Posts Tagged: Tageslicht

Ist HCL eine Marketingbegriff oder Technologie?
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Endlich ist es mir gelungen, eine der großen Geheimnisse der Geschichte der Menschheit aufzuklären. Wie kommen die Begriffe zustande, mit denen man in der Lichttechnik so um sich wirft? Z.B. mit dem Kürzel LED. Was bedeutet das? Aus dem Munde, Pardon aus der Feder, eines Experten, der ein großes Werk vollbracht hat, hört sich das so an: "Eines der Probleme, die wir mit dem Begriff LED hatten, ist der Umstand, dass er sich nicht nur auf das physische Bauteil bezieht, sondern auch die Technologie beschreibt, was zu zu diesen Diskussionen führte. Wir mussten auch auf Aspekte der Einheitlichkeit der vielen anderen Begriffen achten, die auf LED basieren, nicht nur auf die Stimmigkeit des Begriffs LED selbst." Gab es da etwa Unstimmigkeiten?

Der Protagonist ist Wei Zhang vom IEC/TC 34 und hat mit Peter Zwick, technischer Leiter der CIE, und Joanna Godwin zusammen ein gewaltiges Werk vollbracht: die "Komplette Überarbeitung der Beleuchtungsterminologie", so bezeichnet auf der Website des DKE NORMEN.MACHEN.ZUKUNFT (hier). Ich will niemandem Angst machen, aber die "Beleuchtungsterminologie" ist nicht von Pappe. Die Version, die ich kenne, ist etwa 4 cm dick. Diese wurde einst einvernehmlich vom IEC ausgegeben und trug die Nummer IEC 60050-845. 845 bezeichnete alle Begriffe, die was mit Sehen und Beleuchtung zu tun hatten. Da IEC viel mehr zu tun hat, als sich nur mit Beleuchtung zu beschäftigen, veröffentlicht sie viele andere Teile. Ich weiß nicht wie viele, aber es sind sehr viele. IEC 60050-845 war zuletzt 1987 gedruckt worden. Man musste 2016, 2019 und 2020 kleinere Korrekturen veröffentlichen. Das reichte anscheinend nicht.

So lese ich "Eine unserer Hauptaufgaben war es, die Begriffe und Definitionen für LED zu vereinheitlichen. Dies betraf nicht nur den Begriff LED an sich, sondern auch andere Begriffe wie LED-Modul, LED-Package usw. Es gab etliche Diskrepanzen zwischen der Praxis der IEC und dem, was die CIE in einem 2015 veröffentlichten Anhang zu ihrem Internationalen Wörterbuch der Lichttechnik festgelegt hatte. Es waren viele Besprechungen erforderlich, um diese Differenzen zwischen uns zu klären." (hier)

Lesen ist eine Sache, denken eine andere. Ich denke mal, dass die IEC und die CIE, einst ein Herz und eine Seele, die Kontrolle über die LED (mal Diode, mal Technologie) verloren haben. Im Jahre 2015 waren Begriffe genormt worden, die wohl so nicht hätten genormt werden dürfen. Und nun das! Schlagzeile "LED als Herausforderung". Ich denke, die Herausforderung besteht seit etwa 25 Jahren.

"Eine weitere Herausforderung bestand außerdem darin, Terminologie zu vermeiden, die in der Öffentlichkeit verwendet wird, jedoch eher Marketingzwecken dient als der Beschreibung der Technologie", so Zwick. „Genau wie bei “Smart Lighting“ ist „Human Centric Lighting“ eher ein Begriff des Marketings als ein technischer Begriff. Wir haben beschlossen, der CIE und ISO/TC 274 zu folgen, und stattdessen den Begriff “Integrative Lighting“ einzuführen." Da bin ich aber beruhigt. Weg mit dem Marketingbegriff "Human Centric Lighting" hin zu … Was denn? Haben Sie noch nie gehört, was "integrative Lighting" ist? Da stehen Sie nicht allein, denn von 7,89 Milliarden lebender Menschen kennen einige Hundert diesen Begriff. Der wurde in Januar 2021 veröffentlicht. Ebenso ein Novum wie "Lichtqualität".

Während der Lichtqualität eine an den Maßstäben der CIE gemessen steile Karriere bevorsteht, die für die Definition 105 Jahre gebraucht hat, und zum Ausfüllen noch paar Jährchen brauchen wird, wird "integrative lighting" wohl ewig unverstanden bleiben. Jedenfalls in Deutschland. Hier bedeutet integrative Beleuchtungsplanung die gemeinsame Berücksichtigung von Tageslicht und Kunstlicht, während "integrative lighting" bedeutet, man müsse neben der Helligkeitswirkung zum Sehen auch die Wirkungen auf die Biologie des Menschen betrachten. Also  was man hätte seit 100 Jahren tun müssen. Warum bleibt Tageslicht unberücksichtigt? Weil Menschen 90% ihrer Zeit in Gebäuden verbringen (hier). Für die paar Stunden im Jahr, die sie im Freien verbringen, können sie eine Sonnenbrille aufsetzen oder nachts auf die Straße gehen wie Frauen in Saudi Arabien.

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Alle Gebäude in Europa abbruchreif - Nicht nur Licht tut not
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Bei der Suche nach LightingEurope, der Lobby der lichttechnischen Industrie, fand ich ein nagelneues Papier, das mir die Spucke wegbleiben ließ. Es heißt "Healthy Buildings for All - Put people’s health and well-being at the center of EU built environment". Die Initiative zielt auf die Gesundheit aller. Da muss man mitgehen. Die EU soll die Gesundheit und Wohlbefinden seiner Bürger in den Mittelpunkt der gebauten Umwelt stellen.

