In Heft 2/2014 der 3lux letters (mehr hier) schreibt Brigitte Holzinger (mehr zu Dr. H. hier) über Lichtfarben und deren Wirkung. Auch wenn manche eher skeptisch reagieren würden: Das Auge ist zwar der Ort, wo Lichtereignisse in Bilder umgewandelt werden, aber das Sehen von Bildern ist beileibe nicht die einzige Funktion des Auges, und das Auge ist nicht der alleinige Träger von lichtempfindlichen Zellen.
Frau Holzinger schreibt: "Heute wissen wir, dass Licht nicht nur von spezialisierten Nervenzellen im Auge wahrgenommen wird, sondern dass fast jede Nervenzelle auf Lichtimpulse reagieren kann. Verarbeitet werden Lichtimpulse allerdings nur durch drei Typen von Nervenzellen (= Fotorezeptoren): den Stäbchen und Zapfenzellen sowie den fotosensitiven Ganglienzellen der Netzhaut. Stäbchenzellen sind spezialisiert auf das Hell-Dunkel- Sehen wie beispielsweise in der Dämmerung und in der Nacht, die Zapfenzellen ermöglichen uns das Wahrnehmen von Farben tagsüber. Die sogenannten fotosensitiven Ganglienzellen hingegen reagieren ganz allgemein auf Lichtimpulse und sind direkt mit den kortikalen Zentren zur Steuerung des Biorhythmus und der „inneren Uhr“ verbunden. Aber es könnten durchaus noch andere Nervenzelltypen, etwa in der Haut oder – wie vor einigen Jahren behauptet – in der Kniekehle, Lichtimpulse weiterleiten. Nachgewiesen werden konnte etwa, dass Nervenzellen, die über spezielle Opiatrezeptoren verfügen, selektiv auf Lichtimpulse reagieren und dass sich so die Stimmung verbessern lässt."
Der Artikel ist ein flammendes Plädoyer für die weitere Erforschung von Lichtwirkungen. Vielleicht schaffen wir es, aus dem Schatten des großen Erfinders, Thomas A. Edison, herauszutreten, dessen Vermächtnis es war, das elektrisches Licht so billig sein muss, dass nur noch Reiche sich Kerzenlicht leisten können bzw. wollen, und es darf nicht blenden. So haben Generationen von Lichtforschern mit vollem Eifer über einhundert Jahre Blendungsforschung betrieben. Und wo sind sie angekommen? Zu Beginn von manchen Märchen findet sich eine solche Phrase "Er lief Tag und Nacht, über Stock und Stein, wanderte über Bäche und Hügel, als wandle er in der Ebene. Als er zurück schaute, sah er, dass er einen Gerstenkorn weit gekommen war."
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19.03.2012
Heute hatte ich die große Ehre, der Einladung einer Ministerin zu folgen, die es sich nicht nehmen ließ, das Thema selbst vorzustellen und die Sache so lange zu verfolgen, bis das Amt des Ministers sie wieder in Anspruch nahm. Immerhin war sie etwa einen halben Tag dabei. Das Thema war „psychische Gesundheit“ in den Betrieben, die Ministerin Frau Dr. von der Leyen, der Bundesminister für Arbeit und Soziales. Es trug eine handverlesene Gruppe von Experten vor einer handverlesenen Gruppe von weiteren Experten vor. Gute Veranstaltung. Ich vermisste allerdings die Thematisierung von Licht.
Das Vergessen von Licht als psychische Belastung ist bestimmt nicht der Ministerin oder ihren Fachleuten anzulasten, denn auf Weltkongressen der Ergonomen, das sind Leute, die glauben, die bessere Arbeitswelt zu schaffen, zumindest aber das Schlechte an der existierenden zu analysieren, tragen zuweilen bis zu 2000 Experten vor - und nichts über Licht. Wenn Leute, die alle Aspekte der Arbeitswelt beleuchten, dies ohne Erwähnung von Licht tun, warum sollte eine Ministerin die Sache bei der psychischen Gesundheit hervorheben?
Nach der Veranstaltung trottete ich Richtung U-Bahn und sah eine Schlüsselszene in Sachen Energieeffizienz, die durch das tätige Ignorieren von Licht und dem Bedarf des Menschen nach Licht durch andere entstanden war.

