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Irren ist menschlich - Künstliches Licht wird gesund- Irgendwann …

24.04.2024
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Heute ist mir ein historisch wertvolles Dokument in die Hände gefallen, das für viele von uns den Alltag im Arbeitsleben mitbestimmt. Es wurde von zwei Herren geschrieben, die ich einst gut kannte. Sie berufen sich auf einen anderen Herrn, den ich auch mal kennenlernen durfte. Dessen Titel nimmt in der Publikation eine ganze Zeile ein: Herr Prof. Dr. phil. Dr. med. Dr. med. h. c. Herbert Schober. Einst ein Name wie Donnerhall! Da muss man vor Ehrfurcht erstarren, zumal die anderen Herren, die als Autor genannt werden, auch nicht über viel kürzere Titel verfügten, Herr Prof. Dr. rer. nat. Erwin Hartmann und Herr Prof. Dr. med. Wolf Müller-Limmroth. Echte Pandits ihrer Zunft. Bei so viel Kompetenz muss man deren Schrift als so eine Art Bibel betrachten. Da steckt Wahrheit drin!.
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Das Dokument stammt vom Juni 1981 und baut auf einem einem Gutachten von Schober von 1971 auf. Wer Schober war? Die Koryphäe was Sehen und Physiologie angeht. Bereits 1950 hatte er sich zu Worte gemeldet. Sein Artikel in Lichttechnik hieß "Die angeblichen Sehstörungen bei Beleuchtung durch Entladungslampen". Übrigens, die angeblichen Störungen gibt es heute 75 Jahre später noch. Bei mir steht er mit dem folgenden Satz im Gedächtnis: „Erst die Einführung der Leuchtstofflampen hat es ermöglicht, zwei alte Wünsche der Technik zu erfüllen, nämlich die Arbeit in fensterlosen und genau klimatisierten Räumen auf der einen Seite und die von der Tageszeit unabhängige kontinuierliche Maschinenarbeit auf der anderen Seite.“ Wenn das so allein da stünde, hätte ich nichts dagegen. Ist ja nur ein Statement, auch wenn nicht ganz so unparteiisch. Das Wörtchen genau vor "klimatisierten Räumen" hätte ich gerne erklärt bekommen. Prof. Schober hat wohl nie in einem klimatisierten Raum gesessen.

Auf dem Kongress, wo diese Worte von 1961 wiederholt wurden, gab es aber noch ein Statement: „Menschen in fensterlosen Fabrikationsräumen haben - sofern diese in arbeitshygienischer Sicht optimal gestaltet sind - keine gesundheitsschädigenden Einflüsse zu befürchten.“ Das war die 6. Arbeitstagung der Deutschen Gesellschaft für Arbeitsmedizin und dokumentiert, dass die deutschen Arbeitsmediziner dem Tageslicht keine hygienische Bedeutung beimaßen. Diese Tagung lief zum Thema "Der fensterlose Arbeitsraum". Könnte auch "Eine Welt ohne Sonne" heißen.
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Schobers Gutachten von 1961 wurde 1971 aufgefrischt und besagte, dass alle Behauptungen zu gesundheitlichen Wirkungen vom Leuchtstofflampenlicht irgendwie falsch seien. Leider liegt mir das Urdokument nicht vor. Aber darauf kommt es nicht an, weil weitere zwei hochdekorierte Herren im Jahre 1981 seine Ausführungen wieder aufnahmen. Das Jahr 1971 war übrigens nicht so eine Zahl wie jede andere. In dem Jahr veranstaltete die LiTG eine Sondertagung "Auge-Licht-Arbeit" in Karlsruhe, bei dem es um fensterlose Arbeitsräume ging. Auf dieser Tagung ging der spätere Vorsitzende des Normenausschusses Beleuchtung, H.-J. Hentschel, sogar noch weiter als andere: „Hohe Ansprüche an die Beleuchtung, wie sie in der künstlichen Beleuchtung gestellt werden, können nicht befriedigt werden.“ Ergo: Die Menschen haben es besser, wenn man das Tageslicht aussperrt und ihre Arbeitsräume nur noch künstlich beleuchtet. Hentschel wusste im Übrigen nicht, dass sinngemäß dasselbe in einem Buch von Luckiesh und Pacini im Jahre 1926 gestanden hatte. Und der im Bild an der Seite dozierende Prof. C. T. Larson bereits 1965 diese Weisheit wissenschaftlich ermittelt zu haben glaubte.

Dummerweise bauen Menschen Fenster nicht wegen der Beleuchtung in ihre Behausungen ein. Diese dienen vornehmlich der Belüftung. Während man ohne Licht leben kann, auch wenn nicht allzu fröhlich, ist ein Leben ohne Luft nur in der Tiefsee möglich, wo riesige Würmer an schwarzen Schloten vom Schwefel leben. Naturverbunden, aber nicht ganz menschenwürdig. Aber die Lösung war längst da. Die künstliche Klimatisierung war zu Beginn des 20. Jahrhunderts erfunden worden. In den USA war man bereits in den 1930ern dabei, unterirdische Städte zu entwerfen. Aber ein gewisser Georg Rössler vom Institut für Lichttechnik in Berlin war der Meinung, Menschen bräuchten eine Kommunikation mit ihrer Umwelt. Dem widersprach ein gewisser Weber, Autor von "Praktische Erfahrungen bei fensterlosen Arbeitsräumen", und stellte die glanzvolle Zukunft so dar: "… richtige Dosierung folgender Reize: Eine Luftbewegung durch die Klimaanlage, akustische Reize durch die Maschinen, stärkere optische Gestaltung durch die Farbgestaltung sowie letztlich durch die Tätigkeit am Arbeitsplatz selbst." Was braucht der Mensch noch? Rösslers Idee (mehr dazu hier) kam 1975 in die Arbeitsstättenverordnung und ist im Jahr 2024 immer noch dort. Vom Herrn Weber mit dem Ideenreichtum ohnegleichen fehlt bis auf die zitierte jede Spur.  .

