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Wunder der Physik - Von Ingenieuren gebastelt  

Glauben Sie an Wunder - außer zu Weihnachten? Vielleicht? Würden Sie glauben, dass Ingenieure Wunder schaffen? Bestimmt nicht. Man kann aber allenthalben über Wunder stolpern, die Ingenieure schaffen, auch mal ohne es wirklich zu wollen. Dazu gehörte z.B. eine Raumdecke, in der eine Leuchte steckt, die eine Heligkeit in derselben erzeugt. So etwas ist möglich mit abgehänten Decken, aber nie ohne, zumal wenn auch noch der Fußboden dunkel ist. Sowas stand in einer beinah genialen Norm - DIN 5035-7 -, aber nicht nur das. So sollte eine Leuchte, die dazu getrimmt war, bei seitlichem Einblick gar keine Reflexionen auf Bildschirmen zu verursachen, breitstrahlend sein. Wie soll eine Leuchte seitwärts Licht abstrahlen, ohne dass die eine Leuchtdichte in dieser Richtung hat? Leute, die so etwas oder Ähnliches glaubten, sperrte man ansonsten ein, oder man stellte sie dem Papst vor, in der Hoffnung, Galileo Galilei endlich widerlegen zu können. In bestimmten Disziplinen dürfen sie aber auf Kongressen das große Wort führen. Etwa zwei Jahrzehnte, bis die Leute sich erinnern, dass Licht nur geradeaus fliegt. (Eine längere Geschichte hiervon gibt es hier.)

Ich hatte selbst ein ähnliches glorreiches Unterfangen gehabt, Arbeitsräume ohne Blitz zu fotografieren. Kein Problem in Werkhallen, aber nicht in Büros. Die Menschen, nicht ahnend, wie gefährlich die Sonne sein kann, sitzen fast immer so dicht am Fenster, wie sie können. Die meiste Zeit dominiert das Licht vom Fenster. Der dumme Fotograf steht in der Tür. Und merkt nicht, dass es eine Fachbezeichnung für seine Bilder gibt: Gegenlichtaufnahmen. Man kann zwar alles hinterher photoshoppen. Dann kann man aber gleich mit Blitz arbeiten. Mir ging es aber darum, das Erscheinnungsbild von Menschen im Büro einzufangen. Daneben.

Heute ist mir ein Bild über den Weg gelaufen, das eine Leuchte zeigen will. Die soll dem Raum eine tolle Atmosphäre verleihen. Soll doch! Die wirft aber keine Schatten. Kann man Licht erzeugen, ohne jeglichen Schatten?

Der abgebildete Raum kennt keine Schatten! Wie fliegt das Licht eigentlich? Und zu welchem Zweck? Die Vermutung, dass sie beleuchten soll, könnte stimmen. Heute verlangt man von einer Beleuchtung aber eine gesundheitliche Erleuchtung. So einfach Licht auf den Tische werfen, ist nix. Dazu las ich in einer kommenden Norm, dass man zu einer solchen Wirkung ein paar mehr dieser Leuchten über dem Tisch braucht. Vor allem, wenn man mit CAD Flugzeuge konstruiert. Und so ähnlich sieht die Rechnung aus: An Arbeitsplätzen mit Bildschirmen (CAD geht nicht ohne) durfte die Beleuchtungsstärke nie unter 500 lx fallen. Das war der Wartungswert. Bei 499 lx muss der Arbeitgeber die Reparaturkolonne losschicken, die die Leuchte wartet. Oder die Putzkolonne. Jetzt gibt es einen erhöhten Wartungswert, unter den die Beleuchtungsstärke nicht fallen darf, und die beträgt jetzt 1.000 lx. Allerdings beteuern die Protagonisten der Norm, das wäre wirklich nur ein Minilmalwert. Die Reparaturkolonne muss also noch früher ausrücken als früher.

