtungen in das Bild des Auges setzt, erkennt man, dass die theoretische Vorstellung, dass die errechnete Vertikalbeleuchtungsstärke ein Maß für die melanopische Wirkung sei, nicht stimmen kann.

Der hierbei entstandene Fehler ist aber gering gegenüber einem größeren Fehler: Bei der Arbeit guckt niemand geradeaus mit horizontalem Blick. Wäre dem so, würden die Formeln zur Blendung nicht stimmen. Bei der Betrachtung der Blendung geht man seit Ewigkeiten von einem geneigten Blick aus, der in DIN 5035-1 einst wie hier abgebildet war:

 

Die seit 1998 genormte Blickrichtung ähnelt diesem Bild, geht aber von physiologischen Gegebenheiten aus. Sie beträgt beim Sitzen 35° gegenüber der Horizontalen.


Dieses Bild ist viel älter und wurde 1978 gezeichnet, um das Gesichtsfeld einer sitzend arbeitenden Person zu beschreiben. Die Quelle muss viel älter sein und wurde von Anthropometrikern erstellt.

Demnach ist es theoretisch unmöglich, viel Licht von der Decke eines Raumes ins Auge zu bekommen. Entspricht dies den Tatsachen? Die Antwort auf die Frage fand ich in einer Arbeit von Kai Broszio, Mathias Niedling, Martine Knoop und Stephan Völker, die bei Lux junior 2017 präsentiert wurde.

Hierbei wurde die ungleichmäßige Verteilung der lichtempfindlichen Zellen im Auge berücksichtigt und die Menge des Lichts gemessen, die bei üblichen Bürobeleuchtungen ins Auge treten würde. Diese sehen wie folgt aus:

Das Ergebnis der Arbeit fällt erwartungsgemäß aus: „Die Lichtszenen a - d mit Licht überwiegend von der Decke kommend zeigen im Allgemeinen geringe Werte. Der Winkelbereich ϑ=0° bis 45° hat lediglich einen Anteil von 10 % bis 26 % am integralen Beleuchtungsstärkewert.“

Erst recht ungewöhnliche Lichtszenarien mit beleuchteten Wänden etc. zeigten bessere Werte. Diese zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass die leuchtenden Flächen nicht mehr in der Decke konzentriert sind:

So empfehlen die Autoren: „Unter vergleichbaren Bedingungen, wie z. B. spektrale Zusammensetzung und vertikale Beleuchtungsstärke, haben typische Kunstlichtbeleuchtungslösungen für Büros geringere Beleuchtungsstärkeanteile im für nicht-visuelle Wirkungen wichtigen Bereich, als Lichtszenen mit untypischen Bürobeleuchtungssituationen, mit höheren vertikalen Beleuchtungsstärken aus dem zentralen Teil des Gesichtsfelds, wie z.B. Tageslicht-beleuchtete Räume oder Beleuchtungslösungen mit Wandflutern.“

Lassen wir die Wandfluter weg, weil man nie sicher sein kann, wie lange die Wand frei bleibt, wenn sie mal da gewesen ist. Zudem kann man bei einer Planung nicht einmal davon ausgehen, dass eine vorgesehene Wand überhaupt erstellt wird. Hinzu kommt, dass vor nicht langer Zeit eine Norm (DIN 5025-7) verlangte, dass die Flächen, die sich in den Bildschirmen spiegeln können, dunkel zu sein hatten. Zwar gibt es solche Bildschirme nicht mehr, aber so ganz immun gegen Fremdlicht sind die Geräte auch nicht geworden. Wände sehr hell beleuchten, um eine melanopische Wirkung zu erzielen, mag zwar theoretisch Sinn machen. Einen Auftraggeber dafür zu erwärmen, dürfte einem Planer schwerfallen.

Bleibt „Tageslicht-beleuchtete“ Räume. Diese haben i.d.R. vertikale Fenster und liefern hauptsächlich Vertikalbeleuchtungsstärke. Leider gibt es auch da ein Hindernis, die Blendung. Deswegen werden Büros fast immer mit Arbeitsplätzen besetzt, die einen Blick parallel zum Fenster gestatten.