Eine Luftbewegung durch die Klimaanlage, um ein Frühlingslüftchen ins Büro zu holen? Mindestens zwei Generationen von deutschen Büromenschen, die das besondere Los gezogen hatten, in einem Großraumbüro zu arbeiten, würden dem Herrn Weber nichts Gutes wünschen. Er dürfte sich in einem Großraumbüro auch nicht als Autor dieser Weisheiten outen, ohne sich Sorgen um seine Sicherheit zu machen. Aber Hentschel und ähnlich Denkende kamen ungeschoren davon, weil sie nur in Fachkreisen auftraten. Ihr wichtigstes Problem bildeten ein Prof. Hollwich und dessen Anhänger. Dieser behauptete, Leuchtstofflampenlicht erzeuge Stress und stünde im Verdacht, die Stoffwechselprozesse im Körper zu stören. Sie hätten ein falsches Spektrum. Seine diesbezüglichen Arbeiten füllen eine lange Liste.

In den Jahren ist auch irgendwie der Verdacht entstanden, Leuchtstofflampen könnten Krebs erzeugen. Da musste die Lichttechnische Gesellschaft dagegen halten. Das ganze Gutachten von Hartmann und Müller-Limmroth von 1981 kann kostenlos im Internet abgerufen werden. Ich will nur einige Passagen anführen und kommentieren. Hollwich wird da nicht etwa als ein irregeleiteter Ahnungloser hingestellt, sondern so: "Hollwich hat, und das ist zweifellos verdienstvoll, immer wieder darauf hingewiesen, daß Licht, das vom Auge aufgenommen wird, nicht nur der visuellen Information dient, sondern auch indirekt über den Hypothalamus und die Hypophyse das vegetative Nervensystem und das Endokrinum beeinflussen kann. Damit steht heute zweifellos fest, daß Licht eine stimulierende Wirkung besitzt."

Über 40 Jahre später verändert die hier subsumierte Erkenntnis von Hollwich die Lichtwelt. Allzuweit kann er also nicht daneben gelegen haben. Dennoch wird mit großen Aufwand erläutert, warum seine Vorstellung vom falschen Spektrum grundsätzlich falsch sei: "Das Farbensehen des Menschen basiert also darauf, daß der Lichtreiz, wie immer er auch spektral zusammengesetzt sein mag, von den drei Zapfenpigmenten entsprechend ihren Absorptionskurven absorbiert wird und daraus drei entsprechende Rezeptorsignale resultieren. Aus den Rezeptorsignalen kann nicht mehr eindeutig auf die spektrale Zusammensetzung der erregenden Strahlen zurückgeschlossen werden. Es ist seit langem bekannt, daß das Auge nicht in der Lage ist, die spektrale Zusammensetzung des Lichtes zu erkennen."
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Wie dumm, dass etwa zwei Jahrzehnte später die Chronobiologie nachweist, dass das menschliche Auge so gut mit dem Spektrum umgehen kann, dass alle lichttechnischen Größen eine vom Spektrum der Beleuchtung abhängige Variante bekommen haben. "Bei gleicher Hellempfindung und Lichtfarbe ist es daher nicht vorstellbar, daß biologische Funktionen unmittelbar von der spektralen Zusammensetzung des Lichtes abhängig sind." hieß es 1981 in dem Gutachten. Das Unvorstellbare ist wahr. Kann das wahr sein?

Es geht noch weiter: "Ein Zusammenhang biologischer Funktionen mit der spektralen Zusammensetzung des Lichtes ist aber bei gleicher Hellempfindung und Lichtfarbe nach heutigen Erkenntnissen nicht gegeben." Aber ja, doch! Manche Aussage lässt sich später doch als ziemlich dummes Geschwätz vorführen. So z.B. dieses Statement: "Nachdem es heute wohl kaum noch einen Wissenschaftler gibt, der im Ernst behauptet, daß durch Licht über das Auge, den Hypothalamus und die Hypophyse Krebs entsteht, bleibt aber immer noch die Frage nach der „Streßwirkung durch Licht” zu klären." Erstens gibt es nicht nur einige Wissenschaftler, die das Licht in der Nacht (light at night bzw. LAN) als ernsthafte Forschung betreiben, weil es bis heute nicht aufgeklärte Wirkungen des Lichts gibt, die die Entstehung mehrerer Krebsarten begünstigen. LAN = light at night hat sich zu einem Dauerthema in der Medizin entwickelt. Allerdings zu keinem erfreulichen. Es gibt einen Wirkungspfad, der realistisch erscheint: Licht in der Nacht ist mit einer Unterdrückung des Melatonin im Blut verbunden. Da Melatonin u.a. als Jäger von Krebszellen gilt, bedeutet weniger Melatonin im Blut länger am Tag freie Fahrt für Krebserreger.  Bei bestimmten Berufen ist die WHO davon überzeugt, dass Nacht- und Schichtarbeit Krebs fördert. Und als ein möglicher Faktor gilt Licht. (mehr z.B. hier)
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Lassen wir die großen Krankmacher und reden wir vom Stress. Hartmann und Müller Limmroth haben dazu etwas geschrieben, was heute ebenso bedeutsam ist wie damals. Die Herren wollten eigentlich einen Persilschein für das künstliche Licht ausstellen und fingen die Sache mit dem Stress so an: "Leider ist es heute Mode geworden, bei jeder möglichen und unmöglichen Gelegenheit von Streß zu sprechen …" Sie schreiben weiterhin, dass man Stress am Arbeitsplatz nicht einem einzelnen Faktor anlasten kann. Auch heute würde niemand etwas anderes behaupten als damals: "Infolgedessen ist bei der Bewertung irgendeines Umweltfaktors am Arbeitsplatz immer die Gesamtheit aller Stressoren zu berücksichtigen. Das sind physische Stressoren wie Lärm, Klima, Beleuchtung, Geruch, Arbeitsposition usw., psychomentale Stressoren wie nervliche Beanspruchung, Aufmerksamkeitsanforderungen, Wachsamkeitsprobleme, Schichtarbeit usw. sowie soziale Stressoren …" Wie wahr! Was hat aber die Lichttechnik von dieser von ihr selbst veröffentlichten Weisheit gemacht?

