Ist LED-Beleuchtung effizienter als die Glühlampenbeleuchtung? Eine physiologische Betrachtung
17.03.2026
Wenn die Vision die Evidenz überholt,
nennt man das in der Politik Gestaltungswillen –
und in der Statik einen Baufehler.
d. Blogger
LED‑Beleuchtung gilt als energieeffizient, weil sie fast ausschließlich Licht im sichtbaren Bereich erzeugt – üblicherweise zwischen 380 und 650 nm. Glühlampen und Sonnenlicht hingegen strahlen über ein viel breiteres Spektrum (300–2500 nm), das auch UV‑ und vor allem Infrarotanteile umfasst.
Eine aktuelle Studie von Barrett & Jeffery (2026) zeigt, dass diese Spektralverengung bei LEDs negative Auswirkungen auf die Mitochondrien und damit auf Stoffwechsel, Alterung und visuelle Leistungsfähigkeit haben kann. Insbesondere kurze Wellenlängen (420–450 nm), die bei LEDs dominieren, unterdrücken die mitochondriale Atmung, während längere Wellenlängen (670–900 nm) diese verbessern.
Zentrale Ergebnisse der Studie:
- Ergänzt man Standard‑LED‑Licht zwei Wochen lang mit breitbandigem Langwellenlicht (400–1500 nm+), verbessert sich die Farbkontrastempfindlichkeit signifikant.
- Dieser Effekt hält bis zu 6 Wochen nach Wegfall der Zusatzbeleuchtung an.
- Die Verbesserungen sind systemisch, da Mitochondrien im ganzen Körper miteinander kommunizieren.
- LED‑Beleuchtung könnte daher Sehleistung beeinträchtigen und möglicherweise weitere gesundheitliche Effekte haben, besonders bei älteren oder geschwächten Menschen.
Die Autoren weisen darauf hin, dass sich das Leben evolutiv unter vollständigem Sonnenlicht entwickelt hat und dass der moderne, infrarot‑arme LED‑Alltag dieses Gleichgewicht stört. Alternativen könnten spezielle Langwellen‑LED‑Mixe oder das Betreiben von Glühlampen/Halogenlampen mit niedrigerer Spannung sein, um mehr Infrarotanteile zu erzeugen – allerdings mit energetischen und praktischen Einschränkungen.
Insgesamt argumentiert der Beitrag, dass die Beurteilung von Lichtquellen nicht nur auf der Lichtausbeute in Lumen/Watt basieren sollte: Die
gesundheitlichen und visuellen Auswirkungen des Spektrums sind mindestens ebenso entscheidend.
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Phantom: Lambertscher Strahler
17.03.2026
Wir irren uns lieber nach
bewährtem Muster, als dass wir
nach neuen Regeln Erfolg haben
d. Blogger
In der Phantom-Serie beschreibe ich die Geister von Gestern, die uns noch lange verfolgen werden. Heute geht es um den Tageslichtquotienten.
Der Beitrag erklärt, warum das Lambertsche Gesetz – ein mathematisches Modell für ideal diffuse Reflexion – in der realen Beleuchtungspraxis häufig zu Fehlinterpretationen führt. Ein Lambert‑Strahler würde in alle Richtungen gleich hell erscheinen, doch kein reales Material verhält sich exakt so. Trotzdem wird dieser Idealzustand in vielen Normen und Berechnungen impliziert.