Das Bild zeigt eine Büroetage in voller künstlicher Beleuchtung und mit vorgelagerter „Klimafassade“, die Wärmeverluste eindämmen soll, aber Licht mit eindämmt. In der Bildmitte unten sieht man die Reflexion eines Gebäudes auf der anderen Straßenseite. Zur Verdeutlichung habe ich dieses Gebäude auch getrennt fotografiert. Man sieht den klaren, etwas bewölkten Himmel und den Sonnenschein. Wetten, dass weder der Lichtplaner noch der Architekt wussten, dass die Verglasung einen Farbwiedergabeindex hat? Und diese Verglasung hat garantiert einen schlechten. Solche Fassaden schneiden alle Strahlungen außer Licht vollständig ab.
Man muss also den permanenten Verlust des Tageslichts mit künstlicher Beleuchtung ausgleichen, was zwar die Bilanzen von OSRAM & Co. vergoldet, aber für Umweltschützer ein pechschwarzes Zeugnis ausstellt. Den gleichen Unfug gibt es bereits sehr lange, aber nur im Zusammenhang mit Jalousien. Von Neuseeland bis Taka Tuka Land (Schweden) kann man Leute finden, die ihre Jalousien herunterlassen und Licht einschalten. Die neue Qualität besteht darin, dass man die dummen Scheiben, die man für eine intelligente Lösung für die Klimakatastrophe hält, ständig vor der Nase hat. Und nicht nur die. Das viele Metall, das zur Befestigung benötigt wird, scheint so zwar nicht viel abzuschatten. Wenn man die dadurch verlorene Lichtmenge rechnet, kommt aber allerhand zusammen.
Wie man sich bei solchen Abschätzungen irren kann, weiß ich aus eigener Erfahrung. Ich hatte mit drei Kollegen zusammen das Dach rechts berechnet. Es sollte ein filigranes Gebilde werden und das olympische Feld von 1972 nur gegen Wind und Regen schützen. Das Licht sollte ungefiltert durchdringen. Wie viel Licht da durch kommt, kann man abschätzen, wenn man die grauen Felder gegen den Himmel (rechts im oberen Bild, in der Mitte im unteren Bild) vergleicht. Es wird nur noch ca. 50 % transmittiert, aber noch dazu wird das Blau des Himmels in Grau verwandelt.
Weiterhin interessant sind die Randfassung (fast einen Meter breit) sowie das Netzwerk zur Befestigung der Acrylglasplatten. An dem Modell, mit dem Behnisch den Auftrag bekommen hat, war dies alles nicht vorhanden, weil das Dach aus einem „Damenstrumpf“ bestanden hatte. Das Gewebe wurde von filigranen Stäbchen gespannt, die im endgültigen Bau die Abmessungen aber auch die Eleganz von Schiffsladebäumen aufweisen.
Man sollte alle, die von Energieeffizienz u.Ä. reden, zertifizieren lassen, bevor sie reden dürfen. Und vorher einer obligatorischen Rechenstunde unterwerfen, die so lange dauert, bis die Herren wissen, was Qualität und was Effizienz bedeuten. Sonst bauen sie immer noch Windmühlen auf der Nordsee und überlassen die Übertragung des Stroms nach Bayern einem WLAN.
15.03.2012
Neulich hatte ich Michael Holick erwähnt. Der Professor, der der Ketzerei schuldig war, wurde einst von seiner Uni gefeuert. Seine Schuld: Er wollte nachgewiesen haben, dass Menschen ab einem bestimmten Breitengrad im Winter immer ein Vitamin-D-Defizit im Blut haben. Nicht deswegen, weil die Idee nicht neu war. Ein gewisser Luckiesh hatte dies in seinem Buch „Light and Health“ angeprangert, vor geraumer Zeit, sagen wir mal 1926. Er hatte gemeint, es wäre ungesund, wenn Menschen in Innenräumen ohne UV-Strahlung leben müssten, weil sie natürliche Strahlung bräuchten.
So jemanden müsste man eigentlich in die Verbannung schicken. Das hat man Luckiesh wohl nicht gegönnt, weil damals die in der Verbannung lebenden Menschen fröhlich unter der Sonne campierten. Außerdem war er Direktor einer Lampenfabrik. Wie eine richtige Bestrafung aussah, wussten die Folterknechte schon - wurde ja in den alten Märchen erzählt. Man wirft einen in den dunklen Kerker, wo er verrottet. Die Sache wird ja nicht nur in alten Märchen erzählt, deren Wahrheitsgehalt nicht allzu hoch ausfällt, sondern auch in Ausführungen eines ehemaligen Bundespräsidenten über seine Freunde. Auf der Insel Alcatraz kann man die Zelle bewundern, in der einer der härtesten Männer der Welt gebrochen wurde: Al Capone - und zwar durch Dunkelhaft.