Die Initiative beruft sich auf die WHO - aka World Health Organisation. Diese, die WHO, schätzt "dass Menschen etwa 90% ihrer Zeit in Wohnhäusern und anderen Gebäuden verbringen und 26 Millionen europäische Kinder in ungesunden Wohnungen leben." Weiter heißt es: "Allein  die schlechte Luft in Gebäuden bringt 120 000 Europäern vorzeitigen Tod und verursacht Schäden von 260 Billionen Euro. (Anmerkung: Billion in English ist mehrdeutig. Es können auch Milliarden sein.). Noch was: "97% aller europäischer Gebäude müssen saniert werden. Angemessene Energie-Effizienz, Luftqualität in Gebäuden, Human Centric Lighting (HCL) und Steuer- und Automatisierungssysteme für Akustik, Heizung werden die Gesundheit und das Wohlbefinden der Menschen verbessern und mehr Produktivität bringen."

Deswegen rufen die Signatare die verantwortlichen EU Politiker auf, 10 Pakete an Vorschriften zu erlassen. Ich lasse mal die Pakete weg. Mich  interessieren die Organisationen, die den Aufruf unterzeichnet haben. Was steckt dahinter, z.B. hinter eu.back? (Nicht "Au, Backe") Es ist die european building automation controls association bzw. die Stimme der Hersteller von allem, was einem sein Haus automatisieren kann. Diese stimme sagt, es muss alles überwacht werden. Was z.B.? CO2, Luftfeuchte, Temperatur, Tageslichtbeleuchtungsniveau, Luftpartikel, organische Schwebstoffe … Wer einmal in einem klimatisierten Büro gesessen hat, in dem gerade mal die Temperatur und die Luftfeuchte überwacht und geregelt wurden, wird blind den Aufruf unterschreiben, damit in seinem Haus oder in seiner Wohnung das Alles gemessen, überwacht und geregelt wird.

Vieles an Equipment dazu wird man von EPEE beziehen. EPEE steht für die Stimme der Heizung und Kühlungsindustrie. Für die Stimme der Belüftungsindustrie steht EVIA, noch so ein Signatar. Wenn man seinen Fußboden elektrisch heizen will, wird Kunde bei euha - Electric Underfloor Heating Alliance. Wofür die EUROVENT die Stimme erhebt, musste ich aus dem Internet lernen. Die hat etwas von allem, Heizung, Kühlung, Gefriertechnik, Belüftung … REHVA ist auch was Ähnliches. ehpa ist der Verband der Heizungspumpen.

Die geforderten Vorschriften sollen dazu dienen, die jeweilige Messgröße zu erfassen, anzuzeigen und …? … den Unterschied zu den Zielwerten anzuzeigen. So weit, so gut. Wo stehen aber die Zielwerte und wer hat sie festgelegt? Wie es bei den einzelnen Verbänden läuft, weiß ich nicht. Aber ich weiß aus langjähriger Erfahrung, wie es z.B. mit dem Raumklima gelaufen ist: Wir hatten über 5 Jahre die Zufriedenheit der Menschen im Büro mit dem Klima erforscht und festgestellt, dass ihnen die trockene Luft im Winter zusetzt. Ganz hilfreich dabei wirkt der Luftzug, den Menschen ablehnen, wenn er gerade mal messbar ist, also etwa 0,05 m/s beträgt. Das ist, was man mit empfindlichen Geräten gerade mal messen kann.

Der seinerzeit in der Norm DIN 1946 als noch akzeptabel geltende Wert war 0,1 m/s. Er stammte aus arbeitswissenschaftlicher Literatur. Dieser wurde geändert, nachdem wir unsere Werte publiziert hatten. Und das Ergebnis? Das sehen Sie nebenan. Der neue Wert ist mindestens doppelt so hoch oder ca. vier Mal so hoch wie der Luftzug, der Beschwerden hervorruft. Wie kommt das? Das ist ein Geheimnis der Normung, allerdings gut bekannt. DIN 1946 wurde nicht von DIN erstellt, sondern vom VDI. Und VDI-Regeln werden von Experten aufgestellt, die vom Fach sind. Ergo, von den Industrieverbänden abgestellt. Die Gremien, die DIN-Normen erstellen, müssen hingegen die interessierten Kreise möglichst gut abbilden. Weniger vornehm ausgedrückt, VDI-Regeln werden von Vereinsmitgliedern Deutscher Ingenieure ziemlich frei von der Leber weg aufgestellt. (Wer es aus offizieller Quelle erfahren möchte, kann den KAN-Brief 2/10 lesen, hier)

Allerdings haben wir noch Glück, dass unsere Verbände nicht völlig abgehoben vom gemeinen Volk agieren. Wegen der gleichen Festlegung, Luftzug in Arbeitsräumen, hatte ich anläßlich der Erstellung einer internationalen Norm vom US-amerikanischen Herstellerverband diese Stellungnahme bekommen: "Der Wert von 0,1 m/s ist zu niedrig angesetzt. Menschen akzeptieren bis 1,0 m/s. Wir haben den Wert von 0,5 m/s festgelegt, weil sonst das Papier von den Tischen fliegt." Ich fürchte, dass die jetzt wieder höher gehen, weil es kein Papier mehr im Büro gibt.

Was wurde aus den ebenfalls von uns dokumentierten Beschwerden über die trockene Luft? Die lösten die Berufsgenossenschaften einfach in der Luft auf. Nachdem diese über Jahrzehnte bestimmte Werte gefordert hatten (s. ZH1/535 oder ZH1/618, 50% empfehlenswert, 30% bis 65% zulässig), ist die Luftfeuchte heute einfach bedeutungslos. Sie haben dafür gesorgt, dass auch die zuständige Arbeitsstättenrichtlinie nichts mehr zur Luftfeuchte sagt.

