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Alternative Fakten in der Lichttechnik

Hinter Formeln stecken immer kluge Köpfe. Der hinter dieser Formel hat sogar Donald Trump um die Längen geschlagen. So alternativ sind seine Fakten.

Der Reihe nach: Erhitzt man einen Gegenstand, fängt dieser an, zu glühen. Natürlich nur, wenn der aus Metall ist. Hölzerne Dinge brennen. Je heißer ein Ding glüht, desto heller scheint es. Ursächlich für seine Helligkeit ist die Leuchtdichte. das ist eine physikalische Realität. Da die Technik riesige Probleme mit der Messung der Leuchtdichte hat - jedes Objekt scheint aus jeder Richtung anders hell - misst die die Lichtstärke. Wenn tatsächlich jemand nach der Leuchtdichte fragt, muss er rückwärts aus der Lichtstärke und der Größe der leuchtenden Fläche die Leuchtdichte berechnen.

Ist das irgendwie von Relevanz für einen, der Lampen kauft? Nicht nur für den. Die Sache steht für einen der größten Irrtümer der Geschichte der Beleuchtungstechnik und der Zahl 200. Und das ging so: Jemand wollte aus der Aufregung um die Einführung von Computern in den 1970ern Kapital schlagen (hier ausführlicher dargestellt) und erfand eine Leuchte, die garantiert nicht auf dem Bildschirm reflektiert wird. Da dies nicht ganz geht, denn die Leuchte muss doch irgendwie Licht ausstrahlen, sagte man, ihre Leuchtdichte, von der Seite aus gesehen, darf 200 cd/m2 nicht übersteigen. Und wie misst man das? Über die Lichtstärke.

Da übliche Leuchten ein Vielfaches davon einem auf den Bildschirm warfen, wurden Fabriken aufgebaut, um die neue Leuchte möglichst schnell zu produzieren. Denn sie brachte viel Geld. Noch mehr Geld brachte sie, als man sie normte. Nicht als Leuchte, sondern als Beleuchtung. Damit war sie Stand der Technik und wurde für viel Geld in deutsche Verwaltungen gebracht. Etwa 20 Jahre nach der Einführung haben wir nachgewiesen, dass sie dem Arbeitsschutz widersprach (Veröffentlichtung hier). Und sie blendete, obwohl ihre physikalischen Daten sagten, sie könne gar nicht blenden - wg. der 200 cd/m2. Und beleuchten tat sie eher den Tisch und den Teppich darunter.

Heute gibt es LED-Leuchten, die auch bei 2000 cd/m2 nicht blenden.Wie geht sowas? Da sind wir wieder bei den alternativen Fakten. Die 200 cd/m2 sind eine fiktive Größe, die jemand als real hält, der die obige Formel gelernt hat. Der Mensch sieht unter so einer Leuchte viele Lichtfetzen mit bis zu 40.000 cd/m2 . Halt nicht durchgehend.

Jetzt muss die Lichttechnik aus der selbst gestellten Falle. Die nächste wartet auf dem Fuße - ein Missverständnis der ersten Güte. Warum blendet der Himmel mit 8000 cd/m2 nicht, aber ein Vorhang mit 2000 cd/m2? Die erzähle ich ein andermal.

Alternative Größen in der Lichttechnik

Die Lichttechnik ist etwas, was zwischen sehr speziellem Fachgebiet und Allgemeinwissen liegt. Was sie genau ist, habe ich bislang nicht begriffen, obwohl meine Doktorarbeit auf dem Gebiet fast 50 Jahre alt wird. Das mag an meiner Dummheit liegen oder aber an der Sache selbst. Denn zum Begreifen von Etwas muss Etwas existieren. Beispielsweise können Menschen Computer nicht begreifen, weil der so nicht existiert. Früher gab es ihn wirklich als große Kiste im Schaufenster, damit die Betreiber zeigen konnten, dass sie modern arbeiten. Heute kann jeder Autoschlüssel den Computer von anno tobak um Längen schlagen. Ähnlich geht es mit der Lichttechnik.