Außerdem bestraft man Wissenschaftler nicht mit solchen Mitteln. Letztlich soll sogar Galileo Galilei nach seiner Verurteilung noch ein auskömmliches Leben gehabt haben. Wissenschaftler bestraft man mit spitzen Bemerkungen über ihr Werk. Hier sieht man, wie der Rezensent Luckiesh und seinen Juniorpartner abstrafte: Sie haben sich dem „Thema des Tages“ gewidmet, Ultraviolet. Was soll´s? Andere denken, dass die Ernährung genauso wichtig ist.
Ob man glaubt oder nicht, fast ein Jahrhundert nach dem Erscheinen des Buches, denken die meisten Menschen immer noch so. Vielmehr denken sie überhaupt nicht. Sie sitzen in ihren dunklen Büros, ihre Autos sind mit Glas gepanzert gegen Lärm, aber auch gegen UV. Und wenn sie sich denn in die Sonne bewegen, schmieren sie sich mit Sonnenschutz ein, dessen Prediger stets mit der Frühlingssonne aus ihren Löchern kriechen, um den Menschen Angst vor der Sonne einzuflößen. Mehr als 90% seiner Zeit verbringt ein „moderner“ Mensch hinter Glas oder noch tiefer begraben in dunklen Gebäuden.
Lass sie doch, wenn sie damit glücklich werden! Das ein bisschen erhöhte Krebsrisiko, kardiovaskuläre Erkrankungen, Autoimmunkrankheiten und noch weitere diverse chronische Erkrankungen - darüber lachen wir lässig hinweg.
Heute war Holick Gast an der TU Berlin und hat einen viel bejubelten Vortrag gehalten. Fachleute, die über den Vortrag nicht so glücklich würden, weil sie „gesundes Licht“ predigen und darunter blaues künstliches Licht verstehen, waren nicht anwesend. Irgendwie hatten sie sich kollektiv abgemeldet. Sei´s drum. Seine Nachricht sprach gegen die Annahme des Herrn, der vor 86 Jahren Luckieshs Aufregung über das fehlende UV-Licht nicht verstehen wollte. Menschen können ihren Bedarf an Vitamin-D nicht über die Nahrung decken - es sei denn, sie hören auf den Namen Inuit. Hand aufs Herz: Wer möchte im ewigen Eis leben und sich von Waltran oder Dorschleber allein ernähren, damit ein Mediziner posthum recht bekommt?
Wer Holick - fast live - erleben möchte, sollte sich ein paar Minuten Zeit nehmen. es lohnt sich.
(http://www.youtube.com/watch?v=Cq1t9WqOD-0
07.03.2012
Kaum eine „Wissenschaft“ ist populärer als die, die sich mit „optischen Täuschungen“ befasst. Physiker, Ärzte, Mathematiker oder sonstige Künstler geben sich größte Mühe, Phänomene zu präsentieren, die eine Täuschung unserer Sinne sichtbar machen. Eine der umfangreichsten Websites hierzu sollte man nicht nur besuchen, sondern abarbeiten. Dort sind 94 Phänomene dargestellt (http://www.michaelbach.de/ot/).
Bei allen 94 werden fast alle Menschen mit intakten Augen und Gehirn dasselbe sehen. Wieso nennt man so etwas dann Täuschung? Wer täuscht denn was vor? Auch ohne Besuch dieser Website erliegen täglich Milliarden Menschen einer Täuschung, und zwar stundenlang. Das Fernsehen beruht auf einer Täuschung, ich meine nicht den Inhalt, sondern die „Mechanik“. Dass wir bei einer Folge von ähnlichen Bildern Bewegungen sehen, ist seit dem Daumenkino bekannt, also schon sehr lange. Eine Täuschung indes scheint zu sein, dass man dies mit der Trägheit des Auges erklärt. Das dumme Ding kann angeblich der schnellen Bildfolge nicht Paroli bieten und erklärt dem Gehirn, dass es sich um Bewegungen handele. Ob das keine Täuschung ist?