Allerdings sind die Berufsgenossenschaften bestenfalls Waisenkinder gegenüber denen, die den "Lärm im Büro" wegdiskutiert haben. Wenn man alle Publikationen zum Lärm im Büro zusammenträgt, kommt eine Menge Papier zusammen, die eine ganze Kamelkarawane zum Transport benötigt. Was ist das letzte Wort unseres Arbeitsschutzes dazu? Hier das Zitat: "(2) Während der Ausübung von Tätigkeiten der Tätigkeitskategorie II darf ein Beurteilungspegel von 70 dB(A) nicht überschritten werden." Was sind aber Tätigkeiten der Tätigkeitskategorie II? Offiziell das: "Tätigkeitskategorie II – mittlere Konzentration oder mittlere Sprachverständlichkeit: Tätigkeiten, die eine mittlere bzw. nicht andauernd hohe Konzentration oder gutes Verstehen gesprochener Sprache bedingen, … das heißt wiederkehrende ähnliche und leicht zu bearbeitende Aufgaben, das Treffen von Entscheidungen geringerer Tragweite (in der Regel ohne Zeitdruck) … Beispiele für Tätigkeiten und Handlungen … Sachbearbeitung im Büro". Der zitierte Text stammt aus ASR A3.7 Lärm, erlassen vom ASTA - Ausschuss für Arbeitsstätten. Langsam zum Mitschreiben: Der deutsche Sachbearbeiter hat ähnliche und leicht zu bearbeitende Aufgaben und arbeitet in der Regel ohne Zeitdruck. Er muss nicht alles verstehen, was sein Kunde oder Chef zu ihm sagt, die beiden müssen auch nicht unbedingt alles verstehen, was der Sachbearbeiter sagt. Wenn Sie wissen wollen, was ein Beurteilungspegel von 70 dB(A) bedeutet, müssen Sie zu einem größeren Bahnhof gehen und dort 8 Stunden auf dem Bahnsteig verbringen. Danach wissen Sie, was 70 dB(A) aus Ihnen machen. Das Diagramm rechts stammt aus einem echten Bahnhof, den die Leute als zu laut empfunden hatten. Dem deutschen Sachbearbeiter ist er nicht zu laut. Jedenfalls laut Arbeitsminister.

Was macht eigentlich LightingEurope in der Gesellschaft der Heizer und Lüfter, die 97% aller Gebäude abreißen oder sanieren wollen, damit danach alles kontrolliert und nach ihren Wünschen geregelt wird? Es sagt: "Ein gesundes Gebäude zeichnet sich durch eine Beleuchtung aus, deren Design sich nach den Bedürfnissen ihrer Insassen richtet und eine genügende Tageslichtversorgung sowie Ausblick bietet." Darüber wird man nicht meckern können. Einzig störend ist, dass zu einer Gebäudequalität unbedingt human-centric lighting gehören soll. Ob alle Signatarverbände wissen, was das ist? Einem nicht von der Hand zu weisenden Gerücht zufolge hat sich der Auftraggeber der Idee, ZVEI aka Zentralverband der Elektrotechnischen Industrie, von dem Konzept leise verabschiedet und will statt dessen "value of light" fördern. Was die auch alles damit erreichen wollen, der Zielwert für eine Beleuchtung ist mindestens 250 melanopische Lux vertikal - morgens bis 19:00 Uhr. Was dies bedeutet, hatte ich bereits vorgerechnet (hier). Man müsste im Büro die vorhandene Beleuchtung etwa vervierfachen. Abends müssen die melanopischen Luxe gedimmt werden auf maximal 10. Was dies bedeutet, muss ich nicht vorrechnen. Sie können es einfach ausprobieren.

Wenn sich jemand durch den Aufruf der Industrieverbände angezogen fühlt, sollte sich schön warm anziehen. Sie kochen ihr eigenes Süppchen und bitten die EU zum Öffnen der Kassen, damit das Geschäft nach ihrem Wunsch läuft. Wenn Sie hoffen, dass bei Risiken und Nebenwirkungen Ihnen ggf. Ihre BG oder der Arbeitsminister hilft, lesen Sie nochmal, was zu Luftfeuchte und Lärm im Büro oben steht. Ein letztes Wort noch zu der Angabe von 90%. Die Zahl besagt, dass sich Menschen etwa 90% ihrer Zeit in Gebäuden aufhalten. Daraus rechnete Jan Denneman schlappe 5 Milliarden Menschen aus, die HCL bräuchten (hier), weil sie sich eben nur in Gebäuden aufhalten. Denneman war Chef von LightingEurope. Jetzt ist er Chef von Good Light Group. Er will sogar 2000 - 5000 lx für alle. Nichts kann das Geschäft des Gewerks Heizen und Kühlen besser boostern als das. Die Wärme muss ins Freie, auch wenn Menschen nicht dorthin wollen.

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Lichtqualität tut not - Was uns die Vergangenheit lehrt
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Soeben fand ich auf Google Scholar ein monumentales Dokument zu Lichtqualität. Es wurde immerhin in 276 wissenschaftlichen Artikeln zitiert. Und die Autorin kämpft heute sogar um noch mehr Ehren. Sie ist in den USA und in Kanada ziemlich hoch dekoriert. Der Artikel heißt "Determinants of lighting quality II : research and recommendations", und die Autoren Veitch, J.A. und Newsham, G.R. Er stellt das Wissen über die Lichtqualität gegen Ende des Millenniums dar (Jahrgang 1996).

Mir fiel zunächst auf, dass unter den 170 Artikeln kein einziger deutscher war. Kann es sein, dass wir in ca 50 Jahren Gemeinschaftstagung "deutsprachiger" Länder (Deutschland, Österreich, Schweiz, Niederlande) nichts zur Lichtqualität haben verlauten lassen, das zitierfähig wäre? Kann sein. Dafür hat die Autorin 11 Papiere aufgelistet, auf denen sie als erste Autorin steht. Bei weiteren 5 ist sie Mitautorin. 28 Artikel stammen aus Lighting Research and Technology. Dessen Chefredakteur Peter Boyce wird 29 Mal zitiert, die Autorin selbst steht - naturgemäß erst einmal als Autorin - und weitere 49 Mal in dem Werk. Ach, ja, Rea steht auch 30 Mal in dem Papier. Also wird die Lichtqualität wohl wesentlich durch die genannten bestimmt. Oder?