Wie man es auch dreht und wendet, endet die Diskussion immer an einem physikalischen Hindernis: Man kann nicht erfolgreich Licht direkt ins Auge bringen, wenn die Lichtquellen gleichzeitig eine Blendung bedeuten. Theoretisch ist die Aufgabe also nicht lösbar. Man kann nicht melanopische und visuelle Wirkungen gleichzeitig optimieren.

Praktisch kann man hingegen dennoch erfolgreich werden, wenn man etwas anders denkt. So steht durch unsere Studien, die in Licht und Gesundheit dokumentiert wurden, fest, dass Menschen mit fensternahen Arbeitsplätzen viel weniger gesundheitliche Beschwerden haben. Das gilt auch für Wirkungen, die nichts mit dem Sehen zu tun haben, so auch für die Beschwerden über Lärm oder über zu warme oder zu kalte Arbeitsplätze. Zu erwarten war aufgrund der physikalischen Gegebenheiten, dass z.B. die Beschwerden über Lärm häufiger sein müssten (Straßenlärm, schallharte Fensterfront). Auch die Temperaturen und die Sonnenstrahlung in Fensternähe lassen erwarten, dass Menschen mit Arbeitsplätzen in Fensternähe häufiger mit Wärme, Strahlung oder Kälte konfrontiert werden.

Am meisten überraschte aber das Votum derer, die mit Bildschirmen arbeiteten. Man konnte die Reflexionen oder den schwachen Kontrast auf ihren Monitoren messen oder fotografieren. Dennoch konnten wir auch an diesen Arbeitsplätzen den gleichen Verlauf an Beschwerden in Abhängigkeit von der Entfernung des Arbeitsplatzes vom Fenster feststellen.

Das Ergebnis haben wir 1990 so interpretiert, dass als Erklärung der Erscheinungen nur die Stärkung der Immunkräfte durch die bessere Angleichung der Körperrhythmen an den Tagesverlauf in Frage kommt. Geholfen hatte die Untersuchung der Körperrhythmen durch Rikard Küller. „Küller (1987) hat gezeigt, daß die Hormonausschüttung des menschlichen Körpers von der Gesamtheit der Lichteinwirkungen abhängt und daß die Qualität der künstlichen Beleuchtung hierbei eine erhebliche Bedeutung besitzt. Aus seinen Untersuchungen leitet er die Schlußfolgerung ab, daß “das Tageslicht hochkomplexe endocrine und vegetative Prozesse steuert und beeinflußt, die im menschlichen Körper ablaufen.” Die von Küller festgestellten Einflüsse beziehen sich sowohl auf die Tagesrhythmik als auch auf die Jahresrhythmik der Körperfunktionen.“

Da diese Schlussfolgerung in dem neuen Jahrhundert immer wieder bestätigt wurde, ohne dass man etwas an der Anordnung der Arbeitsplätze geändert hätte, muss etwas an der oben dargestellten Denke falsch sein. Was tatsächlich falsch ist, kann ich nicht erschöpfend begründen. Aber einen wichtigen Effekt anführen. Dieser bezieht sich auf die Blickrichtung. Diese ist zwar seit mehreren Jahrzehnten unbestritten normiert, gibt aber die Arbeitshaltung an, die man bei der Arbeitserledigung einnimmt.

Niemand hat aber genau studiert, welchen Anteil des Tages diese Haltung eingenommen wird und wie häufig sie unterbrochen wird. M.E. reichen kurze Blicke ins Freie für eine Synchronisation des Körpers mit der Außenwelt. Man braucht keine Dauerbestrahlung. Wie kurz oder lang diese sein müssten, um auszureichen, ist die Frage. Tatsächlich sagt die letzte Verlautbarung der CIE zum Thema „Das richtige Licht zur rechten Zeit“:

„Die Empfehlung [der Chronobiologen] lautet, sich tagsüber kontinuierlich dem Licht auszusetzen, was jedoch schwierig umzusetzen sein kann. Es ist unklar, ob es eine Tageslichtdosis (ausgedrückt vielleicht in lx•h) gibt, mit der derselbe positive Effekt erzielt werden kann. Wenn ja, könnten neue Anwendungsempfehlungen eine intermittierende Exposition gegenüber einer höheren melanopischen EDI anstelle einer kontinuierlichen Exposition vorsehen. Dies würde den Gesamtenergieverbrauch zur Erreichung der minimalen melanopischen EDI von 250 lx reduzieren, insbesondere wenn Tageslicht die Hauptquelle für die Zeiträume mit sehr hoher Exposition wäre.“