Es gibt einen einzigen Faktor, den man bei der Beleuchtungstechnik in dieser Hinsicht systematisch berücksichtigt hat: Blendung. (Den zweiten Faktor nenne ich weiter unten). Die Art und Weise, wie dies geschehen ist, ist zum junge Hunde kriegen. In zwei Laboren von Lichtherstellern (GE und Philips) hat man 1947 bzw. 1960 Versuche gemacht. In deren Folge wurden zwei Verfahren zur Blendungsbewertung (Luckiesh und Guth bei GE, Söllner bei Philips) aufgestellt. Schlappe 50 Jahre später wurde daraus - auf dem Papier - ein drittes Verfahren errechnet. Das nennt sich UGR wie unified glare rating. Jede Leuchte, die man kaufen kann, erhält zwei Werte, einen für Blick in Querrichtung, einen für 90º gedrehten. Im Lampenkatalog stehen die Werte dreistellig, z.B. UGR l = 16.2, UGR q = 16.3 (l = längs, q = quer). Die Verfahren erlauben aber nicht einmal eine einstellige Angabe, weil keines der drei Verfahren validiert werden konnte.

Nicht nur das. Validieren heißt, dass ein angegebener Wert eine nachweisbare Bedeutung hat. Dafür muss das Verfahren reliabel sein, d.h. für eine bestimmte Lichtsituation muss es immer den gleichen Wert ergeben. Dazu heißt es, die Versuche seien nicht wiederholbar. Aber auch die Ergebnisse, die Angaben zu Leuchten, sind kaum wiederholbar, denn es heißt:"Ein einzelner UGR-Datenblattwert ist nur dann eine Eigenschaft der Leuchte, wenn diese sich in dessen speziellem Standardraum mit definierten Eigenschaften befindet. In der Praxis kann der UGR-Wert wesentlich anders aussehen, er dient lediglich als eine Art grobe Orientierung für den Planer." (aus ZVEI Positionspapier - UGR-Verfahren Anwendung und Grenzen - Unified Glare Rating", Oktober 2021). In diesem Positionspapier werden insgesamt 12 Grenzen der UGR-Verfahrens aufgezeigt, die von den Grenzen der Basis (UGR-Formel) bis Grenzen durch Alterung der Anlage reichen. Fragt sich, wozu sich das Verfahren überhaupt eignet. Der ZVEI meint genau dazu: "Der einzelne UGR-Datenblattwert für den überschlägigen Leuchtenvergleich". Und das nach 110 Jahren Forschung zu Blendung. Alao mea culpa. Wir haben unser Bestes gegeben. War aber nicht gut genug.

Immerhin besteht Hoffnung, denn die LiTG hat sich nach 111 Jahren umbenannt in "Deutsche Gesellschaft für LichtTechnik und LichtGestaltung". Es kann also nicht mehr sehr lange dauern, bis man von Blendungsvermeidung zu einer menschengerechten Gestaltung kommt. Das Ziel ist bereits ausgemacht: "Beleuchtung dient der Schönheit und Gesundheit", so nach DIN 5035 Innenraumbeleuchtung mit künstlichem Licht von 1935. Die Umsetzung folgt auf dem Fuß!

Dass die Verfahren von Luckiesh und Guth sowie Söllner nicht reliabel waren, wussten die Leute, die das UGR-Verfahren ausgearbeitet haben. Und Versuche, UGR zu validieren, sind fehlgeschlagen. Kein Wunder, denn alle Versuche waren ohne irgendwelche zusätzliche Belastung durchgeführt worden. Nach Hartmann und Müller-Limmroth hätten sie daher nie zu einem validen Ergebnis führen können: "… bei der Bewertung irgendeines Umweltfaktors am Arbeitsplatz immer die Gesamtheit aller Stressoren zu berücksichtigen." Da den beiden Herren aber die Situation bekannt war, hätten sie durchaus den Umstand nennen müssen. So etwa könnte es lauten "Trotz der bereits von Thomas Edison erkannten herausragenden Bedeutung der Blendung wurden bislang keine adäquaten Studien angestellt, um die Beleuchtung von Arbeitsstätten stressfrei zu gestalten." Stress durch einen systematischen Mangel an der Beleuchtung war durchaus gegeben. Und dies war direkt mit der Leuchtstofflampe verbunden, weil alle Versuche mit der Blendung einer geräuschlosen Einführung dieser Lampe dienten.
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Es gab mindestens einen weiteren Stressfaktor, das war Flimmern. Der Effekt war bereits bei der Einführung der Leuchtstofflampe bekannt. Man argumentierte aber, dass das menschliche Auge das Flimmern nicht sehen könne, weil dies mit hinreichend hoher Frequenz geschah (100 Hz und Europa, 120 Hz in den USA). Tatsächlich kann das ruhende menschliche Auge Schwankungen mit dieser Frequenz nicht auflösen. Warum beschwerten sich aber so viele Menschen? Erstens, weil das menschliche Auge bei der Arbeit nicht ruht. Und zweitens die Ermittlung der FVF (Flimmerverschmelzungfrequenz) fehlerhaft war. Diese wurde mit kleinen Lichtquellen im Zentrum des Auges ermittelt. Beleuchtungsanlagen erstrecken sich aber über den ganzen Himmel von Arbeitsräumen. Der Faktor Flimmern wurde so lange geleugnet, bis es eine richtige Lösung gab: Elektronisches Vorschaltgerät. Dass die Beschwerden einen realen Hintergrund hatten, wurde in einem EU-Projekt experimentell nachgewiesen (Wilkins, A.J.; Nimmo-Smith, I.; Slater, A.I.; Bedocs, L.: Fluorescent lighting, headaches and eyestrain, Lighting Research and Technology, 1989, S. 11-18). In einem Bürohaus verschwanden die Hälfte der Kopfschmerzen durch flimmerfreies Licht.

Übrigens, Flimmern ist wieder zurück, als flicker. In Brüssel ringt die Lobby der Lichttechnik mit der EU-Kommission darum, wie hoch LEDs flimmern dürfen. Dabei war es bereits vor der Einführung der LED als Beleuchtung bekannt, wie man sie flimmerfrei betreibt. Wer keine persönliche Begegnung mit Flimmern hatte, möge zu einer belebten Straße in einer deutschen Stadt gehen oder zu einem Bahnhof. Dort flimmern die Fahrradlichter, wenn einer langsam fährt oder schiebt. Gestern kamen mir bei Sonnenschein Dutzende Fahrräder einer Öko-Gruppe an einem Berg entgegen. Die Lahmen flimmerten, die Schnellen machten eine Weiterfahrt unmöglich. Sie blendeten schlimmer als die viel beschimpften SUVs. Langsam wird mir klar, warum die "Fachleute" der EU, die die neue Richtlinie bearbeiten, nicht vom Fach sind, aber mindestens einer aus der Walachei.