Minimalwert hin, Wartungwert her. Um den oberen Minimalwert zu halten, müsste man etwa 5 dieser Leuchten über dem Tisch montieren. Um auch den Blendwert einzuhalten, der angegeben wird, muss man alle an derselben Stelle montieren. Dieses Wunder schlägt alle früheren Wunder der Lichttechnik um Längen. Sozusagen, es schlägt dem Fass den Boden aus. Man könnte die Leuchte hängen lassen und dafür die Leuchtdichte verfünffachen, was mit LED lässig gelingt. Dann sitzt keiner mehr hier. Oder konstruiert Flugzeuge, die man besser auf dem Boden lässt.

Was sagen aber die Bewohner dieses Raums, die gemäß HCL (Human Centric Lighting) im Mittelpunkt stehen? Das ist das Konzept, mit dem die zum gesunden Leben erleuchtet werden sollen. Was sagen sie dazu? Ich denke, sie sagen gar nichts und machen das Licht aus. Wenn man sie daran hindert, indem man die Lichtschalter abschafft - smart lighting -, nehmen sie einen Besenstiel und klopfen die Lampen kaputt.Smart user …

Home Office kann man nicht besser fördern. Hier eine Studie des Netzwerks Linkedin:

HCL - Eine Zwischenbilanz: Beinah so ätzend wie der Name

 

HCL - Ein Marketingprodukt, das seinen Weg in die Realität sucht. Irgendwie hatte ich so etwas für Licht bezweckt, als ich den Namen "Licht und Gesundheit" für einen Forschungsbericht von 1990 aussuchte. Licht, für das Leben des Menschen wichtiger als Luft und Wasser (gem. Arnold Rikli), ohne die man bekanntlich bereits nach Minuten tot ist, braucht es Marketing? Ich sagte ja, weil Menschen dachten - bzw. denken "Da musst Du nur den Schalter drücken, und schon ist Licht." Licht wurde weit unter Preis verkauft.

Ein Ausfluss dessen ist, dass kaum ein Bauprojekt mit einem echten Lichtplaner aufwarten kann. Ich ärgerte mich immer, wenn eine Tafel an einer Baustelle den Akustikplaner aufführte und unsereins nicht mal erwähnt wurde. Das liegt zwar an den Vertriebskanälen der Industrie, die Licht als Bauprodukt verkauft, aber es versäumt hat, Lichtplanung teuer zu verkaufen. (mehr hier) Ob sie es geschafft hätte, steht auf einem anderen Blatt. Den Büromöblern gelingt es auch nicht, die Planung teurer zu verkaufen als die Möbel. Für beide, Büroplanung wie Lichtplanung, gibt es zwar spezialisierte Berater, die nicht einmal schlecht leben. Zum Standard gehört aber eine detaillierte Planung in beiden Fällen nicht. Symptomatisch ist wohl die Antwort meines Bruders auf die Frage, was sein Bruder an der Uni machte. Er sagte, mein Bruder macht die Lichter an und aus.

In Licht 4/2019 fand ich einen Artikel von Markus Canazei und Kollegen, in dem eine Bilanz über das bisherige gezogen wird. Fazit: Forschung und Technologieentwicklung bedarf einer Neuorientierung. Will sagen: … Ich trau mich nicht zu sagen was. Denn die Autoren gehen weiter als die KAN, die mehr Forschung, und sogar Grundleganforschung, verlangt (hier).

Den Artikel will ich nicht komplett kommentieren, denn dazu müsste ich mehr kopieren als zulässig. Aber etwas kopieren darf ich bestimmt, die Liste ihrer "peer-reviewed" Artikel in wissenschaftlichen Zeitschriften. Solche Artikel haben die üblichen Mühlen der Begutachtung durchlaufen, die für die Qualitätssicherung der Wissenschaft unerlässlich sind. Das will zwar nicht sagen, die Artikel verkündeten die Wahrheit. Mehr kann sie aber nicht. Und auch so ist die Wissenschaft der Technik unterlegen, die forsch bestimmte Dinge behauptet, während sich der Forscher um Anerkennung von Gutachtern müht. Dafür macht es der Technik nichts aus, dass auch ihre größten Gebilde (siehe AEG, DEC, Nixdorf) morgen Schrott wert sein können. Selbst der Weltmarkführer von Computern in fast allen 200 Ländern, dessen Gewinn höher lag als der Umsatz des Zweiten, war Mitte der 1990er nur 48 Stunden von der Pleite entfernt.