Eine Tageslichtdosis anstelle einer Dauerbestrahlung ließe sich erstens leichter realisieren und zweitens die Arbeit erleichtern. Denn eine hohe Vertikalbeleuchtungsstärke bedeutet automatisch eine höhere Störung auf den Bildschirmen, auf denen sich heute die Arbeit abspielt. Warum sie bei der Arbeit ständig vorhanden sein muss, kann auf der Basis der Forschung nicht begründet werden.

Wenn die Tageslichtdosis zudem in kleinen Portionen verabreicht werden kann, kann man dies bei der Pausengestaltung berücksichtigen oder mit dem Arbeitsweg verbinden.

Die Frage in dem Titel dieses Beitrags sollte man vielleicht besser anders stellen: Mit welchen Mitteln kann man dafür sorgen, dass der Körperrhythmus von Arbeitenden mit dem des Tages verbunden bleibt?

 

 

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Phantome, die unser Wissen beherrschen IV

In der Theorie gibt es keinen Unterschied
zwischen Theorie und Praxis.
In der Praxis hingegen schon.
Anonymus

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

Kurzfassung

Der Beitrag kritisiert die hartnäckige, aber schlecht begründete Behauptung (u. a. nach Hartmann 1977), dass in einem Raum keine Lichtquellen unterschiedlicher Lichtfarbe oder Farbwiedergabe kombiniert werden dürften, weil dies angeblich „Zwielicht“ und Augenbeschwerden verursache. Er zeigt, wie der Zwielicht-Begriff auf Tageslicht-Ergänzung und gemischte Lichtfarben ausgeweitet wurde, obwohl die zugrunde liegende Theorie heute als widerlegt gilt. Trotzdem prägt sie weiterhin die Beleuchtungspraxis (z. B. „neutralweiß“, Verdrängung von Tischleuchten, Argumente für fensterlose Räume), bevor der Text mit dem Fazit schließt: „Es gibt kein Zwielicht in Innenräumen.”.

In einer Beleuchtung dürfen nicht unterschiedliche Lichtfarben sein

Zu dem Phantom und dessen Alter

Dieses Phantom könnte aus der Fotografie stammen. Wenn einer eine Szene fotografieren oder filmen will, muss auf eine einheitliche Beleuchtung achten, es sei denn, er will bestimmte Effekte erzielen. Etwa im gleichen Alter könnte die Erkenntnis sein, dass Licht mit unterschiedlichen Farben im Auge unterschiedlich gebrochen wird (chromatische Aberration). Diese Erkenntnis lässt sich physikalisch nachprüfen. Fraglich ist die Schlussfolgerung, die man daraus gezogen hat: Lichtquellen mit unterschiedlicher Lichtfarbe (Glühlampe, Leuchtstofflampe, Tageslicht) führen zu Augenbeschwerden, wenn nicht eine davon dominiert. Es herrscht Zwielicht.

Wie sich das Phantom in die Beleuchtung von Arbeitsstätten geschmuggelt hat, ist schwer nachzuvollziehen. Derjenige Wissenschaftler, der sich dafür am heftigsten stark gemacht hatte, Prof. Erwin Hartmann, verrät nicht, woher die Weisheit kommt und wieso er dies fordert, aber umso apodiktischer:

„Im übrigen ist es wohl selbstverständlich, daß in ein und demselben Raum keine Lichtquellen unterschiedlicher Lichtfarbe oder Farbwiedergabe verwendet werden dürfen.“ (Erwin Hartmann, im Buch Optimale Beleuchtung am Arbeitsplatz, 1977)

Hartmanns Ausführungen lassen sich wie folgt zusammenfassen:

Der Begriff Zwielicht, der früher nur für das Sehen in der Dämmerung angewendet wurde, hat heute zwei zusätzliche Bedeutungen:

  • Tageslicht-Ergänzung: Wir sprechen dann vom Zwielicht, wenn das Tageslicht im Innenraum zwar noch wirksam ist, aber künstliche Beleuchtung zugeschaltet wird, weil die Beleuchtungsstärke des Tageslichts allein nicht mehr ausreicht.
  • Gemischte Lichtfarben: Zwielicht beschreibt auch Situationen, in denen ein Arbeitsplatz Licht verschiedener Lichtfarben von zwei oder mehr örtlich getrennten Lichtquellen erhält.

