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LED - Photobiologische Sicherheit

2014

 

Photobiologische Sicherheit von Licht emittierenden Dioden (LED)

Die Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) hat im Jahr 2013 eine Studie zu diesem Thema veröffentlicht (Projektbericht F 2115, L. Udovičić, F. Mainusch, M. Janßen, D. Nowack, G. Ott). 

Das Kurzreferat besagt Folgendes: 

Fünfzig Jahre nach ihrer Erfindung erobern Licht emittierende Dioden (LED) immer mehr Anwendungen und halten zunehmend Einzug sowohl im beruflichen als auch im privaten Bereich. Da die rasanten Fortschritte der LED-Technologie zu immer leistungsstärkeren LED führen, stellt sich aus Sicht des Arbeitsschutzes die Frage nach der photobiologischen Sicherheit von LED. Welche Richtlinien und Normen sind bei der Bewertung zu beachten? 

Bei der Beurteilung der Sicherheit von Beschäftigten an Arbeitsplätzen mit LED ist die Europäische Richtlinie 2006/25/EG über künstliche optische Strahlung zu berücksichtigen, in der Mindestvorschriften und Expositionsgrenzwerte zum Schutz von Augen und Haut festgelegt sind, und die mit einer Verordnung zum Schutz der Beschäftigten vor Gefährdungen durch künstliche optische Strahlung (OStrV) in nationales Recht umgesetzt wurde. Die erforderlichen Messverfahren und die Berechnungsmethodik sind in der harmonisierten Norm DIN EN 62471:2009 „Photobiologische Sicherheit von Lampen und Lampensystemen“ festgelegt. Die Norm unterteilt die Quellen inkohärenter optischer Strahlung (wie Glüh-, Leuchtstofflampen, LED, usw.) in vier Risikogruppen: in die Freie Gruppe (keine photobiologische Gefährdung) und in die Risikogruppen 1 bis 3 mit steigendem Gefährdungspotential. 

Dieser Bericht stellt die Ergebnisse der Bewertung photobiologischer Sicherheit unterschiedlicher LED nach den Bestimmungen der Lampensicherheitsnorm vor. Dabei wurden überwiegend LED im sichtbaren Spektralbereich untersucht. Beispielhaft wurde je eine LED, die im ultravioletten bzw. infraroten Spektralbereich emittiert, beurteilt. Die untersuchten LED im sichtbaren Spektralbereich (34 einzelne LED mit oder ohne Linse, drei LED-Taschenlampen, fünf LED-Lampen, ein LED-Reflektor) erreichten maximal die Risikogruppe 2 aufgrund der Überschreitung der Emissionsgrenzwerte für photochemische Netzhautschädigung: Die photochemische Netzhautgefährdung durch LED ist die dominierende Gefährdung im sichtbaren Spektralbereich. Keiner der Emissionsgrenzwerte für thermische Netzhautgefährdung wurde überschritten. 

Bei fast allen LED, bei denen die Emissionsgrenzwerte der Freien Gruppe überschritten wurden, handelte es sich um Weiß- oder Blaulicht emittierende LED (Ausnahme: eine Grünlicht emittierende LED). Der Expositionsgrenzwert für die photochemische Netzhautgefährdung bei einem langzeitigen, absichtlichen Blick aus kurzer Distanz in eine Weiß- oder Blaulicht emittierende LED kann schon nach 10 Sekunden überschritten werden. Die Summe der Einzelexpositionen kann diese Zeit an bestimmten Arbeitsplätzen (z. B. in der LED-Industrie, bei der Installation von Beleuchtungsanlagen, in der Theater- und Bühnenbeleuchtung) rasch übersteigen. 

Schlagwörter: 

Licht emittierende Dioden, LED, Lampensicherheitsnorm, künstliche optische Strahlung, photobiologische Sicherheit, photobiologische Gefährdung, Risikogruppe

LED als Kunst

Der vollständige Bericht kann hier heruntergeladen werden:

http://www.baua.de/de/Publikationen/Fachbeitraege/F2115.html;jsessionid=B1F5B1F6960D265302CCC6D2CD3B8A29.1_cid323

Licht und LED in Blau

 

2014

Endlich Nobelpreiswürdig

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.