Warum ich diese Artikel herausstelle? Zum Nachahmen. Denn die Autoren beanstanden, dass es einen "Veröffentlichungsbias" gäbe. Das ist fein gesagt, was ich jüngst kommentiert hatte (Licht und Science Faction). Man "forscht", um positive Ergebnisse zu finden. Alle anderen bleiben unerwähnt. In der Wissenschaft haben aber Pleiten genau denselben Stellenwert wie Triumphe. Vielleicht einen höheren, denn von einem Triumph kann man blind werden, während Fehler eine unschätzbare Erkenntnisquelle sein können. Beim Thema HCL wissen die Beteiligten, wie schwer es ist, eine Wirkung von Licht schlüssig zu belegen. Eigentlich zum Verzweifeln: Man hat in den letzten 100 Jahren nicht einmal das belegen können, was offensichtlich scheint, höhere Beleuchtungsstärke gibt bessere Sehleistung. Das einzige, was sicher ist: Mit Licht sieht man mehr als ohne. Beim Bemühen, die Wirkung der Beleuchtung auf die Leistung nachzuweisen, entstand die größte Katastrophe der Wissenschaft, der Hawthorne Effekt (mehr hier  Warum kann man nicht nachweisen, dass besseres Licht gleich bessere Leistung bedeutet?). Ursache war nicht die Unwirksamkeit von Licht, sondern die Unzulänglichkeit wissenschaftlicher Methoden.

Wenn es nicht traurig wäre, könnte man sich kaputt lachen über eine Überschrift in dem Artikel: "Das vergessene Element: Der Endnutzer und seine aktuellen Bedürfnisse". Was ist da so lustig? Der Name des Projekts. HCL heißt nämlich Human Centric Lighting. Wenn die Analyse des Ist-Zustandes ergibt, die Be-Nutzer des Lichts seien vergessen worden, ist die Sache allzu lustig nicht. Und weniger lustig, was die Autoren weiterhin auch noch festgestellt haben: "Wissenschaftliche Wirksamkeitsnachweise sind unzureichend für eine Verallgemeinerung und damit derzeit nicht übersetzbar in Planungsvorgaben für wirkungsvolle HCL-Lichtkonzepte. Technologische Umsetzungen beschränen sich auf Kunstlichtinterventionen mit starren Farbtemperatur- und Intensitätswechseln und vergessen den Einsatz von Tageslicht." Als Marketingsidee geboren, zur Marketingsmasche verkommen.

Das Fazit der Autoren fürs Erste lautet:

  • benutze während des Tages möglichst viel Tageslicht für die Innenraumbeleuchtung
  • ergänze bei zu geringem Tageslicht während des Tages mit kaltweißem Kunstlicht und hohen Vertikalanteilen und
  • reduziere für die Beleuchtung am Abend und in der Nacht die Vertikalbeleuchtungsstärken (d.h. beleuchte konzentriert die Sehaufgabe …) und die kurzwelligen Strahlungsanteile.

So ähnlich machte es ein Freund, der Assistent am Nachbarinstitut war. Er hatte eine gemütliche Tischlampe und machte sich nachts an seinem Arbeitsplatz gemütlich. Er hasste unsere Allgemeinbeleuchtung, auf die unser Professor schwor. Das ist 50 Jahre her. Mein Doktorvater und ein Kollege bastelten damals an einem Konzept, das Tageslichtergänzungsbeleuchtung hieß. Während der Freund nach Punkt 3 der Liste arbeitete, haben die beiden anderen Punkt 1 und 2 herausgearbeitet.

