Licht und Gesundheit

Die Lichtbiologie und Chronobiologie untersuchen die vielfältigen Einflüsse des Lichts auf lebende Organismen. Licht steuert nicht nur grundlegende Lebensprozesse wie Wachstum und Ernte in der Landwirtschaft, sondern beeinflusst auch auf verschiedenen Zeitskalen Wahrnehmungen und physiologische Anpassungen beim Menschen.

Während das Auge in Millisekunden auf Lichtreize reagiert und sich innerhalb von Minuten an unterschiedliche Helligkeiten und Farben adaptiert, benötigen tiefgreifendere biochemische Anpassungen, wie die vollständige Dunkeladaption, deutlich länger. Auch die Haut zeigt auf Licht unterschiedliche Reaktionen von akuten Sonnenbränden bis hin zur Vitamin-D-Synthese, die Wochen bis Monate nachwirkt.

Circadiane Rhythmen, gesteuert durch das Molekül Melatonin, sind evolutionär tief verankert und synchronisieren biologische Prozesse mit dem Tag-Nacht-Wechsel – selbst in lichtlosen Tiefseezonen. Die Speicherung von Lichtwirkungen im Körper, etwa durch Vitamin D oder das „Hautgedächtnis“ gegenüber Sonnenstrahlung, illustriert die nachhaltige und vielschichtige Wirkung des Lichts auf das Leben. Dieses Zusammenspiel von Licht und Lebewesen steht im Mittelpunkt der Lichtbiologie und Chronobiologie und zeigt, wie elementar Licht für die biologische Zeit und Gesundheit ist.

Blau, circadian, Gesundheit, Lichtqualität

Wenn man lichttechnische Abhandlungen oder Beleuchtungsnormen liest, hat man das Gefühl, man könnte das Licht in Innenräumen lenken, wie man es gerne hätte. So soll z.B. laut DIN EN 12464-1 die Beleuchtungsstärke horizontal (auf den Tischen) wie vertikal (auf den Wänden) und gar auf der Decke gemessen werden. Bei der letzteren Angabe fehlte den Autoren die Fantasie, einen Namen zu geben, denn sie ist die Umkehrung der Horizontalbeleuchtungsstärke. Der Laie hat ohnehin schwer genug, zu verstehen, warum man das Licht mit einem senkrechten Pfeil nach unten anzeigt, aber dann Horizontalbeleuchtungsstärke nennt. Während man das noch mit dem Wissen aus der Geometrie erklären kann, würde die Beleuchtungsstärke an der Decke als umgekehrt-horizontal u.ä. bestenfalls Gelächter hervorrufen.

Nicht lachen kann der Laie hingegen, wenn er liest, an jedem Punkt einer Arbeitsstätte müsse die zylindrische Beleuchtungsstärke angegeben werden. Wenn er dann einen Fachmann fragt, was das ist, erklärt ihm dieser den Begriff mit diesem Bild. Es stammt von der Firma Trilux, sieht sehr schön aus. Ist aber falsch. Denn es zeigt die halb-zylindrische Beleuchtungsstärke. Mit der (ganz-)zylindrischen hätte man so seine Probleme, denn dazu zählt auch das Licht von hinten. Wie jeder Laie weiß, sieht ein fotografiertes Gesicht traurig aus, wenn Licht von hinten kommt.

Wie man es auch nimmt, am Ergebnis ändert sich nicht viel, weil das Licht immer von der Decke kommt. Es wird an der freien Entfaltung durch diverse Hindernisse gestört, wovon die berühmtesten aus den USA stammen und auf den Namen Cubicle hören. Diese sind bei uns trotz der Bemühungen der Firma Vitra, sie zum Lifestyle zu erklären, selten anzutreffen. Vitra hat sie früher nicht nur verkauft, sondern auch noch selbst benutzt.
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Während die Cubicles gut organisierte Zellen ergaben, trifft das wohl geplante Licht bei uns auf früher nicht bekannte Hindernisse. Sie sehen fast alle grau aus und geben vor, der Akustik zu dienen. Fragt man die Leute, die zwischen den grauen Wänden gequetscht sitzen, ob das wahr ist, müsste der Kaufmann, der sie bezahlt hat, sein Geld zurückfordern.

