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Licht wird gesund - Langsam und in Raten

Wenn irgend jemand es gewollt hätte, wäre es längst geschehen, die Umlenkung des Lichts vom Sehen zur Gesundheit. In der Gedankenwelt der Ahnungslosen macht man ja Licht, um etwas zu sehen. Manchmal unter der Bettdecke, damit Mama nicht entdeckt, was man so alles sehen will. Manchmal verwandelt man eine ganze Kulturlandschaft in den Look von Las Vegas, um die Stadt mit Licht zu verzaubern. (Dass das Licht manchmal die Stadt entzaubert, kommt öfter vor als man denkt.)

Vorbei damit! Licht will gesund sein. Wer will sowas? Die Lichttechniker – allen voran ihre internationale Zentrale CIE. Wenn die nur allein unterwegs wäre … In den USA ringen gleich drei Riesen darum, wer die Regeln für lichtmäßig gesunde Gebäude schafft (hier). IES ist die größte lichttechnische Gesellschaft Amerikas. Ach was, der Welt! Nicht doch, die intergalaktisch größte Ansammlung von Lichttechnikern. Da kommt dann ein Unbekannter namens UL – unbekannt weil deren Name nicht nur in den USA auf jedem Elektrogerät steht. UL will auch gesunde Gebäude zertifizieren. Da bleibt der reine Kommerz nicht draußen vor der Tür. Die Firma WELL will auch. Lichttechnisch gesunde Gebäude … zertifizieren … ?? Gibt es ungesunde, die durch das Licht so geworden sind? Falls ja, wer ist dafür verantwortlich?

Wenn Leute einer Prüfgesellschaft freiwillig Geld geben, um ihr Produkt zu prüfen, wollen sie es gegenüber anderen hervorheben. Wogegen kann sich ein lichttechnisch sicheres Gebäude hervorheben? Gegen unsichere, versteht sich. Da sich die geprüften Objekte weltweit an den Fingern einer Hand zählen lassen, muss wohl der gesamte übrige Bestand an Gebäuden ungesund sein. Wegen Licht!

Ich würde nicht so böse sein, dass ich diese Schlussfolgerung ziehe. Ich leite hundsgemeinerweise andere dazu an, genau das zu tun. Was mein Institut nachgewiesen hatte, war dass die Gebäude, die mit sog. BAP-Leuchten ausgestattet waren, gemäß dem deutschen Arbeitsschutz eine Gesundheitsgefährdung darstellten (hier). Diese Studie ist hieb- und stichfest, wie die Anwälte der Firmen festgestellt hatten, die uns verklagen wollten.

Richtig böse war hingegen ein gewisser Alan Hedge, Professor für Ergonomie, der das Sick Building Syndrome großflächig in den USA und in der UK untersucht hatte. Das seinen Untersuchungen gehört die Beleuchtung zu den wichtigsten Ursachen der krank machenden Einflüsse von Gebäuden. Dazu gibt es sogar einen längeren Fernsehfilm „Das Geheimnis des Norfolk House“. Seine Studien wie unsere waren bis in die 1990er Jahre durchgeführt und vor der Jahrhundertwende veröffentlicht worden. Doch weder er noch wir waren die ersten. Der erste mir bekannte Artikel über die gesundheitlichen Wirkungen von Licht war veröffentlicht worden, als ich gerade keine Windeln mehr brauchte. Das war ein gewisser Prof. Hollwich, ein deutscher Ophthalmologe. Kurz nach ihm veröffentlichte ein gewisser Weston einen Artikel, der sich gewaschen hatte. Auch Weston war ein Ophthalmologe. Offenbar sind die Herren echt penetrant.

Weston schreib: „Befürworter des in Mode gekommenen Helligkeits-Engineering haben empfohlen, dass ideale visuelle Bedingungen dann herrschen, wenn eine gleichförmige Helligkeit im Gesichtsfeld hergestellt wird. Es gibt nichts in der Physiologie, was diese Vorstellung unterstützt. (...) Es gibt eine inhärente Eigenschaft der modernen künstlichen Beleuchtung, die nicht anstrebenswert ist. Das ist ihre Konstanz - eine vielgelobte Eigenschaft, von der behauptet wird, sie begründe die Überlegenheit der künstlichen Beleuchtung gegenüber der wechselhaften natürlichen Beleuchtung. Jedoch, auch wenn Konstanthaltung von Bedingungen für einige kritische Sehaufgaben anstrebenswert ist, Konstanz ist eine nervtötende und abstumpfende Eigenschaft der künstlichen Beleuchtung.“ (Weston, 1954)

Wer hatte eigentlich die „Konstanz“ zum Gütekriterium erhoben“? Z.B. diejenigen, die schrieben: “Die künstliche Beleuchtung von Innenräumen muß den Forderungen der Gesundheit und Schönheit entsprechen, dabei zweckmäßig und wirtschaftlich sein.” (DIN 5035 aus dem Jahr 1935). Also musste die Beleuchtung, um der Gesundheit zu dienen, seit 1935 örtlich und zeitlich gleichmäßig sein. Und rund um die Uhr.