Menschen, die beim Auge mehr als eine Überwachungskamera vermuten, nämlich viel Software, behaupten hingegen, dass das Sehen von Bewegungen von der Erfahrung herrührt. Diese besagt, dass wenn ich das gleiche Ding erst hier, dann dort entdecke, es sich von hier nach dorthin bewegt haben muss. Sei's drum!
Eine andere optische „Täuschung“, mit der täglich Millionen Studenten und Schüler auf der Welt unterrichtet werden, ist indes geeignet, eine der wichtigsten Grundgrößen der Beleuchtung auszuhebeln. Es handelt sich hierbei um die Projektion von Bildern auf eine - hoffentlich - weiße Leinwand und die Größe „Gleichmäßigkeit“. Anders als die Weisheit, die besagt, dass ein beleuchtetes Objekt hierdurch mehr oder weniger hell werde, werden bestimmte Stellen auf der weißen Leinwand durch Beleuchten nicht etwa heller, sondern u.U. schwarz. Eine optische Täuschung? Nein, man kann die Sache sogar berechnen. Würde man die nunmehr schwarze Stelle für sich allein sehen, würde sie viel heller leuchten als vorher. Man sieht sie aber schwarz, weil die Umgebung viel heller wird. Einem Leuchtdichtemesser scheint die schwarze Stelle überhaupt nicht schwarz. Er misst sogar eine höhere Leuchtdichte als vorher. Wer es nicht glauben will, möge sich eine Leinwand, einen Beamer und einen Leuchtdichtemesser besorgen und einen Strich auf die Leinwand projizieren.
Und? Ist doch bekannt, man sieht es womöglich tagtäglich und überall. Stimmt! Es stimmt aber auch, dass man in der Beleuchtungstechnik eine Gleichmäßigkeit über den ganzen Raum berechnet und sich riesig freut, wenn der Mittelwert hoch genug ist. Zu dem Mittelwert gehört sinnvollerweise eine Angabe der Gleichmäßigkeit, und zwar von g2, also des Verhältnisses der geringsten Beleuchtungsstärke zum Mittelwert. Und bei ihr handelt es sich um eine lupenreine Täuschung. Denn jemand, an dessen Arbeitsplatz gerade mal dieser Wert erreicht wird, hat bestenfalls Nachteile davon, dass die umliegenden Arbeitsplätze mehr Licht abbekommen. (g2 hat den Platz einer moderneren Version überlassen müssen (U0), die dummerweise in DIN EN 12464-1 und DIN EN 12665 irgendwo versteckt liegt.) Wenn die Beleuchtungsstärke auf meinem Arbeitsplatz wichtig sein soll, was zum Teufel habe ich davon, dass der Arbeitsplatz meines Nachbarn mehr davon erhält? Nicht nichts, sondern vielmehr einen Nachteil.
Noch schlimmer wirkt sich indes aus, dass der Maximalwert nicht begrenzt ist. Man kann also theoretisch einen massiven Scheinwerfer in einem Büro installieren, der nur eine so kleine Stelle beleuchtet, dass bei der Berechnung des Mittelwerts sein Beitrag erträglich bleibt, und daher der Täter keine Angst haben muss, dabei erwischt zu werden, beleuchtungstechnisch Unfug zu betreiben. Ist ein solcher Fall für die Praxis relevant?
Ja. Man installiert heute noch „Scheinwerfer“, das sind tiefstrahlende Leuchten, in Arbeitsräumen, bei denen die Beleuchtung selbst auf einem einzigen Arbeitstisch sehr ungleichmäßig ist. Dummerweise arbeitet der Mensch an solchen Arbeitsplätzen an der dunkelsten Stelle. Ein solches Beispiel hatte ich bei einem Vortrag angeführt und von dem Leiter der Entwicklung einer großen Firma die hämische Bemerkung geerntet, dass man durch Vorführen von blödsinnigen Beispielen zwar Politik machen kann, aber keinen sachlichen Beitrag leisten. Dumm für ihn – die Planung, die ich vorgeführt hatte, stammte von seiner Firma. Und was tun andere? Man kann es anders nicht machen. Wie denn sonst, wenn man Regeln so setzt, dass Licht nur von einer kleinen Stelle in der Decke kommen darf? Da dort keine Leuchte sein darf, weil sonst „Reflexblendung“ zu befürchten wäre, hängt man die Leuchten rechts und links vom Benutzer und erreicht somit das, worüber sich mein Kritiker amüsiert hatte. Zum Lachen ist die Sache nicht, wenn Techniker die Physik missachten. Davon leben sie.