Preisfrage: Was wäre wenn Licht eine begutachtete Zeitschrift wäre, und alle drei ihre Vorstellungen dort als Artikel eingereicht hätten? Kann ich leicht ausmalen: ein Artikel von mir zum Thema Arbeitsplatzleuchte wurde damals abgelehnt. Grund: Ich hätte nur Produkte einer Firma bewerrtet. Was tun, wenn andere Firmen keine anbieten? Das Projekt, an dem der Professor und der Kollege arbeiteten, wurde auf Geheiß der Industrie eingestellt. Und die LiTG (Licht ist Organ der LiTG) veranstaltete eine Sondertagung Auge-Licht-Arbeit (1971), bei der es um fensterlose Arbeitsräume ging. Die waren von Arbeitsmedizinern zuvor als gesund abgesegnet worden (Kongress der Deutschen Gesellschaft für Arbeitsmedizin im Jahre 1965 zum Thema “Der fensterlose Arbeitsraum”). Und der spätere Vorsitzende des Fachnormenausschusses Lichttechnik behauptete, die Beleuchtung durch seitliche Fenster könnten höheren Anforderungen an die Lichtqualität nicht genügen.

Die Wahrheit findet den Weg ans Licht, auch wenn man sie in fensterlose Räume steckt.

Eine Planungsnorm, nach der man nicht planen kann

 

Lang, lang ist es her. In 2011 hatte ich die neu ankommende ASR A3.4 Beleuchtung, die im Auftrag des Staates erstellt worden war, kommentiert und darauf hingewiesen, dass die zuständige Beleuchtungsnorm EN 12464-1 von damals leider leider nicht anwendbar war. Die Normer mussten daher in ihr Dokument den folgenden Passus aufnehmen:

Wird die Planung und/oder der Betrieb von Beleuchtungsanlagen ausschließlich nach dieser Norm vorgenommen, kann das dazu führen, dass die staatlichen Mindestanforderungen oder die Anforderungen der Unfallversicherungsträger an die Beleuchtung nicht eingehalten sind. Konkretisierende, zusätzliche oder abweichende Anforderungen zu dieser Norm betreffen insbesondere:

  • die Zusammenfassung der Bereiche der Sehaufgaben zu einem Arbeitsbereich;
  • die Ausdehnung des unmittelbaren Umgebungsbereichs auf den restlichen Raum;
  • die Höhe der horizontalen Beleuchtungsstärke für einige Arbeitsplätze;
  • die Mindestwerte der vertikalen und zylindrischen Beleuchtungsstärken;
  • die Gleichmäßigkeit der Beleuchtungsstärken.“

Jetzt haben wir 2019! Und CEN schickt sich an die Norm erheblich zu revidieren. Und was wird dort stehen?  "Werden die Planung und/oder der Betrieb …" Ansonsten, nichts Neues im Westen. Oder doch? Mittlerweile sagt der Ausschuss, der hinter ASR A3.4. steht offiziell das aus: "Hingegen besteht bei Nachtarbeit nach gegenwärtigem Wissensstand bereits im Rahmen bestehender Beleuchtungskonzepte die Möglichkeit des Eintretens unerwünschter biologischer Wirkungen, wobei langfristige negative Folgen für die Gesundheit nicht ausgeschlossen werden können. Kritisch sind hohe Beleuchtungsstärken am Auge …" (hier) Und die neue Norm will die Empfehlungen für Beleuchtungsstärken erhöhen. So z.B. bei CAD von 500 lx auf 1000 lx.