Eigentlich gehört die Ehre Einstein, der den angemessenen Preis für die Entdeckung des Photoelektrischen Effekts schon längst bekommen hat. Unmittelbar nach der Meldung der Preisverleihung haben sich auf etliche Kommentatoren gemeldet, nach deren Meinung eine Weiterentwicklung von LED zwar in Gold aufgewogen werden darf, aber nicht mit einem Preis für Grundlagenforschung.

LED-Matrix
Mein Ampelmann

Licht und Schwachsinn

 

2014

Energiesparen durch Vergeuden

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.

LED

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 …

Vergeuden von Ressourcen - nicht nur von Strom … Und ein Hauch von Guantanamo!

Boser Ampelmann

Licht und Kinder

21.07.2012

KINDER ALS VERSUCHSOBJEKT NOCH EINMAL

Gestern hatte ich das Blaue Wunder aus Hamburg dargestellt (das Video steht in der ARD-Mediathek nur noch 6 Tage zur Verfügung, bitte nicht versäumen). Heute habe ich noch Lustigeres erfahren. Wo? Das verrate ich sehr gerne: Ein Professor, der sich „Nutzerzentrierten Technologien“ verschrieben hat, hat in einem seriösen wissenschaftlichen Beitrag eine Literaturstelle zitiert, der ich gerne nachgefolgt bin. Es geht um die Dynamik des Lichts für Schulen. Wie trägt man die doofen deutschen Schüler auf den Pisa-Gipfel? Pardon, es geht nur um die Nordlichter, denn auch dieser Beitrag stammt aus dem hohen Norden, aus Kiel. Macht doch nichts. Auch Nordlichter wollen große Leuchten werden!

Diesmal geht es nicht mehr allein um dynamisches Licht und dynamisierte Schulkinder, sondern auch um die Energieeffizienz. Uns hatten die Leute aus der Hamburger Verwaltung ins Ohr geflüstert, dass das dynamische Licht so etwa 2,5 mal so viel Strom erfordere als die gute alte statische Beleuchtung. Sie müssen sich fürchterlich geirrt haben. Denn die Literaturstelle zeigt, dass die keinen blassen Schimmer von Tuten und auch sonst nicht haben. Der Beitrag „School Vision Dynamisches Licht und energieeffiziente Beleuchtung in Schulen“ auf dem Energieworkshop für Schulen in Kiel (2010) weist eindeutig nach, dass „Die Beleuchtungsanlage Dynamisches Licht EnEV-konform ist!“ Ich weiß zwar immer noch nicht, wie das gehen soll, wenn man blaues Licht erzeugen will, aber man kann es selber lesen. Irgendwie muss es gehen, wenn genug Geld dahintersteckt. Wenn das Projekt "School Vision …" heißt und sich auch noch mit der "energieeffizienten" Beleuchtung beschäftigt, dürfte das Geld kräftig sprudeln. Ich habe den Beweis gefunden, dass der Segen der dynamischen Beleuchtung nicht nur bei den Nordlichtern in Germanien ankommt, sondern über alle Länder niedergeht. "School Vision" soll wohl das Schlagwort für die Schulbeleuchtung allgemein werden.

Was von Hamburger Schülern unter der altmodischen Beleuchtung zu halten ist, hat die Autorin treffend dargestellt:

Nun kommt das EnEV-konforme energieeffiziente dynamische Licht ins Spiel (das Bild gab es schon einmal, aber nie so schön)

Und Nu? Das Wunder ist perfekt: Es heißt: Die Universitätsklinik (UKE) in Hamburg hat eine wissenschaftliche Studie mit Dynamischem Licht in Schulen durchgeführt. Die Beleuchtung kommt von P. ...!

• Das Ergebnis belegt:

Schön, dass die Schulkinder kaum mehr Bewegungsunruhe zeigen. Gestern hatte der Professor, der das Ganze angezettelt hat, noch von 20 % gesprochen. Wer wissen will, welche 20 % er gemeint hat, kann sich das Video noch einmal ansehen. Ist ja richtig sehenswert. Heute sind es satte 35% bei der Lesegeschwindigkeit, und 45% weniger Fehler bei einem Test. Und vor allem: Die Kinder werden endlich ruhiger!