Wie man sieht, hatten unsere Väter gar keinen Grund, sich über das Licht der Leuchtstofflampe zu beschweren. Die Pandits von damals, Schober, Hartmann und Müller-Limmroth, haben sich echt Gedanken darüber gemacht. Sie sagten abschließend: "Es gilt auch heute noch die alte Feststellung [von 1961], daß Sehstörungen bei Leuchtstofflampenlicht auf nicht einwandfrei korrigierte Refraktionsanomalien, auf unzweckmäßige Installation der Beleuchtungsanlage oder auf Sehanforderungen zurückzuführen sind, denen der betreffende Mitarbeiter auch bei einwandfreier Korrektur nicht gerecht werden kann." Wir müssen nur noch auf eine zweckmäßige Installation der Beleuchtunganlage warten! Ansonsten eine andere Brille kaufen oder die Arbeit wechseln.

Alternativ kann man darauf warten, dass die Wissenschaft der Technik hilft, das Phänomen Blendung zu verstehen und ihre Produkte danach zu bauen. Es besteht berechtigte Hoffnung darauf, wie der Beitrag von Prof. Völker, TU Berlin, zum 100, Jubiläum der Deutschen Gesellschaft für Lichttechnik (LichtGestaltung fehlte noch für weitere 11 Jahre) zeigt. Er führt aus: "Der vorliegende Beitrag zeigt, dass es möglich scheint, die vorhandenen Blendungsbewertungsmodelle auf ein Modell zurückzuführen. Zurzeit fehlen noch einige Einflussgrößen, welche aber bereits in Kürze vorliegen dürften. Diese müssen anschließend für alle Anwendungsfälle (Innen-, Außen-, Kfz-, Sportstättenbeleuchtung, etc.) validiert werden.“ Die Entwicklung eines Blendungsmodells würde nach Meinung von Völker gar noch mehrere Dissertationen erfordern. Will sagen, wir wissen nicht, was Blendung ist. Welche dieser Dissertationen heute nach 10 Jahren entstanden sind, steht nicht in der Literatur. Man wird aber hoffen dürfen.

Im Jahre 2021 veröffentlichte eine erlauchte Medizinergruppe, die erste Garde der internationalen Forschenden zu nichtvisuellen Wirkungen der Beleuchtung, ein Memorandum, das zu diesem Schluss kommt: "Ocular light exposure has important influences on human health and well-being through modulation of circadian rhythms and sleep, as well as neuroendocrine and cognitive functions. Current patterns of light exposure do not optimally engage these actions for many individuals, but advances in our understanding of the underpinning mechanisms and emerging lighting technologies now present opportunities to adjust lighting to promote optimal physical and mental health and performance." (In Klartext : Die Lichtexposition des Auges hat einen wichtigen Einfluss auf die Gesundheit und das Wohlbefinden des Menschen, indem sie den zirkadianen Rhythmus und den Schlaf sowie die neuroendokrinen und kognitiven Funktionen moduliert. Die derzeitigen Lichtexpositionsmuster wirken sich bei vielen Menschen nicht optimal auf diese Funktionen aus. Fortschritte im Verständnis der zugrundeliegenden Mechanismen und neue Beleuchtungstechnologien bieten nun jedoch die Möglichkeit, die Beleuchtung so anzupassen, dass eine optimale körperliche und geistige Gesundheit und Leistungsfähigkeit gefördert wird." Vorerst gelten die Empfehlungen nur, wenn die Sonne scheint. Zwischen 19:00 Uhr und 06:00 morgens darf man nur wenig Licht machen. Für die Arbeitnehmer, die nachts arbeiten und alle Leute, die auf ihrem Handy rumfummeln, wird man sich was überlegen. Echt! Versprochen.

Es besteht also Hoffnung!

 

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Lass uns abfahren - Der Dampf möge hinterher kommen

14.02.2022

 

Lass uns abfahren - Der Dampf möge hinterher kommen - Ein Spruch von einem Perser, der in die Tradition der großen Denker treten sollte, die seine Sprache sprachen. Wie Avicenna, Omar Chayyam oder Al Farabi. Von Zarathustra rede ich erst nicht, der war auch noch Prophet. Dieser Perser war etwa der letzte Schah von Persien, der sich so nennen wollte. Das Land nannte sich Jahre nach diesem Ereignis um und heißt jetzt Iran. Sein Spruch ist in die Geschichte eingegangen und mindestens in zwei Ländern sprichwörtlich geworden: Der Dampf möge hinterher kommen.

Was das mit Licht zu tun hat? Zunächst wenig, weil wir das Dampfzeitalter der Lichterzeugung lange hinter uns gelassen haben. Dieses war als man Licht aus Brennbarem produzierte. Das hatte u.a. den Nachteil, dass das Licht unruhig war. Die Flammen wussten noch nicht, dass man ihnen eines Tages das übel nehmen würde. Einer der großen der Geschichte der Lichterzeugung, Aimé Argand, erkannte dies und legte einen Glaszylinder um die Flamme und erfand noch dazu den Runddocht. So brannte die Öllampe als Petroleumlampe vor sich hin und freut sich seines Lebens bis heute. Allerdings mit abnehmender Beliebtheit wie alle ehemaligen Stars.

Gegen Ende des 19. Jahrhunderts waren die Tage der Petroleumlampe gekommen. Ein gewisser Edison hatte die Glühlampe produktions- und marktreif gemacht. Wäre es nach ihm gegangen, wäre auch das elektrische Licht für immer ruhig geblieben. Denn Edison wollte, dass seine Lampen mit Gleichstrom betrieben werden. Das war eine gute Idee, denn Wechselstrom ist etwa 5 Mal mehr gefährlich als Gleichstrom. Dummerweise läßt sich Gleichstrom ungemein schwer transportieren. So hätten die USA Tausende Kraftwerke gebraucht. Dafür wären denen die Überlandstromtrassen erspart geblieben. Doch die Amis stören sich nicht etwa am Drahtgeflecht, das ihnen den Himmel verdunkelt. Als die Türken in Istanbul ihre Stromleitungen um 1950 in die Erde verbuddelten, hatten die in New York noch keine Eile dazu verspürt. Die meisten Amerikaner in kleineren Städten kennen den Himmel nur gestreift mit Drähten, an denen neuerdings getragene Turnschuhe hängen. Es steht zu befürchten, dass Freileitungen unter Denkmalschutz gestellt werden.

