Licht und Gesundheit

Nicht nur Techniker sind offenbar entzückt. LEDs haben Zukunft! Heute wurde drei japanischen Forschern der Nobelpreis für Physik verliehen. Wie es in den Nachrichten heißt, forschen die drei auf dem Gebiet der blauen LEDs. Solche Strahlungsquellen werden benutzt, um weißes Licht herzustellen. Mehr oder weniger - ein Blaustich bleibt meistens erhalten. Das Marketing hat in vorauseilendem Eifer dafür gesorgt, dass der Stich als Vorteil gewertet wird. Blaues Licht soll Schüler intelligenter machen und Heiminsassen mobiler. Dass die intelligenter werden, will die Heimleitung oft nicht, weil sie dann jeden Schwindel durchschauen. Ob blau angestrahlte Schüler tatsächlich intelligenter werden, steht in den Sternen oder wird in Unterhaltungssendungen breitgetreten. Eigentlich gehören solche Stories eher in Satiresendungen, aber deren Zuschauer nehmen sowas nicht einmal als Satire ab.

Diese Erfindung sei nach Meinung des Kommittees zwar bereits 20 Jahre alt. Doch die Arbeit der drei habe es schon erlaubt, weißes Licht in einer völlig neuen Art zum Nutzen aller zu erzeugen, teilte die Akademie mit. Da weltweit ein Viertel der Elektrizität für Beleuchtung verbraucht werde, trügen die energiesparenden LED-Leuchtmittel zur Schonung der Rohstoffe bei. Hört, hört! Ein Viertel der Elektrizität weltweit wird zur Erleuchtung benutzt. Was macht man eigentlich mit unseren Arbeitschützern, die sich die allerbeste Mühe geben, den letzten Winkel der Arbeitsstätten mit Licht zu füllen. Das soll gesund sein. Kann sein. Fragt sich, für wen.

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Energiesparen ist in. Es entlastet nicht nur finanziell, sondern auch das Gewissen. Wie spart man aber Energie? Vielleicht so: Man ersetzt "alte" Energieschleudern wie Kompaktleuchtstofflampen (richtig gelesen: Sie werden nicht mehr als Energiesparlampe geführt, sondern als das, was sie sind) durch "moderne" LED. Die sollen Energie sparen. Leider wird die richtige Energiesparlampe außer Acht gelassen, die Natriumdampflampe. Sie hat als einzige Lampe ein "Tripple A" bzw. A+++. Leider ist ihre Art Energie zu sparen nicht ganz in, denn die Welt der Lichttechnik hat noch nicht gelernt mit Farbe zu handeln. Ihre Währung ist immer noch Helligkeit. In der Lichttechnik wird in Lux und Lumen bezahlt. Die LED passt zwar nicht ganz in diese Rechnung, weil ihr Blau in der Berechnung der Helligkeit nicht ganz zur Geltung kommt. Sie spart aber auch so. Dann sollen sie halt weitersparen.

Nicht schlecht die Idee! Sie gibt es seit Jahrzehnten. Nennt sich Wirkungsgrad. Die Größe wird errechnet aus den Lumen, die eine Lampe bringt, und den Watts, die darin verbraten werden. So gesehen haben die LED den meisten Leuchtmitteln den Rang abgelaufen. Die Rechnung schmeckt nicht nur dem Milchmädchen, sondern auch technisch versierten Herrschaften, bis ihnen etwas aufstößt. So z.B. die Energiesparrechnungen der EU Kommission, die auf dem spezifischen Energieverbrauch von Leuchtmitteln basieren. Sie, die Techniker bzw. deren Lobby, meinen, richtig wäre es, den Systemverbrauch zur Grundlage zu machen. Es wäre wirklich richtig, eigentlich nur so richtig, denn keine Lampe brennt so vor sich hin. Manche braucht zum Leuchten eine schlichte Fassung, während man für andere eine komplizierte Maschinerie einsetzen muss, die ihrerseits Energie schluckt.