Zunächst eine gerade in diesen Tagen diskutierte Erkenntnis: Biologische Wirkungen erfordern hohe Beleuchtungsstärken. Wenn man von einer minimalen Dosis für gesundes Licht ausgeht, wäre das Tageslicht der effizienteste Lieferant. Außer in Winter an manchen Orten. Exakt 25 Jahre nach diesem Bericht verlangten führende Chronobiologen just eine Minimaldosis am Tage (hier). 1:0 für die Autorin.

Eine dem deutschen Leser etwas komisch vorkommende Feststellung: Feldstudien unter Büromitarbeitern besagen, das Menschen ein Fenster haben wollen. (Dazu 1 Literaturstelle) In Deutschland hat seit 1975 jeder Arbeitnehmer laut Arbeitsstättenverordnung ein Recht auf eine Sichtverbindung über eine klar verglaste vertikale Fensteröffnung. Wurde in den 1960ern von meinem Kollegen Georg Roessler ermittelt. Und von unserem Chef Prof. Krochmann an den Mann gebracht, sprich in die Politik. Damals sprach sich die gesamte Lichtforschung dagegen aus. 1:1 - die nicht berücksichtigte deutsche Literatur war wohl früher und gründlicher. Unsere Arbeit "Licht und Gesundheit" mit 4.500 untersuchten Arbeitsplätzen hatte sogar 1990 den Grund dafür nachgewiesen: Je weiter ein Arbeitsplatz vom nächsten Fenster entfernt ist, desto häufiger gibt es gesundheitliche Beschwerden. An der Sprache kann es nicht gelegen haben, denn die Studie gibt es seit 1991 auch in Englisch.

Diese Erkenntnis wird einem bekannt vorkommen: Der Zugang zu einem Fenster scheint wichtiger zu sein als Information über die Zeit als die Versorgung mit einer Beleuchtungsstärke. Dazu gibt es viele Gerichtsurteile in Deutschland zu dem Thema Sichtverbindung. 1:2 Wir brauchen keine neue Literatur. Die Sache war 1975 erledigt.

Das hier kommt nicht nur Lichttechnikern bekannt vor: Die erforderliche Fenstergröße hängt von einem akzeptablen Minimalwert für die Tagesbeleuchtung ab sowie von der Größe und Form des Raums.  (2 Literaturstellen). In jeder deutschen Landesbauordnung steht nicht nur diese Erkenntnis, sondern auch die Werte dazu, die der Architekt berücksichtigen muss. Ich denke, damit haben die deutschen Behörden vor dem Krieg schon angefangen. Nicht vor dem II. Weltkrieg, sondern etwa 1910. Kein Wunder, dass die Expertin keine deutsche Literatur dazu gefunden hat. 1:3 Wenn man was wissen will, können wir die Erkenntnisse aus dem Museum holen.

Zu Lichtqualität lautet das Ergebnis wie folgt: Bislang (also bis 1996) konnten wir nur herausfinden, dass bestenfalls allgemeine Aussagen zu Lichtqualität möglich sind. 2018 schrieb sie in ihrem Bio, dass sie dafür sorgen werde, dass die CIE die Lichtqualität in ihrem Wörterbuch definiert. Sie, die CIE, hat im Januar 2021 (hier und da). Ein Jahrhundert und paar Zerquetschte nach ihrer Gründung. Wie sieht es bei uns aus? Es gibt eine umfangreiche LiTG Broschüre dazu (hier). DIe ist älter als die CIE-Definition. Zudem besteht die CIE-Definition aus einer bloßen Kopie des Qualitätsbegriffs aus der Qualitätswissenschaft und ISO 9000. Das Wichtigste ist aber dies: DIN 5035 hat den Qualitätsbegriff in die Lichtdomäne schon 1935 eingeführt (hier). Sie hießen allerdings Gütemerkmale. Und die Qualitätsziele hießen: Schönheit, Gesundheit bei akzeptabler Wirtschaftlichkeit. Ich würde sagen, 1:4 mindestens.

Dies hier würde die Expertin nie mehr schreiben: Es wird allgemein geglaubt, dass das Lichtspektrum für die Leistung, Wohlbefinden und Gesundheit wichtig sei. Die Literatur unterstützt den Glauben nicht. Sie hatte einige Jahre davor eine Studie geschrieben, dass die positive Wirkung von Vollspektrum mehr oder weniger Einbildung sei. Jetzt sitzt sie in einem Expertengremium, das die Abhängigkeit der melanopischen Beleuchtungsstärke vom Spektrum genormt hat (hier). Dann lag halt die gesamte LIteratur halt daneben. Reicht 1:5?

Dies würde ihr heute gewaltig um die Ohren gehauen werden: Bestimmte wichtig scheinende Aspekte werden in der Praxis kaum erwähnt. So gibt es eine einzige Quelle (NUTEK, 1994), die elektronische Vorschaltgeräte empfiehlt, um die Störungen durch Flimmern zu beseitigen. Dabei hat sie in diesem Bericht den Autor Wilkins, der den Effekt eindrucksvoll nachgewiesen hat, sieben Mal zitiert. Dummerweise nicht die relevante Publikation. Wilkins hatte in einem Hochhaus festgestellt, dass in höheren Etagen (= größerer Tageslichtanteil) Menschen weniger Kopfschmerzen erlebten als in unteren. Die Differenz verschwand, als die Vorschaltgeräte durch elektronische ersetzt wurden. 1:6

Die folgende Aussage würde in einem üblichen Büro vom Fluchen bis Flaschenwürfen diverse Reaktionen hervorrufen. Allerdings keine positiven: Individuelle Regelung der Beleuchtung wurde als eine generelle Verbesserung empfohlen. Die wissenschaftliche Literatur zeigt, dass eine persönliche Kontrolle nicht immer vorteilhaft ist. Man besuche nur Arbeitsräume, deren Beleuchtung vom Computer gesteuert wird und erzähle, dass fände man toll. Falls man da heil rauskommt, kann man sich weiteren Abenteuern widmen. Als Experte ist man aber verbrannt. 1:7