Die CIE sagt aber seit 2019 „das richtige Licht zur richtigen Zeit“, was übrigens vom ZVEI, dem Zentralverband der elektrotechnischen Industrie stammt und ein paar Jahre älter ist. Und woran arbeiten deren Experten fleißig? An EN 12464-1, einer Beleuchtungsnorm, die genau dasselbe Licht egal wann und wo auf der Welt vorgibt. Bei so viel Chuzpe bleibt einem die Spucke weg. Ach, wenn es nur Chuzpe wär! Diese Norm führt eine neue obere Mindestgrenze ein, unter die eine Beleuchtungsstärke nie sinken darf. Und das dient der Sehleistung und dem Sehkomfort! So z.B. darf an einem CAD-Arbeitsplatz die Beleuchtungsstärke nie unter 1.000 lux sinken. Wer versucht, dies einem Konstrukteur zu erklären, nämlich dass seine Sehleistung davon profitiert und er einen gehobenen Sehkomfort erlebt, darf - wenn er Glück hat - ein Gelächter hervorrufen. Im Ernstfall muss er um sein Leben fürchten. (etwas pointiert dargestellt hier)

Soll die Zukunft der Beleuchtung von denen gemacht werden, die die Vergangenheit vermasselt haben, wie sie selber zugeben? Zwar darf sich jeder vom Saulus zu Paulus verwandeln. Aber Organisationen, die Produkte oder Normen erzeugt haben, und dies wider besseres Wissen, können nicht einfach Asche auf ihr Haupt streuen. Daher will  die CIE alles beim Alten lassen und „gesundes Licht“ oben darauf. Wie das wird kann man ahnen, wenn man an neue Lampen denkt, die in alte Fassungen geschraubt werden dürfen. Oder an Retrofit-LED … vor denen der ZVEI warnt. Sie können sogar brandgefährlich werden.

Dass die CIE es nicht beim Altem belassen darf, haben übrigens zwei Herrn, Luckiesh M. und A.J. Pacini in einem Buch scharf kritisiert: "Light and Health: A Discussion of Light and Other Radiations in Relation to Life and to Health". Das war 1926.

Wie alt ist diese Neuigkeit über Lichtwirkungen?

 

Scheint irgendwie neu zu sein. So etwas liest man in den letzten 15 Jahren häufig. Man freut sich riesig in der Lichttechnik, dass sich die Wirkungen des Lichts nicht auf das Sehen beschränken. Sehr gut die Aussage!

Wie alt diese Erkenntnis wirklich ist, kann ich nur mutmaßen. Gedruckt steht sie in einer Broschüre vom Deutschen Lichtinstitut e.V. von 1970! Da dies die 18. Auflage der Broschüre ist, muss die Weisheit noch älter sein. Was sagt uns das?

Was die Lichttechnik verpatzt hat, habe ich des Öfteren geschrieben. Der wahre Täter scheint aber eher die Gesellschaft zu sein, die solche Erkenntnisse schlicht ignoriert hat. Die hat sie nicht nur einfach übersehen, weil niemand ihr die Bedeutung nahe gebracht hat. Ein gewisser Prof. Hollwich, die wahre Quelle der obigen Aussage, hatte diesbezügliche Arbeiten kurz nach dem Krieg veröffentlicht. Die LiTG lieferte mit ihm eine Jahrzehnte lange Fehde. Und wandte sich auch an den Bundestag. Später bei der größten je in Angriff genommenen Initiative zur Verbesserung der Arbeitswelt, Humanisierung der Arbeitswelt, bekam einer, der dieser Sache nachgehen wollte, die Antwort: "Licht ist nicht humanisierungsrelevant." Das war die Antwort auf einen Antrag von mir. Dass ich davor etliche sehr gute Projekte erfolgreich abgeschlossen hatte, tat nichts zur Sache. Man sagte mir, es gäbe Geld genug - aber halt nur für relevante Dinge.

Und wo hatten eigentlich die Beamten, die mir den komischen Bescheid gaben, ihre Weisheit her? Früher in der Lichttechnik Tätige Leute kennen die Quelle. Die Industrie hatte die damals tätigen Universitätsprofessoren angeschrieben und um mehr Aufmerksamkeit für die Beleuchtung geworben. Die Antwort fiel kühl aus (bitte nicht mit cool übersetzen): Beleuchtung ist akademisch nicht relevant. Die Industrie möge sich an die Fachhochschulen wenden. Der Tag der Antwort feiert demnächst 30-jähriges Jubiläum. DIe Broschüre vom Deutschen Lichtinstitut e.V. feiert ein noch runderes Jubiläum, 50!

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.