Wer sich für den Test interessiert, bei dem das blaue Licht um 45% besser abschneidet: Es handelt sich hierbei um den d2-Aufmerksamkeits-Belastungs-Test von Rolf Brickenkamp und er ist für Personen von 9 bis 60 Jahren validiert. Nicht für die 8-jährigen Teilnehmer dieser Studie. Ach was, wer wird denn so pingelig sein? Und es ergibt 7 Kriterien, nach denen das Ergebnis bewertet wird, nicht nur die Fehlerhäufigkeit. Wo sind die anderen geblieben? Auch so eine pingelige Frage!

Neueste Untersuchungen haben ergeben, dass die Fehlerskalen weniger reliabel sind (man frage Prof. Dr. G. H. Franke/S. Jäger, M.Sc. Hochschule Magdeburg/Stendal). Ach was! Solche Leute vermiesen einem aber alles.

Und die beiden Herrschaften, die das Testverfahren geprüft haben, sagen aus: „d2 bildet lediglich Tempo und Sorgfalt des Arbeitsverhaltens bei der Unterscheidung ähnlicher visueller Reize ab." Heißt so viel wie: Der Test ist auch von der visuellen Umgebung abhängig. Hat man den Test unter gleichen visuellen Bedingungen durchgeführt? Wie sollte man denn? Gerade die wurden geändert.

Uns hatte Brickenkamp vor langer Zeit angegeben, dass der Test einen sehr starken Lerneffekt aufweist. So um die 25% …

Wer sich die Studie näher anschaut, wird herausfinden, dass die erforderliche Validität geprüft worden ist, allerdings mit Erwachsenen! Eine Studie mit Grundschulkindern validieren mit Erwachsenen? So viel zur Methodik. (In dem Kasten rechts ist eine Kurzfassung einer US-amerikanischen Replikation der Studie zu lesen. Die Originalquelle ist als Volltext verfügbar.)

Solche Dinge kümmern Leute nicht, die Produkte zu verkaufen haben. Warum sollten sie auch, wenn vom Staat besoldete Professoren im Fernsehen Licht statt Espresso predigen? (Bitte Video noch einmal ansehen) Man nehme an, das stimmt. Wer möchte um die 16 Stunden am Tag einen Espresso trinken? 

 

Dazu sagt die US-amerikanische Replikation der Studie (Illuminating the Effects of Dynamic Lighting on Student Learning von Michael S. Mott, Daniel H. Robinson, Ashley Walden, Jodie Burnette, and Angela S. Rutherford): 

In jüngsten Forschungsarbeiten wurden die Beleuchtungsvariablen Farbtemperatur und Beleuchtungsstärke hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf Schlaf, Stimmung, Fokus, Motivation, Konzentration sowie Arbeits- und Schulleistung untersucht. … Insgesamt 84 Drittklässler wurden entweder einer „Fokus“-Beleuchtung (6000 K, durchschnittlich 100 fc) oder einer normalen Beleuchtung ausgesetzt. Die Fokus-Beleuchtung führte zu einem höheren prozentualen Anstieg der Leseflüssigkeit beim Vorlesen (36 %) als die Kontrollbeleuchtung (17 %). Hinsichtlich Motivation oder Konzentration wurden keine Auswirkungen der Beleuchtung festgestellt, 

Bei Fehlern und Intelligenz fand man wohl nichts, weil bereits das Suchen überflüssig war.

Die Schüler haben in der Testsituation schneller gelesen. Bei der dynamischen Beleuchtung lasen sie etwas schneller. das war alles.

Licht und Gesundheit

20.07.2012

KINDER ALS VERSUCHSOBJEKT RELOADED

Gestern Abend zeigte die ARD die neueste Folge der Show der großen Naturwunder. Zu denen gehören die Kinder aus Hamburg, über die in diesem Blog mehrfach berichtet wurde. Die werden durch das Blaulicht einfach um 20 % intelligenter. Wer davor noch geguckt hatte, hatte gelernt, dass das Stachelschwein nicht mit den Stacheln schießt und am liebsten Obst isst.