Der oberste "Feldherr" aller Lichttechniker, die CIE, nimmt für sich in Anspruch, alles was Licht, Sehen, Anzeigen u.ä. angeht, exklusiv betrachten zu dürfen: "an international forum for the discussion of all matters relating to the science, technology and art in the fields of light and lighting …" Das schließt so alles ein, was Licht, Strahlung Sehen usw. angeht: "note that in these objectives light and lighting embraces such fundamental subjects as vision, photometry and colorimetry, involving natural and man-made radiations over the UV, the visible and IR regions of the spectrum, and application subjects covering all usage of light, indoors and out, including environmental and aesthetic effects …" Während mir beim Aufzählen die Puste ausging, erzählt die CIE weiter "From 1999 onwards also the optical, visual and metrological aspects of the communication, processing and reproduction of images, using all types of analogous and digital imaging devices, storage media and imaging media are covered by CIE."

Geht es eine Nummer kleiner? Müsste eigentlich. Z.B. auf dem Gebiet der nichtvisuellen Wirkungen des Lichts. Die heißen abgekürzt NIF (non-image-forming) und wurden von der CIE etwas zu spät entdeckt. Zuerst waren die Mediziner dran. Eigentlich hat es die CIE gewusst, aber nicht gemerkt. Denn ein gewisser Rikard Küller (hier) hatte schon in den 1980er Jahren jede Menge Literatur dazu gesammelt und geschrieben. Dass viel von der Weisheit vor mindestens 50 Jahren veröffentlicht worden war, habe ich gestern kommentiert (hier). Nun hat die CIE schnell die Definition von Beleuchtung geändert. Allerdings niemanden darüber informiert. Warum denn informieren, wenn man alles selber macht? Sie produziert mit ISO zusammen auch einen internationalen Standard dazu. Warum nicht?

Darum: Im Heft Licht 2/2020 diskutieren Lichttechniker aus der TU Berlin das:

Was sagt uns dass? Dass ausnahmslos alle vorhandenen Studien potenziell mit einem mehr oder weniger großen Fehler behaftet sind, weil man die Lichtbedingungen nicht korrekt hat messen können. Nun sind theoretisch alle Messungen mit einem Fehler behaftet, es kommt daher darauf an, wie groß der Fehler ist. Hier die Meinung der Autoren: " …Dennoch werden die Lichtverhältnisse oft nur mit der vertikalen Beleuchtungsstärke am Auge und … beschrieben. Beide Werte sind integrale Größen und somit nicht geeignet, …"

Wenn es nur das wäre! Ich hatte vor einiger Zeit dargestellt, dass es die Vertikalbeleuchtungsstärke in künstlich beleuchteten Umgebungen gar nicht gibt: Vertikalbeleuchtungsstärke - Ein modernes Märchen zu gesundem Licht (hier). Das Licht kommt fast immer von oben. Jede Beleuchtungsstärke wird nach einer räumlichen Verteilung gemessen, die für das Aufwärmen von Milch in einem Topf angemessen wäre. Bei jedem Objekt, das nicht flach ist, gilt die Beleuchtungsstärke bedingt oder gar nicht. Bei den nichtvisuellen Wirkungen weiß man nicht, wie sich die räumliche Verteilung von Lichtquellen sie beeinflusst. Darum forschen die Kollegen aus Berlin (hier die Version veröffentlicht in LEUKOS The Journal of the Illuminating Engineering Society, Vol. 15, 2019, die Version in Licht hier bestellbar).