 

LED macht Leuchte überflüssig, weil sie Lampe ist

 

In einem Bericht über die Überarbeitung von EN 12464-1, der auf der Licht 2018 in Davos, also edler Umgebung, präsentiert wurde, las ich Ungeheuerliches. Es gibt keine Leuchten mehr, weil die LEDs es vorziehen, selber zu leuchten. Zu dem Anlass sagt die Website der Konferenz "In der europäischen Normung bearbeitet die WG 2 die Beleuchtung von Arbeitsplätzen. Derzeit wird die EN 12464-1 überarbeitet. Seit der letzten Fassung von 2011 haben sich einige neue Entwicklungen ergeben. Einerseits ist die LED zur maßgeblichen Lichtquelle aufgestiegen, andererseits wird den nicht-visuellen Wirkungen des Lichts mehr Beachtung geschenkt. Lichtanlagen können gesteuert werden, wodurch der Inbetriebnahme und dem Betrieb der Beleuchtung mehr Beachtung geschenkt werden soll."

Ich nehme an, dass jeder, der sich in Licht auskennt, die WG 2 kennen muss. Das ist keine Wohngruppe wie weiland die Kommune II, sondern ein Arbeitskreis, der Beleuchtungsnormen immer wieder auf den neuesten Stand bringen will bzw. muss. Da habe ich das Ungeheuerliche gefunden. Man unterscheidet nicht mehr zwischen Lampe und Leuchte wie anno Tobak. LED macht's möglich!

Nicht Eingeweihte können gar nicht verstehen, woran sich die Aufregung entzündet. Ca. 99,9999 % der Wutbürger und sonstiger Bürger kennt weder Lampe noch Leuchte, sondern Birne. Lampe kennt man schon, die aber ist eine Leuchte. Verstanden? Bestimmt nicht. Also langsam zum Mitschreiben: Wenn man Licht machen will, braucht man etwas, was sich so aufregt, dass Quanten aus dem rausplatzen. So etwa wie beim Holzscheit. Dieser schickt aber sein Licht fröhlich durch die Gegend. Darf aber nur am Lagerfeuer. Ergo macht man etwas drumherum, damit das Licht in die Richtung geht, in die es soll. Bereits alte Petroleumlampen, Pardon -leuchten, hatten so eine Einrichtung.

Später als das Licht elektrisch wurde, wurde fein säuberlich getrennt, wer die Lampe - bzw. das Leuchtmittel - bauen durfte, und wer das Blech drumherum biegen. So baute OSRAM nur Lampen. Die gingen an Siemens Lichttechnik, die die Leuchten baute und die Lampen da hinein. Am Ende leuchtete die Lampe in der Leuchte. Später wurde die Lichttechnik von der Mutter verstoßen (hier), nach einigen Abenteuern von OSRAM eingekauft (da). Am Ende verstieß die Mama auch OSRAM (dort). Jetzt verkauft OSRAM das Leuchtengeschäft (na bitte hier).

Man konnte in einem Augenblick erkennen, wer eine Leuchte in Sachen Licht war und wer nicht. Hat einer Birne zur Lampe gesagt, war der raus. Schlimmer erging es einem, der die Leuchtstofflampe für eine Röhre hielt. Die ist zwar eine Röhre, das kommt aber nicht in die Tüte. Selbst der große Guru der biologischen Lichtwirkungen, Prof. Hollwich, fiel deswegen in Ungnade, und das für ewig. Es gab zwar Lichttechniker, die Lampe zur Leuchte sagten. Die waren aber bestimmt von der Wohnraumleuchtenindustrie, also nicht satisfaktionsfähig. Die konnten aber ihre Produkte kaum verkaufen, hätten sie Leuchten angeboten, wo die Kundschaft Lampen suchte.

Nu ist es aus! Man kann sich nicht mehr als große lichttechnische Leuchte outen, indem man die fein ziselierte Wortwahl perfekt beherrscht. Sch... egal. Als nächstes kommt wohl, dass man die Leuchtstofflampen Röhre nennen darf, weil die LED Kreationen, die sie ersetzen sollen, keine Rohre mehr um sich haben (müssen).

Leider muss ich mit dem Spaßen hier aufhören. Die Sache hat nämlich einen bösen Hintergrund. Erstens verstehen viele Leuchtendesigner nicht, dass LED-Module doch keine Lampen sind. Man kann deren Licht nicht formen, weil die das selber tun - nach eigenem Gusto. Zweitens sind viele Elemente wahre Leistungsbomben, so dass man sie weit auseinandersetzen muss, sollen darunter nicht gleich paar Tausend Lux herrschen. Dann entstehen "Leuchten" mit vielen diskreten Punkten, die leider Gottes die ganze Dekoration in Shops u.ä. zunichte machen (so gesehen in einem frisch renovierten Laden einer großen Kette). Während große Paneele mit den gleichen Elementen, dicht zusammengepackt, eher schön aussehen, blenden die Ketten bei gleicher Leuchtdichte der Elemente.

Langsam lernen wir den Umgang mit LED. Bislang sind 20 Jahre ins Land geflossen. Die nächsten 20 sollen's bringen. Bis dahin viel Spaß mit den Irrungen und Wirrungen der von oben verordneten Technik der Lampen - Pardon Lichtquellen.