Was die Herrschaften allerdings nie betrachten, ist der echte Systemverbrauch. Man braucht nämlich je nach Leuchtmittel unterschiedlich viele Einheiten, damit man einen Raum angemessen (z.B. gleichmäßig) beleuchten kann. So sieht ein Raum, mit vielen kleinen Glühlampen beleuchtet, bei 50 lx noch ganz nett aus. Ersetzt man sie allesamt durch eine einzige Stablampe (1,5 m lang, viel effizienter), würde man bei 50 lx im Mittel nicht gerade von einer Beleuchtung sprechen. Sieht aus wie in billigen Kneipen in Griechenland, allerdings ohne deren Flair. So müssen die berühmten 500 lx her, damit man mit großen Leuchtstofflampen ordentlich beleuchten kann.

Anders als von der ganzen Branche behauptet, braucht kaum ein Mensch in heutigen Büros 500 lx für die Sehleistung. Das alte Märchen von der hohen Beleuchtungsstärke, die man wegen der Sehleistung bräuchte, musste die Lichttechnik selbst vor mehr als 40 Jahren zu Grabe tragen. Erzählt wird es aber immer noch, sogar in Normen verewigt.

LED, in kleinen Einheiten, gibt die Chance, wieder mit 50 lx anständig zu beleuchten, und sogar zu dimmen. Wäre da nicht ihre schreckliche Leuchtdichte, die fürchterlich blendet und noch schlimmer, wenn der Rest der Szenerie, sprich Raum, eine geringe Leuchtdichte aufweist. Zudem versuchen Hersteller die gleichen Leuchten- und Lampengrößen wie früher zu mimen. Sollen sie doch? Leider kriegen die Lichtplaner dann eine vernünftige Gleichmäßigkeit ab oberhalb 1.000 lx hin. Die letzten Installationen, die wir beurteilt haben, lagen zwischen 1200 lx und 1700 lx. Gereicht hätten 300 lx dicke, weil in den Räumen ausschließlich mit Computern gearbeitet wird. Wer braucht 1700 lx in einem Seminarraum? Wie gemütlich …

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Gesundheit, Licht

… lacht. Wem angesichts der Qualität der Forschung auf dem Gebiet der Lichttechnik der Humor nicht vollends vergangen ist, könnte sich mal damit versuchen. Ich kann es leider nicht mehr, weil der gemeinte Autor vor Jahren offiziell beauftragt wurde, die Qualität der Forschung anderer zu begutachten, weil er so versiert war mit der Methodik. Aus seinem Gutachten weiß ich, dass er die Methodik und die Gepflogenheiten der Wissenschaft sehr präzise anzuwenden weiß. Ob er das bei den eigenen Studien auch so ernst genommen hat?

Gemeint ist nicht James Randy, der ein berühmtes Experiment als Fälschung entlarvt hat. Randy, vom Beruf Magier, Mitglied des Inneren Zirkels, hatte einst seinen Beruf als Wissenschaft erlernt – und nicht als Kunst. Bei dem besagten Experiment ging es immerhin um die Zukunft der Telekommunikation, für die man fortan keine Sender und Drähte benötigen würde, sondern einfach nur die eigenen Gehirnwellen (siehe hier.). Man sollte unerreichbare U-Boote oder Kosmonauten über Telepathie erreichen können. Die US-Navy hatte für die erste Durchfahrt der Nautilus unter dem Nordpol ein Experiment ausgedacht, mit dem die Funktion von Telepathie nachgewiesen werden sollte. Es gelang! Randy sollte später im Auftrag der US-Regierung die Validität der Ergebnisse prüfen. Das Ergebnis: Stimmt, dieser Versuch konnte nur gelingen! Der Navy ging es nicht um die Telepathie, sondern um Forschungsmittel. So kam sie auf die Idee, ein Experiment zu veranstalten, das nur gelingen konnte.