Dass man bei Schreiben, Tippen und Datenverarbeitung - echt innovative Arbeitsplätze - 1000 statt 500 lx empfiehlt, wird man schon überleben. Da gibt es Licht-Aus-Schalter. Was aber an CAD-Arbeitsplätzen eine Verdoppelung der Beleuchtungsstärke bringen würde? Das Licht bleibt gleich aus. Solche Arbeitsplätze waren bislang bekannt dafür, dass die Leute sich lieber ein Zelt über den Bildschirm bauten, wenn sie das Licht nicht haben ausschalten dürfen bzw. können (hier zwei Beispiele, BER1 BER2)

Wie würde wohl die Gefährdungsanalyse eines Lichtplaners aussehen, wenn er solche Empfehlungen umsetzen will? Ich kann mir eher die Diagnose des Psychiaters einer Unternehmers vorstellen, der solche Dinge bezahlt. Ob da ein Leinenzwang hilft (hier)? Oder müssen wir ein neues Gremium erfinden, das die Arbeit vor Licht schützt?

LiFi - Eine Techhnologie mit Zukunft

 

Der nachfolgende Beitrag ist nicht von mir, sondern von Leuten, die meine Beiträge zu LiFi gelesen haben. Ich kommentiere nur Dinge, die ich selber gründlich untersucht habe. Warum dann so viel zu LiFi? Zum einen ist es sehr intelligent, Licht für andere Zwecke als für Beleuchtung zu benutzen. Einst begeisterte mich eine Krebsbehandlungsmethode, bei der man eine LED in ein Karzinom einpflanzt und so diese Stelle empfindlicher macht für eine chemische Subtanz. Oder Behandlung von Knochenbrüchen auch mit LED.

Das intelligente ist das eine. Was mich noch begeistert, ist die Möglichkeit, dass LAN in der Bude eingeschlossen bleibt, in der es betrieben wird. W-LAN arbeitet mit Hochfrequenztechnik, die mehr oder weniger schlecht Materie durchdringt. Kennt jeder, der so ein Gerät ins Haus stellt. In Raum A Super-Empfang, nächster Raum nichts. Raum darüber, es tröpfeln die Daten. Geräte, die Daten mit Hilfe von Hochfrequenz durch die Gegend jagen, kennen nicht einmal Landesgrenzen. LiFi schon. Zudem weiß man, dass Infrarot, in Mengen genossen, einen Wohlfühleffekt erzeugt, hingegen stehen die elektromagnetischen Wellen der WiFi im Verdacht, Böses zu bewirken. Auch wenn sich der Verdacht eines guten Tages in Nichts auflösen sollte, die Angst kann man den Leuten nicht nehmen.

Aber auch sonst scheint technisch gesehen manches anders machbar. So z.B. stören Funkwellen möglicherweise andere Funkwellen - Interferenz genannt - oder lassen sich von anderen stören - auch Interferenz, also Einmischung in die Funktion. Die Router der WiFis produzieren zwar auch Infrarot, allerdings ohne Inhalt. Sie werden einfach warm bei der Arbeit. Anders als früher darf man sie nicht mehr abschalten, seit das Telefon über die läuft. Kein Bauer tut alle Eier in denselben Korb, die Telekom schon. Internet und Telefon aus demselben Kasten? Hört sich intelligent an. Bis es ein Problem mit dem Router gibt.

Es gibt bestimmt noch mehr Gründe dafür, sich mit einer neuen Technologie zu befassen. Dazu soll der folgende Beitrag helfen. Wie gesagt - der Anbieter ist verantwortlich für den Inhalt. Kommentare sind sehr willkommen.

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Mein AMpelmann

Was hat HOAI mit Sehen zu tun?

 

Ist schon richtig geschrieben, HOAI und nicht AHOI. Gemeint ist die Verordnung über die Honorare für Architekten- und Ingenieurleistungen  bzw. Honorarordnung für Architekten und Ingenieure. Was hat die mit dem Sehen zu tun? Die regelt doch die Entgelte für Architekten- und Ingenieurleistungen, also was der Architekt wie in Rechnung stellt oder stellen darf. Wenn man die Verordnung durchliest, findet man Lichtplanung nicht, Beleuchtung kommt zwar vor, aber nicht an prominenter Stelle. Man muss suchen. (Wer nicht suchen will, kann die betreffende Serie in Licht lesen, allerdings behandelt die die Neufassung von HOAI, gültig seit dem 17.07.2013, dafür aber sehr gründlich).