Eigentlich liegt der Umstand, warum man auch in deutschen Büros fast immer die Horizontalbeleuchtungsstärke antrifft, mehrere Jahrzehnte zurück. So etwa gegen Ende der 1960er Jahre setzten sich Büroplaner, Architekten und Möbelleute zusammen und erfanden die integrierte Decke, die sämtliche Technik, so z.B. Elektroleitungen, Luftkanäle, in sich vereinigt, wozu dann auch die Leuchten gehörten. Sie sollten in der Decke verschwinden, damit sie die Luftwalze nicht stören, die die warme Luft nach oben an die Decke bringt, um sie später wieder herunterzuholen. Das Ganze nahm ca. 50 cm von der Raumhöhe weg. Da die ohnehin gegenüber früheren Bauten weitgehend reduziert war, konnte sich das Licht eben sehr schlecht ausbreiten.
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Fehlt uns da etwas dadurch? Wozu braucht es die (halb-)zylindrische Beleuchtungsstärke? Der Grund wird in vielen Schriften, Normen und Regelwerken angegeben: visuelle Kommunikation, Modellierung von Gesichtern. Das wird jeder Bühnenbeleuchter sofort unterschreiben. Dummerweise gibt es in den Cubicles keine Nachbarn, die einen sehen. Und die Bildschirme, in denen man sich selber sehen konnte, sind mittlerweile entspiegelt. Ob die Menschen, die zwischen grauen Paneelen gefangen vor großen Bildschirmen arbeiten, etwa von der zylindrischen Beleuchtungsstärke was merken? Physikalisch kaum möglich.

Wozu braucht man Vertikalbeleuchtungsstärken? Für die nicht-visuellen Wirkungen zählt nur diese. Die braucht der Mensch, z.B. um wach zu bleiben. Nun kann man sich darüber streiten, ob das Fehlen der Vertikalbeleuchtungsstärke mehr zum Einschlafen beiträgt oder eher die grauen Wände.

Lichtqualität, Planung, Qualität

Letzte Woche präsentierten ein Büroplaner und ein Psychologe in deiner Veranstaltung der Zeitschrift md-mag eine Bürostudie. Als sie ein Foto von dem Untersuchungsobjekt zeigten, dachte ich, ich müsste dort arbeiten. Das Bild darf man leider nicht benutzen. Aber ein Büro, das ich mal fotografiert habe, ist das exakte Gegenteil. Dabei zeigt dieses Bild nicht etwa einen Raum, den man lieblos und billig eingerichtet hat. Er war sogar mit viel Bedacht geplant worden. Und viele Büroräume, die ich untersucht habe, sahen schlimmer aus. Ihr Zustand erinnert mich an die Bilderserie NEGATIVESPACES, die ich als dystopisch empfinde. Grau, wo man auch hinsieht.

Das Gegenstück dazu wollen die Leute von Lightvision Berlin auf der Messe Light + Building auf der Sonderschau "The Living Light – where Design and Technology Shape the Future" demonstrieren. Die Kuratorin der Show erklärt das Ziel der Veranstaltung so: "Mit The Living Light möchten wir zeigen, dass Licht weit mehr ist als Beleuchtung. Licht ist ein lebendiger Gestaltungsfaktor, der unsere Emotionen anspricht, uns motiviert und uns miteinander verbindet. Wenn wir Technologie richtig einsetzen und in ein holistisches Gesamtkonzept einbetten, kann Licht jeden Moment unseres Alltags verbessern."
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Warum braucht es eine Show, um zu demonstrieren, wie man mit Licht lebenswerten Raum schafft? Geht es nicht auch ohne Kuratorin? Ich denke, ja. Allerdings muss man einen Sinn dafür entwickeln. Wie das gehen könnte, hat die Kuratorin sehr einprägsam erklärt: …Licht ... ein lebendiger Gestaltungsfaktor, der unsere Emotionen anspricht … und … in ein holistisches Gesamtkonzept einbetten. Die beiden Bilder rechts oben zeigen, wie man es nicht macht. In beiden Fällen hat der Architekt einen Raum geschaffen, der an sich annehmbar gewesen war, bis die Beleuchtung installiert wurde. Und dessen Planung haben die Akustikpaneele zunichte gemacht (oben). Das untere Bild zeigt einen Tageslichtraum während des Tages. Man erfährt es aber erst, wenn man sich näher damit beschäftigt. Die Einbauten haben jegliche Tageslichtplanung und Kunstlichtplanung zunichte gemacht.