Hauptaussagen
- Lambert‑Modell als Phantom:
Es wird in der Beleuchtungstechnik oft genutzt, obwohl reale Oberflächen (z. B. Papier, Monitore, Rasenflächen) stark davon abweichen. Die meistgebrauchte lichttechnische Größe, die Beleuchtungsstärke, verliert viel an Bedeutung, wenn sich die beleuchteten Oberflächen im Reflexionsverhalten von der Lambert-Reflexion weit unterscheiden. - Fehlschlüsse in Normung und Praxis:
Viele Normen (z. B. DIN‑Normen zu Beleuchtungsstärken, Sportstättenbeleuchtung, Bildschirmarbeitsplätzen) basieren auf Annahmen, die physikalisch nicht zutreffen. So wird z.B. bei der Beleuchtung von Fußballstadien mit der Horizontalbeleuchtungsstärke gearbeitet, die nur wenig Sinn macht. Die Norm für Sportstätten, DIN EN 12193, enthält Anforderungen nur an die Horizontalbeleuchtungsstärke, obwohl die Betrachtungsgeometrien sehr unterschiedlich sind. Vor rund 60 Jahren hatte das Fernsehen die Einhaltung bestimmter Vertikalbeleuchtungsstärken gefordert, was Sinn macht. - Probleme bei Bildschirmreflexionen:
Man versuchte zwei Jahrzehnte lang, störende Reflexionen über die Raumbeleuchtung zu vermeiden, statt Monitore zu entspiegeln, obwohl bekannt war, dass ihr Reflexionsverhalten nicht dem Lambert-Modell folgen kann. Die Anforderungen an Bildschirme werden in Abhängigkeit von Beleuchtungsstärken gestellt, obwohl störende Reflexionen nur wenig von der Beleuchtungsstärke abhängen. - Arbeitsplatzbeleuchtung:
Vorschriften zur Leuchtenanordnung und zum Arbeitsraum führten zu teils absurden Anforderungen (z. B. ausschließlich matte Oberflächen, stark eingeschränkte Raumzonen). Der Nutzen, Minderung der Störungen durch Reflexblendung, ist aber mäßig bis nicht vorhanden, weil sich die Oberflächen nicht an das Lambertsche Gesetz halten. - Konsequenz:
Viele Anforderungen sind praktisch nicht erfüllbar und werden daher ignoriert – zu Lasten der Benutzer.
Was hätte man tun sollen?
- Mehr diffuses Licht statt stark gerichteter Beleuchtung
- Entspiegelte Bildschirme statt Raumumbauten
- Anerkennen, dass das Lambert-Modell ein hilfreiches Ideal ist, aber keine reale Grundlage für praktische Normen.
Fazit
Die unkritische Übertragung eines mathematischen Ideals in die Praxis hat zu jahrzehntelangen Fehlentscheidungen in Beleuchtungstechnik und Normung geführt. Statt unrealistische Bedingungen vorzugeben, sollten Beleuchtungskonzepte sich an realen Materialeigenschaften orientieren – und an den Bedürfnissen der Menschen.
Phantom: Tageslichtquotient als Maß für das Tageslicht
17.03.2026
Manche halten so fest an der Vergangenheit,
dass sie gar keine Hand mehr frei haben,
um die Zukunft zu greifen.
d. Blogger
In der Phantom-Serie beschreibe ich die Geister von Gestern, die uns noch lange verfolgen werden. Heute geht es um den Tageslichtquotienten.
Der Tageslichtquotient (Daylight Factor wie D) ist ein über 120 Jahre altes Konzept, entwickelt von Alexander Pelham Trotter, um Innenbeleuchtung unabhängig von wechselndem Wetter bewerten zu können. Er beschreibt das Verhältnis der Beleuchtungsstärke im Innenraum zur Außenbeleuchtungsstärke unter einem standardisierten, vollständig bedeckten Himmel.
Trotz seines Alters und zahlreicher fachlicher Kritik ist der Tageslichtquotient bis heute in vielen Regelwerken wie ASR A3.4, DGNB, LEED, BREEAM und Teilen der DIN 5034 verankert. In den Landesbauordnungen spielt er hingegen kaum eine Rolle.
Hauptkritikpunkte:
- D basiert auf einem grauen Standardhimmel, der reale Lichtbedingungen (Sonne, Klimazonen) ignoriert.
- D ist statisch, bildet also weder Tages- noch Jahresverlauf ab.
- Die Gebäudeorientierung (z. B. Nord–Süd) wird ausgeblendet.
- Er unterschätzt die Dynamik des Tageslichts, die für gute Architektur wichtig ist.
- Beispiele aus der Praxis zeigen, dass der Quotient architektonische Qualität nur unzureichend beschreibt.
Trotzdem hält sich der Begriff hartnäckig und wird weiterhin genutzt – ein „Phantom“, das seit 1895 überlebt. (Anm.: Es wäre wissenswert zu erfahren, warum man bei dieser Größe geblieben ist. Denn nicht alles, was alt scheint, ist veraltet. So visualisierte der französische Ingenieur Charles Joseph Minard und später perfektioniert durch Étienne-Jules Marey (in seinem Werk La Méthode Graphique, 1885) alle Zugbewegungen eines Landes derart genial, dass deren Bildfahrplan-Diagramm heute noch von Verkehrsplanern weltweit genutzt wird, allerdings in digitaler Abbildung auf Bildschirmen.)