So etwas muss den Auftraggebern einer anderen Studie vorgeschwebt haben, denen es daran gelegen war, nachzuweisen, dass bestimmte Regeln im deutschen Arbeitsschutz gegenstandslos sind. Nicht alle, aber eine bestimmte. (mehr hier). Es ging um Reflexionsgrade von Geräteoberflächen, die nicht zu hell und nicht zu dunkel sein sollen. Der besagte Autor sollte todsicher nachweisen, dass sie weder zu hell noch zu dunkel sein können, weil man in der Praxis keine Wirkung feststellen kann. Zwar hatte bereits 1924 ein gewisser Leffingwell nachgewiesen, dass zu helle Tische blendeten und zu dunkle störten, aber bekanntlich sind Computer keine Tische. Für die gelten andere Gesetze - nämlich nur solche, die der Hersteller zulässt. Andere Gesetze gelten einfach nicht. Und die Arbeitsschutzvorschrift störte immens. Der Hersteller wollte eigentlich nur schwarze Computer verkaufen, die deutsche Vorschrift ließ die nicht zu. Daher musste für Deutschland eine nicht-schwarze Produktlinie aufgelegt werden. Das kostet!

Wie stellt man aber das gewünschte Ergebnis her, ohne die Daten zu fälschen? Alles soll sauber ablaufen. Die ganz Dummen versuchen es mit einer logischen Argumentation. So kann man z.B. behaupten, dass 10.000 lx im Schlafzimmer nicht blenden können, weil die Sonne in der Natur 100.000 davon bringt. Obwohl solche Argumente wie Sand am Meer zu finden sind, macht ein guter Fachmann eine bessere Arbeit. So kann man Experimente so planen, dass sie immer das gewünschte Ergebnis bringen - s. oben das Nautilus-Experiment.

Die ganz Gewieften nutzen wenig beachtete Größen aus der Statistik. Das für die nächsten Jahre noch häufiger anzutreffende Experiment ist z.B. die Bestimmung der Lebensdauer von LEDs. Die beträgt bekanntlich 50.000 h. Keiner kümmert sich darum, wie sie bestimmt worden ist. Und die, die sich kümmern, erfahren es nicht. Eine einheitliche EU-Regelung bzw. Messmethode zur Ermittlung der Nennlebensdauer von LED-Lampen gab es bis September 2013 nicht, aber die genormte Zahl von 50.000. So ähnlich lag es bei der Lebensdauer der Energiesparlampe. Die betrug immer 10.000 Stunden, obwohl es drei Methoden zu ihrer Bestimmung gab. Wie können drei unterschiedliche Methoden die gleiche Zahl ergeben? Wenn das wahr ist, warum braucht man drei unterschiedliche Methoden?

Eine der beliebtesten Größen heißt „power“. Dahinter verbirgt sich die Fähigkeit einer benutzten Skala, zwischen zwei unterschiedlichen Objekten zu unterscheiden. Man stelle sich vor, dass man nachweisen soll, dass Menschen „rot“ nicht angenehmer finden als „grün“. Wenn ich die Streuung der Urteile auf meiner Beurteilungsskala kenne, kann ich rückwärts berechnen, wie viele Testpersonen ich benötige, um überhaupt eine signifikante Aussage zu treffen. Wenn man dann bei der Zahl der Testpersonen darunter bleibt, ist es bereits vor Beginn der Studie (ziemlich) sicher, dass den Menschen rot oder grün ziemlich schnuppe ist, oder Jacke wie Hose.

Es fehlt nur noch eine Größe, die in dem untersuchten Zusammenhang irgendwie Sinn macht – bei der hier gemeinten Studie ging es um Augenbelastung -, ergo nimmt man eine Größe, die ziemlich unempfindlich ist. Der Autor nahm dazu die Sehschärfe. Wie jeder Mensch weiß, braucht man zum Lesen eine bestimmte Sehschärfe. Hat man die nicht, braucht man eine Brille. Was liegt da näher als, dass man den Einfluss von Reflexionsgraden auf die Sehschärfe von Probanden untersucht? Wenn es, wie geplant, gelingt, nachzuweisen, dass die Reflexionsgrade von Computern die Sehschärfe nicht beeinflussen, kann man verlangen, die Arbeitsschutzvorschrift zu ändern, weil sie nichts bewirkt.