Und so sah die Sache am Ende aus:

Während die Ränder des Tisches und der Teppich daneben mit etwa 700 lx beleuchtet werden, stehen auf dem Papier, das beleuchtet werden soll, nur 300 lx zur Verfügung. Das Konzept gibt es seit mindestens 35 Jahren! Wieso muss man es im Jahre 2012 anführen? Weil dies die billigste Methode ist, möglichst viel Lux in der Arbeitsebene zu erreichen, abeer nur rechnerisch
Im Mittel hatte dieser Raum etwa 600 lx, hauptsächlich weil der Teppich so schön beleuchtet war. Die Ungleichmäßigkeit auf dem Tisch fiel nicht weiter ins Gewicht, weil man ja nicht verpflichtet ist, jeden Punkt auszumessen. Ein Wolkenkuckucksheim der technischen Glückseligkeit.
Den vorliegenden „Sonderfall“ hatte ich etwa 1992 gemessen. Aber ich kann auch mit Messwerten von 2012 dienen. Es wird auch so bleiben, bis man eine Methode entwickelt hat, das Licht um die Ecke zu biegen. Das hat zwar Einstein nachgewiesen. Aber dazu braucht man die Masse der Sonne. Dann fliegt das Licht nicht mehr geradeaus.
Licht, das das Sehen am Arbeitsplatz eher behindert, wird somit so eingerechnet, dass das Licht zum Sehen besser erscheint, obwohl das Gegenteil der Fall ist. Man müsste eher einen Abschlag berechnen.
Dort, wo man theoretisch richtig handelt, bei der Bewertung der Ausleuchtung, hingegen betrachtet man als Gleichmäßigkeit das Verhältnis der höchsten und der geringsten Beleuchtungsstärke. Auch wenn dies auch nicht der Weisheit letzter Schluss ist, besser ist es allemal. Früher lernte man in der Lichttechnik beide Gleichmäßigkeiten.
Somit wären wir bei dem Pudels Kern: Sehobjekte brauchen eine Ausleuchtung, und zwar eine möglichst gleichmäßige. Am Arbeitsplatz kann das das zu lesende Dokument sein, aber auch eine fiktive Fläche. Eine solche wurde für Arbeitsplatzleuchten (DIN 5035-8) für übliche Büroarbeiten auf 600 mm x 600 mm festgelegt. Das sind 4 DIN-A4-Blätter, jeweils zwei nebeneinander und zwei hintereinander bzw. zwei geöffnete Leitz-Ordner hintereinander, beidseitig lesbar. Gute Produkte leuchten diese Fläche so gut aus, dass das Licht am Rande vielleicht um 20 % abfällt. Wenn man nach den Normen geht, ist das viel zu gut.
Hingegen dient die Gleichmäßigkeit, die in den Beleuchtungsnormen vorgegeben wird, nicht etwa zum optimalen Einsatz der Energie, die man aufwendet, sondern nur dem Nachweis, dass man das Licht ziemlich gleichmäßig über den Raum verteilt hat. Eigentlich hassen Architekten diese Gleichmäßigkeit, würden aber genauso schimpfen, wenn die Ausleuchtung der Sehobjekte gerade mal so gleichmäßig wäre wie in den Normen gefordert. (Anm.: Die Ausleuchtung der Wand, an der das Bild hängt, reicht nach DIN EN 12464-1 (U0 ≥ 0,10 ) aus. Ob das Licht dem Sehen dient oder es eher behindert, kann man selber beurteilen.)
Bis Planer den Unterschied zwischen Be- und Ausleuchtung verstanden haben, wird viel Energie auch in schädlicher Funktion verluxt werden und Teppiche beleuchten. Bei diesem Unsinn handelt es sich nicht nur um eine Energieverschwendung großen Stils. Lichtverschmutzung zum Nachteil des arbeitenden Menschen wäre eher angebracht. Wetten, dass kein Lichtdesigner selber auf den Unsinn mit der seltsamen Lichtverteilung (300 lx auf der Mitte des Tisches ("Schreib-Lesebereich") und 700 lx auf dem Teppich rechts und links vom Arbeitsplatz) kommen würde?