Moderne Alternativen:
- DIN EN 17037: Bewertet Tageslicht mit realen Klimadaten (EPW).
- Climate-Based Daylight Modelling (CBDM): Nutzt stündliche meteorologische Daten und ermöglicht realitätsnahe Simulationen.
Diese Methoden sind dynamisch, ortsbezogen und bieten deutlich bessere Aussagen über die tatsächliche Tageslichtqualität eines Raumes.
Es gibt ihn immer noch: Farbwiedergabeindex Ra
17.03.2026
Die Asche anbeten,
während andere
das Feuer weitertragen
d. Blogger
Der allgemeine Farbwiedergabeindex CRI bzw. Ra wurde 1965 entwickelt, um neue Leuchtstofflampen mit der Glühlampe zu vergleichen. Er basiert auf der Abweichung von acht wenig gesättigten Testfarben im CIE‑1960‑Farbraum. Ein Wert von 100 bedeutet lediglich „keine Abweichung zur jeweiligen Referenzlichtquelle“, nicht aber perfekte oder natürliche Farbwiedergabe. Viele Leute lesen 100 als 100% und vermuten eine 100-prozentige Farbwiedergabe.
Das Verfahren hat mehrere grundlegende Probleme:
- Unzureichende Testfarben: Die 8 Pastelltöne erfassen viele reale Farben – besonders gesättigte Rottöne (R9) – nicht. Dadurch können Lampen trotz hohen CRI Farben wie Tomaten oder Haut stark verfälschen.
- Fehlende UV-Strahlung: Die historische Referenzlichtart C enthielt kein UV. Viele Materialien mit optischen Aufhellern erscheinen unter solchen Standards künstlich oder falsch. Zur Farbprüfung werden Referenzspektren mit UV-Anteil benutzt (D65, D50), zur Angabe der Farbwiedergabe der Lampen ohne UV-Anteil.
- Fiktives „Tageslicht“: Normlichtarten wie D65 sind mathematisch konstruierte Spektren und repräsentieren kein echtes Tageslicht. Das echte Tageslicht ist dynamisch und ändert seine Farben in Abhängigkeit von der Tageszeit, Jahreszeit, Himmelrichtung und geographischer Lage.
- Skalenprobleme: Der CRI ist keine echte Messskala – negative Werte sind möglich, und 100 bedeutet nicht 100 %. Die vorgebliche Mitte (Wert 50) wurde so festgelegt, dass eine alte Leuchtstofflampe (Warmweiss) den Wert 50 erhielt.
- Spektrallücken moderner Lichtquellen: Besonders LEDs können die acht Testfarben treffen, aber ganze Farbbereiche unzureichend wiedergeben.
- Benachteiligung von LEDs: LEDs können mehrere vorteilhafte Spektren bieten, die früher nicht möglich waren. Die Berechnung von CRI benachteiligt diese.
Als Reaktion darauf entstanden moderne Alternativen wie CIE 224 und vor allem IES TM‑30‑20, die mit 99 Testfarben, einem präzisen Farbraum und zwei Kennzahlen arbeiten:
- Rf (Fidelity): Farbtreue
- Rg (Gamut): Farbsättigung
TM‑30 zeigt realitätsnahe und differenzierte Ergebnisse – wichtig für Museen, Handel, Architektur und LED‑Technik. Dennoch bleibt CRI in vielen Normen, einschließlich ISO/CIE 8995‑1:2025, weiterhin vorgegeben. Zu neuen und alten Methoden der Bestimmung des Farbwiedergabeindex:
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Warum ist unser Himmel so grau?
11.03.2026
Gnade und Gericht liegen im selben Strahl:
Die Dosis macht die Sonne
zum Gott oder zum Henker
d. Blogger
Neulich hatte ich dargestellt, wie das Grauen in deutsche Büros gekommen ist. Hauptschuldige waren nicht irgendwelche Lichtplaner, sondern eher Leute, die zu einem weltweit verkäuflichen Farbstandard kommen wollten. So waren die Produkte von IBM, Siemens und Nixdorf und von dem folgenden Rest der Computerbranche grau geworden. Grau beißt sich mit nix. Ergo folgten denen auch die Büromöbler. So entstand das Computerschmuddelgrau.