Last not least: Die Lichtqualität wurde unter Beleuchtungsexpeerten seit mehr als zwei Jahrzehnten oder mehr diskutiert, allerdings ohne Erfolg. Nur wenn die Empfehlungen für eine gute Beleuchtungspraxis nicht nur auf Energiesparen beruhen, sondern eine gute Qualität i.S. menschlicher Bedürfnisse bedeuten, kann man von einem Erfolg sprechen. (Amen). Das war 1996. Im Jahre 2021 veröffentlichte die CIE den folgenden Begriff: 17-29-029: degree of excellence to which the totality of lighting characteristics fulfils user needs and expectations or other applicable requirements. 2:7

Der Laie mag fragen, was denn andere anzuwendende Anforderungen seien. Kaufen Sie einfach die Norm DIN EN 12464-1, wenn der Preis feststeht (dürfte so um 140 € werden). Dort werden Sie in über 50 Tabellen Tausende Anforderungen finden bis zur Gleichmäßigkeit der Beleuchtungsstärke an den Decken von Ankunftshallen (hier). Danach kommen Ihre Bedürfnisse. Pardon, danach kommen erst einmal die Überlegungen zu melanopischen Beleuchtung. Aber dann kommen wirklich Ihre Bedürfnisse.

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Nicht nur Spinat gedeiht besser, wenn man Licht besser definiert
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Gestern sinnierte ich über das Bonus-Malus-System, das für die Beleuchtung eingeführt wurde. Dabei erwähnte ich ein Reizwort für alle Kinder seit über einem Jahrhundert, somit für alle Erwachsenen, den Spinat. Der sieht so schön grün aus, weil er alles Grüne von sich weist. Der Wald und die Felder sehen so grün aus, weil die Pflanzen das Licht anders sehen als Menschen. Für diese, und nur für diese, ist die schöne Kurve gemacht, die man bündelweise aus dem Internet laden kann. Dummerweise richten sich auch die Glasmacher, die unsere Häuserfassaden liefern, auch daran, und …? Schneiden aus dem Sonnenlicht genau diejenigen Teile weg, die das Gesunde vom Licht ausmachen. Rot und Blau werden abgeschnitten, wenn nicht gänzlich beseitigt. Das Weggelassene deckt sich zudem mit dem Licht, das die die Pflanzen im Innenraum brauchen. Das Durchgelassene sieht dann grünstichig aus. Das braucht weder die Beamtenpalme noch der Beamte. Büros, die von außen wie ein Aquarium aussehen, sind energetisch optimiert. Ansonsten nicht.

Oben links sieht man den Unterschied zwischen dem, was Licht für das menschliche Auge ausmacht und was für das Pflanzenwachstum benötigt wird. Präzise gesagt, das Absorptionsspektrum des Chlorophyll. Zum Wachstum der Pflanze allgemein - später. Rechts davon sieht man, was ein Hersteller daraus macht, und zwar mit Hilfe von LED. Dieses Leuchtmittel unterscheidet sich sehr wesentlich von herkömmlichen Lampen. So war z.B. die Glühlampe immer an eine bestimmte physikalische Gesetzmäßigkeit gebunden, an das Plancksche Strahlungsgesetz. Man kann sie zwar manipulieren, dass sie z.B. viel und weißeres Licht ergibt - Potzblitz - dafür sehr schnell stirbt, oder sehr sehr lange lebt - z.B. 120 Jahre (hier) - und dafür schön rot glüht. Auch Entladungslampen, egal wie willig sie sind, benehmen sich ansonsten störrisch und senden Strahlen aus, die sie nicht aussenden dürfen (z.B. UV von HMI-Lampen).

LED sind im Prinzip monochrome Strahler, also ziemlich einfarbig. Will man ein gewünschtes Spektrum erzielen, so kann man verschiedene von Ihnen kombinieren und mit Leuchtstoffen jonglieren. Und das klappt gezielt. Also kann man das Spektrum von dem mittleren Bild, lupenrein an das Chlorophyll angepasst, herstellen und daher auch kaufen. Licht ist das aber nicht. Eine Reihe Hersteller, z.T. sehr spezialisiert, bieten LED-Spektrum genau für Freunde gepflegter Botanik an. Die Marken will ich nicht nennen, aber dass ihr Konzept funktioniert. Hingegen kann eine ansonsten sehr gepflegte Büro- oder Wohnumgebung sehr ungepflegt wirken, weil sowohl das Tageslicht (s. Bemerkung zu Fassaden oben), als auch das elektrische Licht (LED aber normal) dazu führen, dass die früher prägende Gestalt der Beamtenpalme leider nicht mehr so prägend ausschaut.  (Anm.: Ich konnte in keinem Büro mehr die Beamtenpalme finden und fotografieren. Sie müssen sich deswegen mit der traurigen Gestalt der Yucca Palme hier zufrieden geben. Diese verdankt ihre Gestalt tatsächlich jahrelanger Bestrahlung mit ungeeigneten Lampen in einem Bürohaus.)

Leider, leider sieht ein für Pflanzen und Gemüse optimal beleuchtetes Ambiente nicht sehr einladend für Menschen aus.

Man muss noch ein letztes Wort zum Bedarf von Pflanzen bezüglich Licht verlieren. Würde sich deren Bedarf ausschließlich am Chlorophyll richten, wäre zu überlegen, warum sich um Gottes Willen die gesamte Botanik so unter der Sonne entwickelt hat. Die Antwort ist, dass zwar das Chlorophyll eine der wichtigsten Grundlagen des Lebens auf Erden bildet, aber nicht die alleinige. So kann man allein durch unterschiedliche Betonung der blauen oder roten Seite, den Pflanzen das Gefühl eine anderen Jahreszeit vermitteln. Dann wachsen sie bei zu viel UV anders (buschig, gedrungen) als bei zu viel rot (elend lang). Also mal schnell hoch, mal kleingedrungen. Da ich bei den Recherchen viele Diskrepanzen in den einzelnen Aussagen festgestellt habe, gebe ich nur den Hinweis, dass man mit dem hier gezeichneten Spektrum allein nicht hantieren soll. Also weiter recherchieren. Man muss nicht unbedingt Vertical Farming oder 3-D-Farming betreiben wollen, um die Sache brennend interessant zu finden. Eine grüne Wand in der Wohnung oder bereits ein einziger Blumentopf, aus dem man eine Pflanze ziehen will, genügt als Anlass.