Licht muss in mehrerer Hinsicht anders gemessen werden, um die nichtvisuellen Wirkungen studieren zu können. Ein Vorschlag als Beispiel ist die Lichteinfallsstärke zu messen. Bei der steht der Mensch im Mittelpunkt und nicht die Lichtquelle. Mal andersherum denken. Doch damit ist nicht Schluss. Ein gewisser Mark S. Rea, seines Zeichens der Editor des größten lichttechnischen Handbuchs der Welt, hatte vor mehr als 15 Jahren gezeigt, dass die Lichttechnik neu erfunden werden muss, um mit NIF umzugehen. Das beginnt bei der V(λ)-Kurve von 1924. Die Arbeit der Berliner Forscher, veröffentlicht 2020, zeigt, dass noch nicht viel geschehen ist.

 

Arbeiten wie unter freiem Himmel

Wenn Sie Natürlicht suchen, werden sie hier nicht fündig: NatürLicht ist ein Teelicht. Und hat wenig mit Tageslicht gemein. Im ersten Weltkrieg wurde das sogenannte Hindenburglicht aus Pappe, fettigen Schlachtabfällen und einem Docht von Berlin aus in die Schützengräben geschickt. Im zweiten Weltkrieg wurde es mit Blech ummantelt und diente vielen Soldaten sogar als Weihnachtsbaumersatz. Erst nach 1945 wanderte das Licht ins Stövchen und heißt seitdem: Teelicht.

Natürlicht ist ein Projekt von HAWK, Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst in Hildesheim. Die Pressesprecherin sagt dazu "„Natürlicht“: Eine Designforschung zum natürlichen, dynamischen Tageslicht" (hier). In dem Projekt „Natürlicht“ erforschen sieben Studierende aus dem Kompetenzfeld Lighting Design die Möglichkeiten zur Umsetzung eines neuen Ansatzes für die Bürobeleuchtung mit Tageslicht.

Wie bei allen Fällen, wo ein kurzer Kommentar in die Irre führen kann, hier Adressen ohne Kommentar (bitte hier  und da und dort lesen.) "Wie es anders geht und wie der Arbeitsalltag im Jahr 2030 aussehen kann, erforschen aktuell sieben Studierende aus dem Kompetenzfeld Lighting Design der Fakultät Gestaltung der HAWK in Hildesheim. Ein Büro unter freiem Himmel? Eine Utopie? Nein. Die sieben Lighting Design Studierenden erforschen im Projekt „Natürlicht“ die Möglichkeiten zur Umsetzung eines neuen Ansatzes für die Bürobeleuchtung mit Tageslicht.

Beleuchtung oder Bestrahlung - Ein Unterschied?

Als ich gestern den Beitrag verfasste, der hinterfragt, wann es gesunde Beleuchtung gibt, wollte ich ihn mit der Bemerkung enden lassen, dass die Autoren eines Artikels nicht von Beleuchtung sprechen, sondern von Bestrahlung. Wortklauberei?

Von wegen. In dem Unterschied liegt der Schlüssel. Den meisten Menschen fällt kaum auf, dass das Licht vor oder hinter einem Fenster sehr unterschiedlich ist. Fast alle - auch Experten - nennen das, was man sieht, Tageslicht. Was das für ein Irrtum ist, lernt man, wenn man in einem Sanatorium in einem Tageslichtraum weilt. Der ist einfach ein Loch an der Fassade. Nicht zum Golfen, sondern zum Bestrahlen. Und der Unterschied?

Tageslicht ist nicht was Gott so geschaffen hat und uns vom Himmel schickt. Es ist laut CIE, das ist die oberste Organisation aller Lichttechniker, "Teil der Sonnenstrahlung, der eine Sehempfindung hervorruft" Wer es nicht glaubt, wird hier fündig. Leider in Englisch. Und Sehempfindungen können nur Strahlen hervorrufen, die das Auge wahrnimmt. Also Infrarot und Ultraviolett gehören nicht dazu. Es gibt garantiert nicht einen einzigen Menschen, der dieses Tageslicht jemals erlebt hat. Außer: er sitzt hinter Glas. Moderne Gläser lassen nur dieses Tageslicht durch. Es ist aber kein Tageslicht. Nur Teil davon.