Wer weiß denn, wie man es richtig macht? Dazu fällt mir ein Aphorismus von Einstein ein: "Probleme kann man niemals mit derselben Denkweise lösen, durch die sie entstanden sind." Räume und Licht, die nicht unseren Emotionen entsprechen, sind nicht vom Himmel gefallen. Sie sind Folge unserer Lichtplanungspraxis. Oder soll man lieber sagen: Folge eines lieblosen Umgangs mit dem wichtigsten Umweltfaktor.

Das Ende dieses Umgangs haben nicht etwa die Menschen eingeläutet, die still unter der Missgestaltung ihrer Arbeitsumwelt leiden. Es war ein Virus namens Corona, das ihnen und ihren Unternehmen gezeigt hat, dass es eine Arbeitswelt jenseits der Bürogebäude gibt. Home office … Bürogebäude, die eher abstoßend auf die Menschen wirken, stehen bei den Arbeitgebern nicht mehr hoch im Kurs. Was Zukunft hat, zeigt der Beitrag Licht für New Work . Darin geht es um Raumdesignkonzepte und um Licht im Sinne ihrer Architektur. Wir müssen irgendwann endlich schaffen, dass Licht von Lichtplanern oder Innenarchitekten geplant wird .

Lichtqualität, Planung, Qualität

Als ich die Beiträge in Genesis 2.0 – Schöpfung der elektrischen Sonne zu Flimmereffekten der LED schrieb, wurde mir bewusst, dass auch ich Geister sehe. Die hatte ich zwar auch als Jugendlicher gesehen, damals war die Lichtlosigkeit daran schuld[1]. Jetzt ist der Missetäter ein Übermaß an Beleuchtung.

Gemeint ist der Effekt, den man den Perlsschnur-Effekt nennt. Am besten gezeigt durch dieses Bild

Sie mit dem wissenschaftlichen Namen Phantom-Array-Effect ist ein visueller Effekt, den ein menschlicher Beobachter wahrnimmt, wenn er schnelle Augenbewegungen über eine Lichtquelle ausführt, die eine zeitliche Lichtmodulation bei Frequenzen zwischen etwa hundert Hz und einigen kHz aufweist: In Richtung der Augensakkade wird eine Reihe von mehreren Scheinbildern der Lichtquelle gesehen. Zwar kann das Gehirn das Sehen während jeder Sakkade blitzschnell ausschalten. Es kann aber mit den LEDs nicht mithalten. So entstehen Geisterbilder.

In Deutschland fühlt sich die Mehrheit der Autofahrer laut ADAC nachts durch andere Autos geblendet. Nach einer repräsentativen Umfrage ühlen sich über 90 Prozent der Autofahrenden geblendet. Einige zwar nur selten (15,2 Prozent) oder fast nie (5,5), aber immerhin fast 50 Prozent manchmal, regelmäßig (21,7 Prozent) oder gar fast immer (5 Prozent). Das bedeutet: Für rund drei Viertel der Befragten ist Blendung im Straßenverkehr demnach ein wichtiges Thema. (hier)

Die Zahl kommt mir zu hoch vor, weil die Menschen nicht allzu genau wissen, was sie stört. Es scheint klar zu sein, dass es die Scheinwerfer des Gegenverkehrs sind. So gehört der Beitrag Warum Scheinwerfer blenden in diesem Blog seit seinem Erscheinen zu den meist gelesenen. Ist das aber auch wahr?

Ein erheblicher Teil dürfte auf das Konto der Geisterbilder gehen. Diese[2] sehen wie folgt aus:

Das fahrende Auto erscheint mit einer Reihe von nicht existierenden Rücklichtern. Auf einem anderen Bild zeigt der Autor sein Auto und dessen Erscheinung infolge des Effekts.