Die Glühlampe war ziemlich immun gegen Stromschwankungen, so sie periodisch und schnell genug auftraten. Nicht aber die Leuchtstofflampe, die die Beleuchtung revolutionieren sollte. Sie war 1926 praktisch erfunden und ab 1938 mit Erfolg verkauft. Nur 3 Jahre jünger war die deutsche Norm DIN 5035, das ein ruhiges Licht verordnete. Da die Lampe aber amerikanisch war, musste sie sich nicht daran halten. Stattdessen wurden alle Beschwerden wegen Flimmern von der Lichttechnik mit Verweis auf eine physiologische Eigenschaft des menschlichen Auges verworfen - es kann keine schnellen Änderungen des Lichts auflösen. Also spinnen alle, die das gesehen haben wollen. Oder?

Die Sache hörte auch dann nicht auf, als das elektronische Vorschaltgerät (EVG) erfunden wurde, das das Problem wirklich beseitigt hätte. Licht mit 30 kHz kann nicht einmal ein Adler im Sturzflug flimmern sehen. Nur war die Sache nicht so einfach. Zwischen der Erfindung des EVG (etwa 1968) und der industriellen Verbreitung vergingen Jahrzehnte. Die Lampen flimmerten vor sich hin. Und die Betroffenen mussten sich anhören, dass sie wohl Geister sehen. Was nicht sein darf, kann nicht sein. Wann die Story wirklich zu Ende war, weiß ich nicht mehr. Ich habe noch an Verhandlungen teilgenommen, die das EVG vorschreiben wollten, aber nicht taten. Denn ihre Lebensdauer ist begrenzt. Zwar mit 50.000 h ziemlich hoch, aber immerhin. Die Autoindustrie rechnete uns vor, dass sie alle 5,7 Jahre die Produktion abbrechen und alle Leuchten ersetzen müsste. Die Geschichte ist etwa 15 jahre alt. Ergo: Wenn heute eine Leuchtstofflampe noch flimmert, ist die Industrie schuld daran. Allerdings ist der Missetäter die Autoindustrie.

Die letzten beiden Akte des Flimmertheaters gehen auf das Konto der EU. Das ist die Europäische Union, die früher Europäische Wirtschafts-Gemeinschaft hieß. Das EU-Parlament beschloss am 17. Februar 2009 das Glühlampenverbot. Damit war eine Empfehlung für die Energiesparlampe verbunden. Und zwar davon die mieseste Fassung - die Kompaktleuchtstofflampe mit integrierter Fassung (hier). Die konnte man nur mit Fassung ertragen - und war nicht mal energieeffizient. Ende der Story: Zum 1. September 2021 wurde der Hoffnungsträger für die energieeffiziente Beleuchtung wegen mangelnder Energieeffizienz (hier) verboten. Das Kunststück hätte nicht einmal der Schah mit dem o.g. Spruch geschafft. Aber halt die EWG - einer wird gewinnen - aber nicht Du, auch wenn es um Deine Gesundheit geht.
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Der einstige deutsche Umweltminister Gabriel, der seinen Wahlkampf mit diesen Lampen bestritt und sein noch einstiger Vorgänger, der ihm dabei half, müsste eigentlich rot anlaufen, wenn er das liest. Es handelt es sich um Polit-Profis, die Rot und Grün sind, aber weder rot noch grün anlaufen, wenn ihnen alte Stories aufgetischt werden. Denn sie haben nur der EU nachgeplappert. Schuld muss doch die sein.

Ob die das ist? Nein sagt sie, sie habe eine Verordnung auf den Weg gebracht, die dem Nachfolger der Energiesparlampe das Flimmern verbietet. Nicht ganz, aber ziemlich! Aber halt, wie kommt der dazu Flimmern zu wollen? Warum hat man keine Technologie als zukunftsweisenden Ersatz gewählt? Das wird keiner sagen wollen, deswegen ich: DIe LED Technologie wäre ohne gesetzlichen Zwang und amtlicher Toleranz gegenüber ihren Unzulänglichkeiten nie erfolgreich geworden. Zu diesen gehört das Flimmern, das man neuerdings flicker nennt.

Ob die Sache langfristig segensreich ausgeht, wissen nur die Götter. Wir werden es nie wissen, weil man nicht untersuchen kann, wie sich das LED Licht auswirkt. Anders als ihre Vorgänger Glühlampe und Leuchtstofflampe, die sich ihre Verbreitungsgebiete streng trennten - die eine meistens im Wohnbereich, die andere fast nur im Bereich der Arbeitsplätze - , wird es die LED in allen Lebenslagen geben. Was würde der o.g. persische Schah dazu sagen? Dasselbe wie vor 140 Jahren - Lass den Dampf hinterher kommen.

Was hat denn der gute Mann damit gemeint? Die Story geht so: Der erste Dampfer auf dem Kaspischen Meer soll vom Schah eingeweiht werden. Er besteigt das Schiff mit seinem Gefolge und befiehlt: Abfahren! Der Kapitän sagt: "Aber der Dampf ist noch nicht gekommen." Der Schah: "Macht nichts, wir fahren, lass den Dampf nach kommen.

Wie das verordnete Ende des Flimmertheaters im Jahre 2020 kam, also rund 80 Jahre nach der Einführung der ersten flimmernden Lampe, steht in dem unten abgebildeten Artikel. Den möge sich jeder besorgen und lesen. Vielleicht erlebt er eines Tages tatsächlich, dass das reale Ende des Flimmerzeitalters kommt. Bestimmt vor der Ankunft der Denkmaschinen, die sich an Intelligenz mit dem Menschen messen. Wann etwa? Nach Alan Turing 50 Jahre nach 1950. Gemäß 257 Prognosen von ernstzunehmenden Forschern jeweils in 15 bis 25 Jahren. Das ist eine nachhaltige Prognose. Sie wiederholt sich seit 1950. Hoffentlich nicht wahr für Flicker. Es ist nämlich gesundheitsgefährlich. So hoffe ich, dass es bald abgeschafft wird. So etwa zum Jubiläumsjahr 2038, wenn wir die Erfindung der Leuchtstofflampe zelebrieren. Das nenne ich eine zeitnahe Lösung eines dringenden Problems.