Was aber seit der Erfindung des Solariums - nicht der mit UV-Lampen bestückten Särge - in der Antike sich heilend auf den Menschen einwirkt, hört auf den Namen UV oder IR oder beides. Was allerdings neu gelernt wurde, ist dass auch das zum Sehen benutzte Licht - alias Beleuchtung . der Gesundheit beiträgt. Deswegen hat man unbemerkt von der Öffentlichkeit auch die Definition der Beleuchtung schnell geändert.

Also: Will man beleuchten, um Dinge sichtbar zu machen, spricht man von Beleuchtung. Wenn es um die gesamte Wirkung auf die Gesundheit handeln soll, ist Bestrahlung das richtige Wort. Amerikanische Experten haben dies sogar schon 2008 in einem Gutachten gefordert. Bis alle die Sache verstehen, wird viel Wasser den Rhein oder die Ruhr runter fließen. Den Fischen im Hudson River, New York, wo die Weisheit produziert wurde, ist es egal. Sie schwimmen in einer braunen Brühe, in die eh kein Licht hineintaucht.

Loriot irrte sich - Früher war nicht mehr Lametta

Dieser Tage besuchte ich zwei Ereignisse, die mich an Loriot erinnerten, eine Diamantenausstellung und eine Zirkusvorstellung. Eigentlich ist beides das Gleiche, eine Scheinwelt mit viel Glitzer. Wie Lametta. Insbesondere zu Weihnachten glitzert die auf den Weihnachtsbäumen. Allerdings nie so doll wie im LED-Licht. Genau dieses Glitzern erinnerte mich an Lametta.

Was haben eine Zirkusdarstellung eine Ausstellung von Diamantenschmuck gemeinsam? Ohne passendes Licht sehen beide tot aus. Zwar entwickeln Diamanten ihr Feuer auch bei Kerzenlicht, es lodert aber nicht so wie unter'm Kronleuchter. In der Diamantenausstellung erlebte ich das Feuer in einer nie dagewesenen Pracht. Der Ausstellungsraum, angrenzend an eine Diamantschleiferei, war mit Leuchten bestückt, die etwa 5 cm  im Durchmesser hatten. Die wiederum waren in Gehäuse angeordnet, die ihre Form von den einstigen Bewohnern, den Leuchtstofflampen, bekommen hatten. Langfeldleuchten. Da in jeder LED-Leuchte, auch Modul genannt, viele kleine Lämpchen mit hoher Leuchtdichte stecken, erzeugt das Licht bereits durch den Nystagmus der Augen ein bewegtes Bild wie Berlin in der Silvesternacht mit Tausenden Raketen. Wenn man auch noch den Kopf und die Augen etwas bewegt, sieht man, was man früher nie gesehen hat. Bei meinem letzten Besuch in einer Diamantwerkstatt vor etwa 40 Jahren in Antwerpen wurde das Feuer von Diamanten und dessen Entstehung zwar ausgiebig demonstriert. Dass ein ganzer Saal voller Diamanten funkelte, ist mir neu. Man muss es gesehen haben. Sonst kann man sich das nicht vorstellen.

Der Zirkus, der im Berliner Tempodrom gastierte, hatte z.T. sogar echte Lametta. Was aber herrlich glitzerte, waren die Kleider der Artistinnen und ihr Feenstaub. So herrlich habe ich die Szenerie nicht einmal als Kind gesehen. Die Scheinwerfer, angeordnet in allen Himmelsrichtungen plus nach oben oder unten, leuchten nicht mehr nur, sie werfen auch Bilder. Leuchtendes und Beleuchtetes verschmelzen zu einem Gesamtbild. Perfekt ist die Scheinwelt.

Was sich in der Diamantenausstellung und in der Zirkuswelt so toll auswirkt, ist der Pferdefuß der LED für übliche Beleuchtungsaufgaben. Die hohe Leuchtdichte. Nicht alles, was glitzert, ist Gold wert. Man muss halt lernen, wie man die Wunderlampen zähmt.