Bei einem üblichen Autofahrer kommen zu diesen Erscheinungen die “Geisterbilder” hinzu, die sein Auge generiert. Je nach Trübungsgrad der Augenmedien sieht er eine Corona um die hellen Objekte herum. Diese sind in der Fläche mehrfach größer als die Rücklichter, wenn das Auge sehr alt ist.

Die Vorstellung, dass nachts die Autobahn zu einer Geisterbahn wird, wo Phantombilder die Fahrt begleiten, klingt nicht gut. Vor einigen Jahren in den USA sind mir solche Bilder in der Mojave-Wüste begegnet, als ich mit einem Sportwagen lauter SUVs begegnet bin, die fast doppelt so hoch schienen. Ich war glücklich, als ich den nächsten Ort fand, wo ich die Nacht verbringen konnte.

Hierzulande haben mehr Leute Probleme mit dem Verkehr in dessen Lichtern, wenn sie durch die Städte streifen. Aber auch in trauter Umgebung, im Büro oder in eigener Wohnung kann man dem ungeliebten Nebeneffekt energieeffizienter Beleuchtung begegnen. Was dies bedeutet und was man dagegen tun kann, erkläre ich in einem neuen Beitrag.

Vom Sehen der Dinge, die man nicht sieht

[1] Man sieht Geister im Dunkeln, wenn sich etwas am Rande des Blickfeldes bewegt. Man richtet sich reflexartig seinen Blick auf das Objekt, das dabei verschwindet. Wenn man wieder in die alte Richtung schaut, sieht man es wieder. Und glaubt an Geister.

[2] Bild aus VISIBILITYOF THE PHANTOM ARRAY EFFECT, Stefan Källberg, RISE Lighting Europe Webinar April 12, 2024

Flicker, Gesundheit, LED, Verkehr

Flimmern gehört zu lichttechnischen Problemen, die älter sind als die elektrische Beleuchtung, sie hieß früher Unruhe. Aber nicht alles, was stört, ist auch tatsächlich Flimmern. Beim Blog zu Genesis 2.0 – Schöpfung der elektrischen Sonne werden die neuesten Entwicklungen kommentiert, obwohl das Problem über 100 Jahre alt ist. Es war auch vergessen, weil es schon sehr lange eine Lösung gab. Als vor über 10 Jahren ein Zertifikat eingeführt wurde, das einem Leuchtmittel „Flimmerarmut“ bescheinigte, habe ich den Vorgang sarkastisch kommentiert: (Ein neues Gütezeichen, das nie einer gebraucht hat! Bis heute!) Die Sache hat sich aber per 2026 noch nicht erledigt.

Das elektrische Licht hat das Flimmern als Erbe des Wechselstroms übernommen. Dieses war bei der Glühlampe praktisch unsichtbar, wurde aber mit der Leuchtstofflampe ein Problem. Die Existenz eines Problems wurde viele Jahrzehnte lang ignoriert, obwohl man zu dem angeblich nicht vorhandenen Problem technische Lösungen wie die Duo-Schaltung anbot.

Die Einführung der LED in der Beleuchtung brachte das Problem TLA derart heftig zurück, dass sich die EU damit beschäftigen musste. Grenzwerte für das Flimmern wurden 2021 eingeführt und 2024 zur Bedingung für eine Marktzulassung erhoben.
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Nunmehr haben wir LED in allen Lebenslagen, u.a. als

Beleuchtung unserer Arbeitsräume
Hintergrundbeleuchtung von Computermonitoren
Beleuchtung von Kraftfahrzeugen
Nächtliche Illumination unserer Städte

TLA ist nicht Flimmern alleine. Der Begriff umfasst alle unerwünschten Wirkungen des zeitlich nicht stabilen Lichts auf den Menschen. Das Thema wurde im Blog healthylight.de über Jahre thematisiert, so auch

LED dürfen nicht mehr flimmern - nur noch moderat … (12/2019)
Darf die LED mehr flimmern, weil sie modern ist? (09/2019)
Flimmern war gestern- jetzt haben wir Flicker (01/2019)
Flimmern bei Olympia 1972? (05/2016)
Flimmern is back -als Flicker (04/2016)
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