Probleme und Lösungen:

  • In solchen Fällen können Störungen durch ungewohnte Licht-Schattenverteilung oder Unsicherheiten bei der Farbunterscheidung auftreten.
  • An jedem Arbeitsplatz sollte zu jeder Zeit eine möglichst homogene Beleuchtung herrschen.
  • Im Idealfall sollte durch das Zuschalten von Kunstlicht geeigneter Lichtfarbe ein nahtloser Übergang geschaffen werden.
  • Innerhalb eines Raumes dürfen keine Lichtquellen mit unterschiedlicher Lichtfarbe oder Farbwiedergabe verwendet werden.

Außer bei Hartmann habe ich die Theorie, dass Lichtquellen mit unterschiedlichen Lichtfarben das Auge irritieren würden, nur bei dem schwedischen Psychologen Olov Östberg gefunden. Vermutlich hat der Altmeister der Ergonomie, Prof. Etienne Grandjean, den „Goldstandard“ der Bürobeleuchtung mit „neutralweiß“ (= 4000 K) propagiert. Das Marketing musste nur mit dem Namen etwas nachhelfen, weil Farbtemperaturen von 3300 K bis 5300 K kaltweiß genannt wurden.

Was ist aus dem Phantom geworden?

Das Phantom ist ziemlich tot. Aber seine Folgen bestimmen immer noch unsere Beleuchtung. So z.B.

„Tageslichtlampen“ als bevorzugte Lichtfarbe: Da die meisten Büros in Deutschland Fenster haben, wurden von der Industrie diejenigen Lampen bevorzugt, die dem Tageslicht ähnlich aussehen sollten. Allerdings mochte kein Büromensch die Lichtfarbe „Tageslichtweiß“ (Farbtemperatur über 5000 K). So blieb man bei „neutralweiß“, einer Lichtfarbe, die die meisten Menschen mit kalt verbinden.

Wenn man tatsächlich vorgehabt hätte, die Angleichung der Lichtfarben des Innenraums dem Tageslicht anzupassen, hätte man vermutlich in jeder Himmelrichtung andere Lampen installieren müssen. Denn das Tageslicht hat keine Lichtfarbe und auch keine Farbtemperatur, sondern deren viele.

Verbannung von Tischleuchten aus dem Büro: Die sog. Tischlampen müssen relativ klein sein. Da es keine kleinen Leuchtstofflampen gab, mussten die Tischlampen weg, weil die Industrie die Leuchtstofflampen bevorzugte. Eine der größten deutschen Leuchtenhersteller, die sich jahrzehntelang den sog. Langfeldleuchten verschrieben hatte, behauptete sogar, solche Leuchten wären verboten. Andere, die sich für „richtige“ Vertreter der Lichttechnik hielten, entwickelten keine.

Fensterlose Räume: Viele Anhänger der fensterlosen Räume führten die Zwielicht-Theorie an, um Arbeitsräume ohne Tageslicht und natürliche Belüftung zu propagieren. Man musste solchen Leuten mit dem Gesetz zu Leibe rücken, daher die Vorschrift mit der Sichtverbindung in der Arbeitsstättenverordnung unter dem Paragraphen zur Beleuchtung.

Fensterlose Räume sind erstklassige Garanten für die Entstehung des Sick Building Syndrome, alias krankmachende Gebäude. Zu diesem Suchbegriff zeigt Google Scholar 270.000 wissenschaftliche Artikel an. Davon sind 1.420 in den ersten 90 Tagen des Jahres 2026 erschienen.

Den Totenschein für das Phantom hat der Vorstand der LiTG, Hajo Richter, ausgestellt: „Glauben Sie mir, es gibt kein Zwielicht in Innenräumen.“

Folgende früheren Blogbeiträge kommentieren das Thema

Was aus Zwielicht wurde

Zwielicht zu Twilight