Übrigens, den schönen Pflanzen, die Sie beim Gärtner kaufen und bei Ihnen trotz bester Pflege schrumpeln, könnte es an passendem Licht mangeln. Der Gärtner zieht die in dem passenden Lichtmilieu hoch. Und lässt sie schön blühen. Wenn Sie etwa wie das Vorstandsmitglied des Fachverbandes Raumbegrünung und Hydrokultur in Berlin denken und immer 500 lx Licht für optimal halten, kommen Sie garantiert auf keinen grünen Zweig. Wirklich garantiert! Denn was in Lux gemessen wird, ist nur das Licht, was man irrtümlicherweise für Menschen definiert hat. (mehr dazu hier). Zudem gibt es neben der Photomorphogenese (oben etwas erklärt) noch den Photoperiodismus. Photoperiodismus bezeichnet das Phänomen, dass Pflanzen auf unterschiedliche Weise auf die Länge der Licht- und Dunkelperioden reagieren. Einige Pflanzen blühen nur, wenn die Dauer der täglichen Belichtung unter einem kritischen Wert liegt (Kurztag-Pflanzen); andere dagegen blühen nur, wenn das tägliche Licht über diesem kritischen Wert liegt (Langtag-Pflanze). Der Prozess des Photoperiodismus wird auch durch die Wellenlänge des Lichts beeinflusst, wie die Photomorphogenese auch. Wie? Das steht im Stammbuch der Pflanze geschrieben - und wird niemandem verraten.

Bitte allen verraten: Wenn ganz große Experten den Lichtbedarf von Pflanzen in Lux messen oder empfehlen, so und so viele Lux für Beleuchtung zu nehmen, sind sie ganz kleine Lichter. Dann lieber jemanden mit dem grünen Daumen fragen.

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Bonus-Malus-System für die Beleuchtungsstärke
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Sie stand wie ein Fels in der Brandung: die gute alte Beleuchtungsstärke. Zwar wissen viele Menschen nicht so genau, was sie bedeutet (s. z.B. hier), aber immer folgend der Zahl 500 in Lux ist sie eine einsame Größe, übertroffen vielleicht von der Angabe "1 kg" für Mehl oder so. Die neueste Ausgabe der Beleuchtungsnorm DIN EN 12464-1 enthält in 54 Tabellen Hunderte, vielleicht Tausende von Angaben dazu. So z.B. Anforderung Nummer 6.52.1 "Ankunfts- und Abflughallen Gepäckausgabe" - Ēm,r = 200 lx; Ēm,u  = 300 lx; Ēz = 75 lx; Ēm,Wand = 75 lx; Ēm,Decke = 30 lx. Dabei bedeutet Ēm,Decke dass der Mittelwert der Beleuchtungsstärke (erkennbar an dem Strich über dem "E") als Wartungswert (erkennbar an dem Index "m" hinter dem "E") 30 lx betragen muss. Wie man diesen Mittelwert misst, wird in der Norm beschrieben. Allerdings nicht wirklich. Denn man muss dazu einen Messkopf an die Decke der Ankunfts- und Abflughalle kleben. Und die Messwerte in sinnvollen Abständen, z.B. 1 m, entnehmen. Leute, die solche Hallen kennen, wissen, dass es ein Klacks ist, solch eine Messung durchzuführen. Dass die Messung überhaupt Sinn täte, ist nicht sicher. Denn an solchen Decken findet man viele Leuchten. Leuchten, die beleuchtet werden! Muss man die mitmessen?

Dass man solche Angaben in einer Norm macht, muss einen Sinn ergeben. Denn die Norm sagt, dass die 54 Tabellen nur dann Angaben enthalten, wo sie sinnvoll sind. Ich nehme daher an, dass die Autoren der Norm wissen, warum Ēm,Decke, also die mittlere Wartungsbeleuchtungsstärke an der Decke einer Abflughalle, so wichtig ist. Da man sich neuerdings auf eine wissenschaftliche Begründung der Anforderungen beruft, muss der Ausschuß auch wissen, wie die Anforderung 30 lx entstanden ist.

Bitte nehmen Sie davon Abstand, zu behaupten, dass sich die Lichttechnik nur mit der wissenschaftlichen Festlegung von Beleuchtungsstärken an den unmöglichsten Stellen von Gebäuden beschäftigt haben muss, um 54 Tabellen mit Tausenden von Anforderungen auszufüllen. Anders als von Ihnen angenommen, liegt es nicht daran, dass sich die Lichttechniker vieles Sinnvolle haben liegen lassen. Sie haben sich eines Jahrhundertwerks angenommen, das unten beschrieben wird. Sie haben dazu sogar ihr Lieblingsobjekt, eben die besagte Beleuchtungsstärke, geopfert. Sie ist nicht mehr eine physikalische Größe, wie sie 1924 definiert wurde.

Ist die Beleuchtungsstärke jemals eine physikalische Größe gewesen? Sagen wir mal - ein Zwischending. Wenn man in dem gezeichneten Strahlengang ganz rechts einen Strahlungsempfänger hängt, misst dieser die Bestrahlungsstärke. Hängt dort ein Topf Milch, entspricht deren Erwärmung der Höhe der Bestrahlungsstärke. Man könnte auch ein Bündel Spinat dort hinhängen und messen, wie der in Abhängigkeit von der Bestrahlungsstärke gedeiht. Es gibt also viele Wege, die Stärke eines Strahleneinfalls zu messen. Ist der Strahlungsempfänger ein lichttechnischer Messkopf, nennt sich der Messwert Beleuchtungsstärke. Dieser muss die Strahlung aber entsprechend der Augenempfindlichkeit bewerten. So geben blaue Strahlen nur wenig Licht her, dafür grüne umso sehr. Die roten kann man ganz vergessen. Uninteressant.