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Lichtqualität reloaded - Zum wievielten Mal eigentlich?
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12.02.2022

Zum wievielten Mal eigentlich? Ich meine die Wiederholungen der Kolumnen zur Lichtqualität. Vorhin habe ich diesen Beitrag dazu gefunden aus dem Jahre 2014 mit drei Verweisen auf noch ältere. In Februar 2022 ist das Thema aber erstaunlich aktuell, weil der Begriff Lichtqualität pünktlich zum 1.1.2021 offiziell definiert wurde. Zwar etwa mit 100 Jahren Verspätung, aber immerhin. Man konnte vor einem Jahrhundert doch  nicht wissen …?

Die Entschuldigung gilt nicht. Man wusste sogar vor 200 Jahren, dass Lichtqualität wichtig war. Oder auch vor 500. Künstliches Licht war eine der ersten Technologien der Menschheit beim Erwachen aus dem Koma der Eiszeit. Die erste bekannte Öllampe ist etwa 17.000 Jahre alt. Im Vergleich dazu: Das größte "lebende Ding", Great Barrier Reef, hat seine letzte Form vor 6.000 Jahren gefunden. Der Nil ist etwa vor 12.000 Jahren entstanden. Das größte lebende Wesen, das etwa 30% der Waldfläche des Planeten umfasst, der Boreale Wald, fast gleichzeitig mit dem Nil. Und die Jahreszahl der Sintflut unterscheidet sich kaum davon. Denn alle drei Ereignisse hängen miteinander zusammen.

Die Erfinder der Energieeffizienz waren nicht etwa Ökologen oder Naturliebhaber. Es waren die Lichtmacher. Der Fachbegriff heißt Lichtausbeute, und er war allen Lichtmachern ein Begriff, lange bevor er zum Begriff wurde. Die Lichtausbeute ist das Maß für die Effizienz der Lichterzeugung. Diese als Fachbegriff haben Lichttechniker festgelegt, aber er ist viel älter als die (elektrische) Lichttechnik. Und die Lichtqualität? Diese haben deutsche Lichttechniker präzise im Jahr 1935 als Norm veröffentlicht. Sie haben es vorgezogen, von Gütekriterien zu sprechen. Eigentlich Jacke wie Hose, weil Güte Qualität bedeutet. Aber man war besser als die späteren Qualitätswissenschaftler. Denn das Wort Qualität enthält zwei Begriffe, die Gütekriterien hingegen haben genau das festgelegt, was gemeint war.

So gesehen müsste alles in Butter sein - oder in Lichtqualität glänzen. Leider ist dem nicht so. Und das hat seine Ursachen.

Gemeint ist das Thema des abgebildeten Artikels, Flimmern - neuhochdeutsch auch flicker genannt. Es war Thema für die erste lichttechnische Norm von 1935. Kein Problem für die Glühlampe, und keins für die Leuchtstofflampe mit elektronischem Vorschaltgerät. Aber … beide pasee'! Die EU hat beide in Raten verboten.

Der Fortschritt kam mit der Energiesparlampe. Was das ist? Kennt doch jeder, dessen Gedächtnis älter ist als 10 Jahre. Das war die Kompaktleuchtstofflampe, 1973 einem Ingenieur von General Electric erfunden. Nicht zufällig und nicht für irgend einen undefinierten Zweck: Es war 1973, als die Welt noch in Schockstarre war wegen der ersten (offiziellen) Energiekrise, besser gesagt, Ölkrise. So musste eine Lampe her, die weniger Energie brauchte als Edisons Birne. Für Freunde heißt die Lampe FCL. Und ihre Fassung trug die Bezeichnung E 27, E wie Edison.

Es dauerte etwa 12 Jahre, bevor das Ding mit dem Energiesparen ernst machen konnte. Bis dahin, im Jahre 1985, konnte sie nämlich eine der Gütekriterien für Beleuchtung, niedergeschrieben 1935, nicht erfüllen. Die zeitliche Gleichmäßigkeit, sprich Flimmerfreiheit, war nicht gegeben. Um ihr Licht zu messen, mussten wir sie 24 Stunden betreiben, weil sie halt instabil war. Wenn das das einzige Problem wär. Sie spuckte das Netz voll Blindstrom (hier weiter lesen), so dass man nicht weiß, ob sie wirklich Energie gespart hat. Und die Lampe dachte nicht daran, hell aufzuleuchten, wenn einer „Fiat Lux“ ruft oder den Schalter drückt. Je nach Preis musste man mehr oder länger warten, bis Licht wird. Egal, bevor die Energiesparlampe hat Energie sparen können, kam die Ablösung. LED. Zuvor durfte man über die Energiesparlampe als Umweltverschmutzung reden (hier). Dann zog die EU den Stecker und verbot am 1. September 2021 ihren Hoffnungsträger für die energieeffiziente Beleuchtung wegen mangelnder Energieeffizienz (hier). Wer in diesem Blog etwas herumsucht, findet schnell heraus, dass ich die Lampe von vornherein verboten fand.

Eigentlich eine geniale Idee, LED ein technisches Element, das völlig ungeeignet ist zum Beleuchten, zum Beleuchten zu benutzen. Im Laufe der letzten 25 Jahre hat man ihm diverse Eigensinnigkeit ausgetrieben. Aber gegen seine Funktionsweise kann man nicht angehen. Denn ein LED-Element ist eine Diode, und eine Diode lässt Strom in einer Richtung durch. Also müsste man die LED mit Gleichspannung betreiben, wie übrigens Edison für alle Beleuchtung hat vorschreiben wollen. Um seinem Konzept Nachdruck zu verleihen, hat er sogar den elektrischen Stuhl erfunden und einen Elefanten hinrichten lassen - mit Wechselstrom (hier). Es hat nicht sollen sein. Edison verlor den Stromkrieg, und die Welt bekam Wechselstromnetze. Brauchen tun wir aber eher Gleichstromnetze für Computer, Server, Router und eben für LED.