Der Unsinn hat es in die große ARD-Unterhaltung geschafft. Ein Inder, der es auch ohne Bestrahlung nach oben geschafft hat, Ranga Yogeshwar, interviewt mit total ernsthafter Miene den Professor für Psychiatrie, der den Versuch in immer weitere Kreise verkauft.

Der Traum des deutschen Lehrers wird wahr: Man braucht nur den Knopf „Aktivieren“ zu drücken, schon sind die Kinder 20% intelligenter. Wenn die Saublagen zu viel Krach machen, dann Knopf 4 drücken:: Das beruhigt. Sollen sie sich konzentrieren, dann Knopf 3, z.B. auf den unbeschreiblichen Unsinn, der verbreitet wird: Auf Anfrage von Yogeshwar, dem die Sache nicht so glaubhaft scheint, erzählt der Professor, dass die Umstimmung praktisch sofort erfolgt. Schneller als das Zubereiten einer Tasse Nescafé. Nesstimmung also.

Bleibt noch zu ergänzen: Der Professor erklärte, wodurch das Wunder geschieht, durch Melatoninerzeugung. Als wir ihn vor drei Jahren zu einer Anhörung gezwungen hatten, hatte er dort erzählt, er wüsste nichts von hormonellen Wirkungen. Und das vor großem Publikum. Danach haben wir die zuständige Ethikkommission eingeschaltet, weil es sich um ein medizinisches Experiment mit gesunden Kindern gehandelt hatte. Der muss er auch erzählt haben, dass es sich nicht um ein solches gehandelt hat. Jetzt erzählt er vor 15,6 % des deutschen Fernsehpublikums (Einschaltquote, vermutlich waren alle 15,6% wach, weil dieser Teil ziemlich zu Beginn gezeigt wurde), dass man Hormone per Knopfdruck umstellen kann. Großer Applaus vom Studiopublikum.

Zudem erzählt er in dem Film, dass es drei Schulen mit über 100 Schülern gewesen seien. Das hatte er vor drei Jahren auch erzählt, bis eine der drei Schulen widersprach. Sie hatte den Versuch nicht mitgemacht. Daraufhin wurden die Daten in dem Forschungsbericht reduziert, zwei anstelle von drei Schulen, 116 Kinder anstelle von 166. Dann wurde die Sache in einer ernsthaften Zeitschrift veröffentlicht. Es waren 89 Schüler. Gestern im Fernsehen waren es wieder über 100. Zahlen sind Schall und Rauch. Man soll die Daten nicht überstrapazieren - hatte ich von den Jüngern eines anderen Gurus aus der Medizin erfahren, als ich denen Diskrepanzen in ihren Studien vorgeführt hatte. 

Der Herr Professor erklärt sogar den Erfolg von Talkmastern und Talkmasterinnen mit der Farbe, die immer schön warm ist. Das beruhigt! Von Farbpsychologie hat er wohl nichts gehört. Kann wirklich stimmen, Psychiater studieren keine Psychologie, sondern Krankheiten der Seele als Mediziner. Und Mediziner kennen am besten die Farbe des G… (Verzeihung)

Am Ende fragte der Moderator, Frank Elstner, ob es sein kann, dass er durchs Abi durchgerasselt war, weil er schlechtes Licht hatte. Ob die Hamburger Kinder es so weit kriegen werden wie Frank Elstner? Ach was, 20% besser werden sie allemal sein. Dank einer Blaulichtberieselung. 

Die Sendung ist für 7 Tage in der ARD Mediathek zu sehen. Für wissenschaftliche Zwecke habe ich einen Teil ausgeschnitten und dabei Stachelschwein und die rechnenden Wunderküken weggelassen. Die sind aber sehenswert. Die nachfolgende Szene ist bestenfalls für den Psychiater geeignet, den alle aufsuchen sollten, die den Unsinn glauben.