Kennt man die spektrale Verteilung der einfallenden Strahlung, kann man daraus exakt berechnen, was als Beleuchtungsstärke angezeigt werden muss. Daher ist sie eine quasi-physikalische Größe. Wollte man die Wirkung des Lichts auf das menschliche Auge und auf Spinat gleichzeitig angeben wollen, hätten wir ein gewaltiges Problem, das Auge hat dort seine größte Empfindlichkeit, wo der Spinat kaum noch weiß, was er mit der Strahlung anfangen soll. Deswegen reflektiert der Spinat alles Grüne von sich. Sollen doch die Spinatbauern selber was überlegen!

Gut, aber wir haben ein ähnliches Problem mit dem Auge. Wie Pandits der Lichtwissenschaft sagen, muss man unbedingt die melanopische Wirkung von Licht berücksichtigen. Nur berücksichtigen? Ach, was, es steht ganz hoch auf der Prioritätenliste. Man muss lichttechnischen Größen einen melanopischen Partner hinzu addieren, allen. Erkennbar an dem Index -mel wie Emel. Damit keiner da durcheinander kommt, muss man konsequenterweise jeder lichttechnischen Angabe das Wort "visuell" anhängen, erkennbar an …? Z.B. an "v". Manche schreiben mit dem Index "v" wie Ev. Dummerweise ist dieser Buchstabe als Index schon für V wie vertikal vergeben, z.B. Ev. Da die melanopische Beleuchtungsstärke aber von der Vertikalbeleuchtungsstärke abhängen soll (hier), hat man da gewisse Probleme. Deswegen schreiben manche gleich Evis. Soll man Ev,vis schreiben oder Evis,v? Aber halten wir uns nicht mit Kleinigkeiten wie einer richtigen Bezeichnung einer Größe auf. Unsere Vorfahren sind mit noch größeren Problemen fertiggeworden. So hat man einst heilige Tempel in heiligen Ellen gemessen, wovon jede sieben Handbreit oder 28 Finger lang war. Wer Fuß statt Elle verwenden wollte, konnte sich eine Anleihe bei den Alten Ägyptern machen. Den Fuß haben die Alten Griechen und die Alten Römer von den Alten Ägyptern abgeguckt. Aber immerhin weiter entwickelt. Der römische Fuß wurde sowohl in zwölf unciae (Zoll) als auch in sechzehn Finger unterteilt. Die Römer führten auch die Meile zu je tausend Doppelschritten ein, wobei jeder Doppelschritt fünf römischen Fuß entsprach.

Dass das Tanztheater pas de deux, also den Doppelschritt, übernommen hat, hat mit dieser Sache nichts zu tun. Es geht um ein anderes  Theater. Ich wollte nur zeigen, dass man mit krummen Maßen sogar Weltmacht werden und bleiben kann. Denn die USA leben bestens mit Maßen, die sie im Alten Ägypten aufgestöbert haben, Zoll, Fuß und Meile … Warum soll die Lichttechnik sich auch nicht in dieser Kunst tummeln?

Bevor die Antwort kommt, erst ein Wort zu dem System von Bonus und Malus. Auch wenn es schwer zu verstehen ist, kennt jeder erwachsene Deutsche das System. Es ist eine Erfindung aus der Versicherungsmathematik. Auch wenn zwei deutsche Autofahrer die gleichen Rechte vor dem Gesetz haben, teilen sie eine Pflicht unterschiedlich, die Zahlung von Versicherungsbeiträgen. Wohnt z.B. eine schicke blonde deutsche Kommissarin in der Weltstadt Hengasch (in der Eifel), deren Bevölkerungswachstum etwas gehemmt verlaufen ist, sagt die Versicherung, sie müsse weniger Versicherung für ihr schickes Cabriolet zahlen, als wenn sie in Posemuckel am Rhein wohnen würde, aka Köln. Denn Posemuckelaner bauen laut Statistik mehr Unfälle als Hengascher. Also Bonus für Hengasch, Malus für Posemuckel. Wenn sie ihr Cabrio auch noch in einer schönen Garage unterbringt, zahlt sie noch weniger im Vergleich zu einer Schlampe aus dem Bahnhofsviertel. (Pardon, musste aber gesagt werden.) Die Krönung kommt, wenn sie ihre Fahrweise der Versicherung offenbart, die über GPS immer prüfen kann, ob die Kiste standesgemäß bewegt wird. Super bonus für Hengasch + Garage + Satellitenüberwachung. Sie muss allerdings den Nobelhobel in Köln immer in die Garage stellen, weil sonst die Versicherung feststellen kann, dass sie doch nicht vorwiegend  in Hengasch wohnt.

So ähnlich werden künftig Beleuchtungsplanungen "belohnt". Damit es jeder Planer begreift, hier einige Erklärungsversuche. Es macht nix, wenn einer nichts versteht. Ich habe auch nicht verstanden, warum zum Teufel vorgeschrieben werden muss, dass die Decke einer Abflughalle beleuchtet werden muss, z.B. wenn sie selbst leuchtet.

Während man bei einer - visuellen - Beleuchtungsstärke nicht darum kümmern muss, wer (also welche Lampe) sie erzeugt und wer seine Sehleistung damit erreicht (z.B. der angehende Pensionär im Büro), kann man bei dem melanopischen Pendant das nicht mehr tun. Denn melanopische Wirkungen können z.B. die Unterstützung des Wachheitsgrades sein oder die mentale Leistung. Da beides zwar Gott gegeben ist, aber mit dem Alter langsam schwindet, wird die Beleuchtungsstärke, jetzt aber melanopisch, auf einen 32-Jährigen bezogen definiert. Also, wenn es 11,5 lx melanopisch bzw. Emel= 11,5 lx, heißt, gilt das für Männer zwischen 31,5 und 32,5 Jahren. Für alle anderen muss gerechnet werden. Und zwar wirklich kompliziert.