Wenn man alle verfügbaren Farben in gleichen Mengen in einen Eimer Wasser gibt, wird das Wasser braun. Wenn man die Farben aktiv erzeugt und mischt, kommt Weiß heraus. Das hatte Newton mit der Extraktion der sieben Farben des Regenbogens aus dem weißen Licht gezeigt.
Wie kommt es aber, dass unser Himmel grau ist? Der natürliche Himmel ist natürlich nur manchmal grau. Tagsüber ist er manchmal so schön blau, dass man nicht weiß, ob das Meer blau scheint, weil es den Himmel reflektiert, oder der Himmel dem Meer die schöne Farbe nicht gönnt und sich selbst schön blau färbt.
Wir haben eine internationale Organisation, die sich seit 1913 der Aufgabe widmet, das Licht und die Farben messen zu machen, die CIE in Wien. Deren Experten haben einen von mir erstellten Normenentwurf abschmettern wollen, weil da drin stand, dass Tageslicht keine Lichtfarbe hätte, sprich Farbtemperatur. Ich schrieb: “Tageslicht hat keine Farbtemperatur, da die Farbe an einem bestimmten Punkt und zu einer bestimmten Zeit in alle Richtungen unterschiedlich ist und vom Horizont bis zum Zenit variiert. Sie ändert sich außerdem im Laufe des Tages und hängt unter anderem von der Jahreszeit, der Tageszeit und dem geografischen Standort ab.” (in ISO/TR 9241-610:2022 Ergonomics of human-system interaction — Part 610: Impact of light and lighting on users of interactive systems).
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Bevor die Sonne morgens den Horizont berührt, erleben wir die Blaue Stunde. Das Licht ist kühl, tiefblau und fast mystisch. Da die Sonne noch weit unter dem Horizont steht, erreicht uns nur das gestreute Licht aus den oberen Schichten der Atmosphäre. Sobald die Sonne den Horizont durchbricht, muss das Licht einen extrem weiten Weg durch die dichte Atmosphäre zurücklegen. Die blauen Farbanteile werden fast vollständig weggestreut, sodass nur die langwelligen Rot- und Goldtöne bei uns ankommen. Vormittag bis Mittag herrschen Farben von Weiß bis Hellblau. Danach folgt nachmittags die Golden Hour, ein warmes Gelb. Wenn die Sonne wieder sinkt, beginnt das Licht weicher zu werden. In der Stunde vor dem Sonnenuntergang – der wahren Goldenen Stunde – nimmt das Licht einen warmen, gelblichen bis bernsteinfarbenen Ton an. Der Tag endet mit der Abenddämmerung in Feuerrot bis Indigo. Der Zyklus schließt sich mit einem Farbspektakel. Je nach Staub- und Feuchtigkeitsgehalt in der Luft färbt sich der Himmel von leuchtendem Orange über tiefes Rot bis hin zu Violett, bevor er in der Nacht wieder in ein dunkles Indigo-Blau übergeht.
Die Experten schlugen vor, stattdessen die Lichtfarbe D65 für den ganzen Tag anzugeben. Was es damit auf sich hat, kann man in einem Artikel von M Knoop et al in Lighting Research & Technology vom März 2025 lesen. Hier die Kurzfassung des Artikels (übersetzt deepl), dessen Titel “Unser Himmel ist zu grau. Wo ist die Farbe?” lautet:
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Die Tageslichtquelle D65, eine standardisierte Referenzlichtquelle in Design und Forschung mit einer Farbtemperatur von 6500 K, wird häufig zur Beschreibung der Farbe des Tageslichts verwendet. Sie repräsentiert jedoch die Farbe eines bewölkten Himmels [über Wien im Juni d.Verf.] und kann die Variabilität und Vielfalt des tatsächlichen Tageslichts, insbesondere das Blau eines klaren Himmels, nicht wiedergeben. Jüngste Forschungsergebnisse zeigen, dass sowohl Sonnenlicht als auch Himmelslicht unsere Stimmung, Wahrnehmung und physiologischen Reaktionen erheblich beeinflussen. Die Farbe des Tageslichts wird durch Faktoren wie Sonnenstand, Wetterbedingungen und geografische Lage beeinflusst. Um diesen Schwankungen Rechnung zu tragen, sammeln Forscher weltweit spektrale Tageslichtmessungen und betonen die Notwendigkeit lokalisierter spektraler Referenzdaten, um das Tageslicht an verschiedenen Orten angemessen darzustellen.
Manchmal hat das Meckern auch Erfolg.