Früher half §10 Absatz 5 Nummer 6 HOAI. Danach dürfen die Kosten der Beleuchtung in die anrechenbaren Kosten einbezogen werden, wenn der Architekt die Beleuchtung plant oder bei ihrer Beschaffung mitwirkt oder ihre Ausführung oder den Einbau überwacht. Was ist, wenn er nicht mitwirkt? Sehr seltsam. Denn der Architekt ist der Generalist, der ein Gebäude erstellt. Freunde der Lichttechnik behaupten immer wieder, ohne Licht keine Architektur. Wer's nicht glaubt, kann sich selbst ein Bild machen. Bzw. er kann es nicht, weil … kein Bild ohne Licht. Also: der Verantwortliche für das Gesamtwerk Gebäude bekommt nicht immer Geld für eine Leistung, die Feind und Freund gleichermaßen wichtig scheint.

Vor 30 Jahren wollte ich in eine Entwicklung eines Beleuchtungssystems die wichtigsten Macher eines Bürohauses einbinden, nach meiner Erfahrung Organisatoren, die Gebäude (mit)planen und Architekten, die es planen und ausführen. Es sollten jeweils 15 Fachleute beteiligt werden und nach der Delphi Methode in drei Wellen befragt werden. Am Ende sollte ein Workshop mit Leuchtendesignern das Werk vollenden. Dem Auftraggeber war die Sache einen sechsstelligen Betrag Wert. Um genügend Teilnehmer zu bekommen, habe ich jeweils 30 angeschrieben. Bei Organisatoren: Punktlandung! 18 von 30 wollten mitmachen. Bei Architekten: Bruchlandung. Niemand wollte mitmachen. Also schrieb ich 300 Architekten an, die ein Bürohaus gebaut hatten. Bingo: ein Teilnehmer hat sich gemeldet.

Der machte aber nur die erste Welle mit und schied aus. Um die Pleite zu verstehen, fragte ich einen Architekten, der an Licht mehr interessiert war als Lichttechniker selbst. Seine Erklärung: Wir bekommen kein Geld für die Beleuchtung, und wenn wir sie doch (mit)planen, haben wir hinterher nur Ärger. Warum? Das hat einer der bekanntesten Architekten von Deutschland so erklärt: " Als wir begannen, Architektur zu entwerfen und größere Bauten zu realisieren, war uns nicht bewusst, dass die Gestaltung mit künstlichem Licht vornehmlich eine konzeptionelle Frage und keine technische ist. … Ansonsten vertrauten wir den Ingenieuren – zumeist Elektrotechnikern – mit ihren Berechnungen. Diese beschränkten sich – und tun dies  auch heute noch – darauf, geforderte Luxzahlen rechnerisch nachzuweisen und dementsprechend Lichtquellen zu verteilen.“ (Meinhard von Gerkan in „Die Gestaltkraft des Lichts in der Architektur“).

HOAI hat offensichtlich verdammt viel mit Sehen zu tun. Wenn man Leuten, die sehr gut über die „Gestaltkraft des Lichts in der Architektur“ Bescheid wissen, nichts oder wenig zahlt, ist auf „Ingenieure“ angewiesen. Dummerweise zahlt man denen auch nicht gerade viel, am besten gar nichts. Ergo: die „Ingenieure“ holen sich das Geld vom Leuchtenhersteller. Fertig ist die Lichtplanung vom Nicht-Lichtplaner.

Der hungrige Bär tanzt nicht.
Orientalische Weisheit

Anm.: Wer wissen will, welche Leistung nicht bezahlt wird, möge die Beiträge in diesem Blog zur Lichtqualität lesen (hier, da und dort, vielleicht auch mal woanders)