Nach diesen Vorkehrungen hat man die richtige Gewissheit, dass das Experiment gelingt. Für den Fall, dass irgendwelche Schlaumeier erzählen, die Sehschärfe sei doch ziemlich konstant, wenn man sie unter konstanten Bedingungen misst, braucht man eine zweite Größe. Und diese ist nach der gemeinten Studie das Verstehen von den Texten, die man auf dem Bildschirm liest. Wird dies durch die Farbe des Bildschirmrandes gestört? Könnte sein. Was aber über 100% sicher ist, ist, dass niemand jemals das Gegenteil des erzielten Ergebnisses nachweisen können wird. Denn allein die Lesbarkeit von Texten zu ergründen fällt so schwer, dass man in Experimenten mit Kunstwörtern arbeitet. Sobald man Wörter mit Sinngehalt präsentiert, bringt das Experiment immer das gleiche Ergebnis: Kein Unterschied. Wenn es dazu noch um das Verstehen von Inhalten geht, kann man das Experimentieren sein lassen. Hat man aber nicht, denn es ging ja um den Nachweis, dass man einen gelesenen Text immer gleich gut versteht, egal auf welchem Computer den liest.

Ganz langsam zum Mitschreiben: In einem Experiment wird gezeigt, dass eine Vorschrift, die (sinngemäß) besagt, dass der Bildschirmrahmen nicht zu hell und auch nicht zu dunkel sein darf, abgeschafft werden kann, weil durch unterschiedliche Bildschirmrahmen weder die Sehschärfe gemindert wird noch das Verstehen von Texten, die man auf dem besagten Bildschirm liest.

Na, ja! Man könnte dies vielleicht noch als groben Unfug durchgehen lassen. Was ist aber damit: Die Testmethode war auch nicht in der Lage, einen Unterschied in der Lesbarkeit von Schriften unterschiedlicher Größe zu ermitteln. Was ja nicht so selten vorkommt, aber so genau? Hier ist das Originalergebnis: Das Bild zeigt, dass die drei Testobjekte (schwarz, grau und weiß) beim Lesen keinen Unterschied machen. Und das immer beim Lesen einer 6-Punkt-Schrift und 12-Punkt-Schrift. Was dem Leser nicht offenbart wird, ist, dass offenbar die beiden Schriften gleich gut gelesen und verstanden werden.

Es geht darum, ob das Lesen (Genauigkeit) durch die Farbe des Bildschirmgehäuses beeinträchtigt wurde. Wie man sieht, macht die Farbe nichts aus. Nichts, egal wie groß die Schrift auf dem Bild ist.

Die untersuchten Schriften unterschieden sich wie auf diesem Bild:Die experimentelle Methode war also nicht in der Lage, eine Wirkung der oben vergleichsweise dargestellten Schriftgrößen (echte Verhältnisse s. unten) aufzuzeigen. Ist es ein Wunder, dass die Wirkung der Farbe des Rahmens nicht aufgezeigt werden konnte? Nö, das war die Absicht.

Anm.: Da Schriften auf dem Bildschirm sehr unterschiedlich aussehen können, sollte man sich ein eigenes Bild machen, das Bild zeigt nur die Relationen der Schriftgröße:
Der oberste und der unterste Text hatten im Experiment die gleiche Wirkung! Die mittlere Zeile wurde zur Illustration eingefügt. Die Zeile, die wie Krümelkacke ausschaut, ist nach dieser Studie genauso gut lesbar wie die untere. Wann bekommt der Autor den Ig Nobel Award?