Da wir fast nie die geeigneten Netze haben, flimmern die LED. Denn sie sind ultraschnelle Schalter und gehen ständig ein und aus. Technisch gesehen ist es kein Problem, LED so zu betreiben, dass sie nicht flimmert. Es handelt sich weitgehend um eine Preisfrage. Eigentlich sollte dies kein Kriterium sein, denn Flimmern ist eine Gesundheitsgefahr für alle Menschen, sogar unerträglich für manche. Zudem kann es in bestimmten Arbeitsumgebungen eine tödliche Unfallgefahr darstellen (Stroboskopeffekt). Wer aber annimmt, dass die EU in solchen Fällen konsequent handelt, liegt - sagen wir mal nett - daneben. So hat sie beim Falle der Energiesparlampe eine Technik bevorzugt, die ein seit Jahrzehnten verbotenes Umweltgift benutzt, obwohl die verbotene Technik, die Glühlampe, ohne sie auskam. Das Problem Quecksilber will sie aber langsam angehen, so nach einer Mitteilung des Umweltbundesamtes vom 11. Januar 2022 (hier umfangreiche Infos zu Licht & EU-Politik zur Energieeffizienz). Wer sich dafür interessiert, seit wann und wie oft in diesem Blog das Thema Quecksilber behandelt wird, muss nur die Kategorie "Quecksilber" wählen. Der erste Beitrag ist am 23.02.2009 erschienen, also genau vor 13 Jahren (hier). Beim Thema Flimmern war ich weniger zimperlich, es findet sich über die Jahre in vielen Beiträgen, so z.B. hier, da und dort. Etwas drastischer hier, zumindest der Titel "Probleme, die wir ohne LED nicht hatten - SVM muss besser werden, aber langsam".

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Diskussion bei der EU um Flicker bei LED

Eigentlich eine überflüssige Debatte, wäre da nicht die LED, die nicht nur nette Eigenschaften hat. Vor 50 Jahren war es bei uns in der Grundvorlesung Lichttechnik nur mal eine Bemerkung wert: Flimmern. So ganz sollten die Lampen nicht flimmern. Tun tuen sie dennoch. Also mitdiskutieren.

Ich habe mir nicht alles angegeuckt. Aber: da ich meine Pappenheimer kenne, lesen sie bei jedem Argument über Kosten gleich mit, was das für Kosten sind und in welcher Relation diese zu den tatsächlichen Kosten stehen und zu dem Ärger, der damit verbunden sein kann. Hier zwei Perlen aus meiner Normungstätigkeit:

  1. Ungleichmäßig scharfe Bildschirme. Ich möchte, dass ein Bildschirm überall gleichmäßig hell und scharf ist. (Heute ist schon längst so.) Die Industrie sagt, das wird teuer. Wie teuer? Nach einigen Wochen bekomme ich die Antwort: 50% mehr. Was denn? Wovon? Die Herren sagen, sie können das nicht sagen. Was??? Wer rechnet denn so? 50% vom Arbeitsplatz wäre tatsächlich starker Tobak. Denn ein Arbeitsplatz wird heute mit 80.000 € veranschlagt. Im Jahr. 50% davon für einen schärferen Bildschirm wird keiner ausgeben. Ende der Geschichte: Es sind 50% des Preises der Röhre, also ganze 5 DM. Damals wurde der Arbeitsplatz mit 40.000 DM veranschlagt. Auf die 8 Jahre Abschreibung macht das 320.000 DM. Da macht es wirklich Sinn, 5 DM davon zu sparen und den Benutzer zum Augenarzt zuschicken.
  2. Diesmal sind die Kosten bescheidener. Ich will, dass jeder Tastenanschlag auf einer Tastatur korrekt zum Computer geht. Das garantiert eine Schaltung, die aber Geld kostet. Wie viel? 0,1 Cent - pro Taste mehr als eine Schaltung, die nicht ganz so korrekt arbeitet. Bei 80 bis 100 Tasten macht das 0,8 $ bis 1 $. Lächerlich? Nein. Der Hersteller bekam damals pro Tastatur ganze 5 $. Da sind 0,1 ¢ pro Taste jede Menge Holz.

Bitte immer die beiden Zahlen im Hinterkopf behalten, wenn Sie die Argumente lesen (mehr gibt es beim Umweltbundesamt):

 -   SVM-Höchstwert: Małgorzata Perz, Signify
EN: https://www.eup-network.de/fileadmin/user_upload/Lichtquellen_2020_02_19_Vortrag_Perz.pdf

 -   SVM-Höchstwert: Bertrand Hontelé, Signify
EN: https://www.eup-network.de/fileadmin/user_upload/Lichtquellen_2020_02_19_Vortrag_Hontole.pdf

 -   SVM-Höchstwert: Ourania Geourgoutsakou, Lighting Europe
EN: https://www.eup-network.de/fileadmin/user_upload/Lichtquellen_2020_02_19_Vortrag_Geourgoutsakou.pdf

-   SVM-Höchstwert: Peter Bennich, Energimyndigheten
EN: https://www.eup-network.de/fileadmin/user_upload/Lichtquellen_2020_02_19_Vortrag_Bennich.pdf

UBA meldet: Aus der Diskussion über den SVM-Höchst­wert ergab sich bei dem zuvor behandelten Treffen, daß weitere Messungen erfolgen und deren Ergebnisse bis Mitte April vorgelegt werden sollen. Diese Messungen haben begonnen.

Wer künftig direkt informiert werden möchte, kann sich den Neuigkeitenbrief abonnieren:

Rationelle Energienutzung bei Elektrogeräten und Beleuchtung
Umweltbundesamt Fachgebiet V 1.4
Postanschrift: Postfach 14.06; 06813 Dessau-Roßlau
Fernsprecher: 03.40 / 21.03-22.57
E-Post:           "christoph.mordziol@uba.de"
(Inter-)Netz:   http://www.uba.de/themen/klima-energie/energiesparen/licht und http://www.eup-network.de/de/eup-netzwerk-deutschland/offenes-forum-eu-regelungen-beleuchtung

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Darf die LED mehr flimmern, weil sie modern ist?