Wie jeder weiß, ändert sich das Sehen zusehend. Zuerst werden die Arme kürzer, wenn man seine Zeitung lesen will. Danach geht es kaum noch ohne Brille. Die Welt vergilbt, und die Äuglein ziehen sich langsam zurück in ihre Höhlen. Der Mensch im hohen Alter sieht die Welt im gelblichen (Nostalgie) Tunnelblick (Konservativismus). Das lässt sich ganz gut theoretisch berechnen. Also bleiben von unseren 11,5 lx für 32 Jahre alte Männer sagen wir mal nur noch 5,25 lx übrig, wenn das Publikum im hohen Seniorenalter seinem Ende entgegen dämmert. Aber bitte melanopisch. Für jüngere Beobachter kann man keine melanopischen Berechnungen anstellen, man muss halt mindestens 25 Jahre alt sein.

Alles klar? Nein gar nicht. Jetzt kommt das Spektrum dran. Rotes Licht ist nicht bekannt dafür, mentale Leistungen, gar Intelligenz, zu fördern. Wäre dem so, müssten die Etablissements, die vornehmlich mit solchem Licht arbeiten, um ihre Umsätze bangen. Die Wissenschaft hat ermittelt, dass eine solche Wirkung nur durch blaues Licht vermittelt werden kann. Ergo werden die Lichtquellen melanopisch sortiert. Kommt da aus einer Lampe nur grell blau, grenzt ihre melanopische Wirkung an Wunder. Anders mit der Glühlampe. Egal wie viel Licht eine solche Lampe in die Gegend pumpt, melanopisch ist das Ganze nicht viel Wert. Am schlimmsten ist, wenn die Glühlampe auch noch dimmt.

Damit man eine Referenz hat, werden alle melanopischen Beleuchtungsstärken auf das Tageslicht bezogen. Was das ist? Leider kann man das so nicht sagen. Vormittags hat man ein anderes Tageslicht, nachmittags ein noch anderes. Guckt man sich den blauen Himmel an, sieht man was anderes als wenn man in die Abendsonne guckt. Ergo? Das Tageslicht, wovon man redet, muss definiert werden. Leichter gesagt als getan. Wenn sich einer farblich passend für die Abendpromenade kleidet, könnte er in der Mittagssonne ziemlich unpassend aussehen. An einem trüben Novembertag auch. Da muss man ein Tageslicht für jeden Bedarf getrennt definieren. So gibt es z.B. D55 als Normlicht etwa der Sonne entsprechend, aber gen Abend. Die Druckindustrie nimmt lieber D50. Das Normlicht D75 ist ganz schön blau, daher bevorzugt die CIE, das ist die Dachorganisation aller Lichttechniker der Welt, D65. Es soll "mittleres Tageslicht entsprechend einem Mittagshimmel am Nordfenster" darstellen. Und wo liegt dieser Mittagshimmel? In Wien, dem Sitz der CIE.

Endlich mal was Eurozentriertes! Jetzt geht die ganze Berechnung noch einmal los. Man rechnet dem Blaugehalt des Spektrums entsprechend die Beleuchtungsstärke erneut. Eine Lampe, die D65 entspricht, bekommt den Faktor 1. Lampen, die in den meisten deutschen Büros hängen, werden unterschiedlich abgestraft. So sind die 11,5 lx einer warmweißen Lampe nur noch 4,6056 Lux wert, allerdings melanopisch. Etwas besser fährt man mit der neutralweißen Lampe, auch kaltes Neonlicht genannt, da ergeben sich aus denn 11,5 lx visuell 6,463 lx melanopisch.

In den kommenden Jahren braucht man sich nicht vor neuen Ideen aus der Lichtwissenschaft zu fürchten. Die müssen erst einmal Wege suchen, ihre Größen richtig zu tippen. Da ich das nicht kann (vielmehr will ich es nicht), benutze ich Screenshots. Die kann man nicht falsch schreiben. So vermeide ich Unsinn wie dieses. Als ich die "α-opic equivalent daylight (D65) luminance" (also die schlichte Leuchtdichte) schreiben wollte, sah das Ergebnis wie hier aus:

Die linke Seite zeigt, wie der Begriff in der Norm der CIE geschrieben steht, die rechte, was mein Computer mit Word sieht. Wenn einer blind ist, wird sein Lesegerät dasselbe vermitteln wie rechts. Wer irgendwo nach diesem Begriff sucht, muss sich überlegen, wie er sucht. Mir ist bislang kein Weg eingefallen. Daher muß ich mühsam auf dem Papier suchen.

Wer sich gar dafür interessiert, welcher Faktor für seine Lampe gilt, müsste ihn nach dieser Formel ( unten, links) berechnen können. Kopiert er die Formel für eine e-Mail, z.B. um einem den Auftrag zu geben, die Berechnung vorzunehmen, steht in seiner Mail was rechts steht. Wenn er entnervt die Formel abtippen will, muss er sich paar Wochen Beruhigungspause einkalkulieren, die er anschließend nimmt. Allerdings kann ich nicht garantieren, ob er jemals so weit kommt. Wenn jemand sich gar erdreistet, eine Veröffentlichung zum Thema zu machen, steckt am Ende mehr Hirnschmalz in der Tipperei als im Inhalt.

Nur noch ein Wort zu D65. Wo kann man die kaufen? Nirgendwo. Man muss sich darauf verlassen, dass manche LED-Hersteller die Formeln richtig ansetzen und einem die nächst bessere Lampe verkaufen. Referenzlampen wurden früher in den Schrank gestellt. Heute existieren sie nur noch im Computer.

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