 

Ein längst vergessenes Problem ist wieder da, das Flimmern. Und die einstige Konfrontation. "Kann nicht sein" hie (der Hersteller), "Darf nicht sein" da (der Verbraucher). Dumm nur, dass der Verbraucher nicht wie einst Lieschen Müller ist, der man erzählen kann, dass ihre Kopfschmerzen nicht von der Beleuchtung herrühren, sondern von ihrer Biologie, die an manchen Tagen des Monats verrückt spielt. Der wird diesmal von einem Fachmann repräsentiert, der nicht nur viel Ahnung hat. Ich hatte ihn mehrfach zitiert oder präsentiert (hier und da). Sehr dumm - für die Hersteller.

Wo liegt das Problem? Das Flimmern war in der Lichttechnik ein Problem, das bereits in der Norm von 1935, DIN 5035 damals ohne weitere Blätter, als "Ruhe der Beleuchtung" behandelt wurde. Das erste umfangreiche "Handbuch der Lichttechnik" thematisierte es bereits in 1938 (hier).

Das Flimmern entsteht i.d.R. dadurch, dass Lampen mit Wechselstrom betrieben werden. Bei Gleichstrom gibt es das Problem nicht. (Vielleicht wollte Edison deswegen bis zu seinem Tode Gleichstrom verkaufen?). Es betrifft auch nicht alle Lampen gleichermaßen. Z.B. sind Glühlampen so träge, dass ihr Wechsellicht nur bei sehr schnellen Fotoaufnahmen merklich wird. Das menschliche Auge merkt nichts. Bei Entladungslampen übrigens merkten bei den Olympischen Spielen von München, dass manche Aufnahmen trotz 4.000 lx schlicht schwarz waren (hier). Die am stärksten betroffenen Leuchtmittel sind LED, weil sie die geringste Trägheit besitzen. Sie sind nämlich ultraschnelle Schalter, mit denen man Lichtleiter mit Nachrichten füllt. Sie arbeiten praktisch trägheitslos.

Beschwerden über Flimmern bei Leuchtstofflampen waren häufig. Die Industrie trat diesen entgegen mit der Feststellung, dass das Licht mit 100 Hz moduliert wäre und dass das menschliche Auge diese Frequenz nicht auflösen könne. Dass dies eine dumme Ausrede war, konnte man auf zweierlei Art entlarven. 1) die Lichttechnik bot Mittel dagegen (3-Phasenschaltung, Duoschaltung) und 2) jeder Schüler erfährt im Physikunterricht, dass Glimmlampen, die bei unbewegtem Auge still stehen, bei bewegtem Kopf eine schöne Sinuskurve abbilden. Dass die Hälfte der Kopfschmerzen bei Büromenschen durch die Lichtmodulation der Leuchtstofflampen verursacht wurden, wies man bereits in den 1980ern nach (hier). Dass die alternativen "Mittel", die angeboten wurden, nicht funktionieren konnten, habe ich hier dargestellt. Man nahm sie also nicht ernst.

Die Haltung der Industrie änderte sich erst, als die teureren elektronischen Vorschaltgeräte ausgereift waren. Jetzt war das (ehemalige) Problem plötzlich "wahr". Bis dato musste jeder mit seinen Kopfschmerzen selber fertig werden. Heute haben wir ein fast identisches Problem: Die LED verursachen durch ihre Lichtmodulation diverse Probleme wie einst, aber noch eines mehr - Perlschnureffekt - (mehr dazu hier wunderbar dargestellt an einem Aquarium, und hier als Vorahnung der Gefahr für den Verkehr). Die Lösung ist schlicht und einfach - aber mit Kosten verbunden. Deswegen plädiert der Lobbyverband für die Zulassung von mehr Flimmern und droht mit Liebesentzug: viele Produkte müssten zurückgezogen werden (zu lesen hier). Die Gegenseite kontert so: "LightingEurope mit Bezug auf NEMA (also wirtschaftlich orientierte Industriekonsortien) begründet seine Stellungnahme gegen einen niedrigen SVM-Wert damit, dass ein Ausschleichen von ganzen Leuchtmittelproduktfamilien die Folge wäre, und dass der Endverbraucher ohne Beleuchtung dastünde. Dies ist, wie belegt wurde, nicht nachvollziehbar. Ein SVM von 1,6 ist so hoch, dass schädliches Stroboskoplicht zugelassen werden würde, und das ist keinesfalls akzeptabel und ganz sicher nicht Absicht der Ökodesignrichtlinie." Die gesamte Stellungnahme ist hier zu lesen.

Langsam zum Mitschreiben: Uns wurde eine wirklich miserable Technologie ("Energiesparlampe" alias Kompaktleuchtstofflampe aufgeschwatzt, von der nach wenigen Jahren keiner mehr spricht. Danach kam das leuchtende Zukunfstbild "LED" mit vielen Rissen. Einer davon ist Lichtmodulation alias flicker alias Kopfschmerzen. Auch die Gefährdung des öffentlichen Verkehrs wird diskutiert. Und nicht nur von enttäuschten Bürgern. Die Lösung ist einfach und kostet Geld. Warum zum Teufel müssen wir die ganze Welt mit Lampen behängen, die längst vergessene Probleme zum Alptraum machen können? Zwar nicht für alle, sondern für eine "Verhandlungsmasse", das sind die empfindlichen Menschen. Je nach "akzeptablen" Grenzen können das 10% oder 20 % sein.

Wer keine persönliche Begegnung mit Flimmern hatte, möge zu einer belebten Straße in einer deutschen Stadt gehen oder zu einem Bahnhof. Dort flimmern die Fahrradlichter, wenn einer langsam fährt oder schiebt. Gestern kamen mir bei Sonnenschein Dutzende Fahrräder einer Öko-Gruppe an einem Berg entgegen. Die Lahmen flimmerten, die Schnellen machten eine Weiterfahrt unmöglich. Sie blenden schlimmer als die viel beschimpften SUVs. Langsam wir mir klar, warum die "Fachleute" der EU, die die neue Richtlinie bearbeiten, nicht vom Fach sind, mindestens einer aus der Walachei.

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