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HCL in verschiedenen Anwendungsfeldern
Prof. Dr. med. Dipl.-Ing (FH) Herbert Plischke
Hochschule München
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Was ist HCL?
(es ist nicht HCl )
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Wirkungsspektren für die Lichtwirkung im Auge:
Visuelle und nichtvisuelle Wirkung
Visuelle Wirkung
Zapfen, Stäbchen
Nichtvisuelle Wirkung
ipRGC
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Versuch einer Definition:
Was ist künstlich biologisch wirksame Beleuchtung?
Jedes Licht, ob künstlich oder
natürlich ist biologisch wirksam!
Wodurch unterscheidet sich „Human Centric Lighting“ (HCL)?
Human Centric Lighting (HCL) unterstützt zielgerichtet und langfristig die
Gesundheit, das Wohlbefinden und die Leistungsfähigkeit des Menschen durch
ganzheitliche Planung und Umsetzung der visuellen, emotionalen und
insbesondere der nicht-visuellen Wirkungen von Licht.
Die derzeit bekannten Gesundheitsrisiken von künstlich biologisch wirksamer Beleuchtung
(auch die von vorschriftsmäßiger Standardbeleuchtung) sollen minimiert werden!
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Das Problem heutiger Beleuchtung ist die
Nichtbeachtung nicht-visueller Wirkungen von Licht!
„Die internationale Agentur für
Krebsforschung (IARC) hat im Oktober
2007 Schichtarbeit mit Störung des
Biorhythmus als Krebserregend eingestuft!
(Gruppe-2A-Karzinogen)... Dtsch Arztebl 2009; 106(1-2)
..Light at night has two major physiological
actions, i.e., it disrupts circadian rhythms and
suppresses the production of melatonin by the
pineal gland. Moreover, both these changes are
light intensity and wavelength dependent….
z. B. Schichtarbeit, Chronodisruption und Licht
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Anwendungsfelder von Human Centric Lighting:
http://lightingforpeople.eu/
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Schulen (Education)
Gymnasium Miesbach
Foto: Miesbacher Merkur, 8.10.2013
Hochschule München (EnEff Schulen)
Foto: Plischke
Transferzentrum für Neurowissenschaft und Lernen Ulm (Quelle: Osram)
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Schulen (Education)
Bisherige internationale Studien belegen Wirksamkeit von gezielt
eingesetztem Licht auf kognitive Parameter
Aufmerksamkeit im Arbeitsumfeld wurde durch Licht mit hohen Blauanteilen
erhöht (Viola et al. 2008; Vetter et al., 2011)
Licht mit hohen Blauanteilen reguliert Melatonin und circadiane Rhythmik (Cajochen et al., 2005; Chellappa et al., 2011; Vetter et al., 2011)
Licht mit hohen Blauanteilen verbessert die kognitive Leistungsfähigkeit (Cajochen et al., 2005; Lockley et al., 2006; Vandewalle et al. 2007; Chellappa et al., 2011)
Bestätigung für bessere Konzentrationsleistung und weniger Fehler in
Schulstudien (Barkmann et al., 2012, Keis et al. 2013)
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Ergebnisse der publizierten Studien über
„tageslicht-ähnliche“ künstliche Schulbeleuchtung:
Bei der Erhöhung der (melanopisch bewerteten) Beleuchtungsstärken
ergibt sich eine mittlere:
Reduktion von Fehlern:
17% Verbesserung (95% CI = 13 % – 22%)
Erhöhung der Konzentration:
18 % Verbesserung (95% CI = 10 % – 26%)
Rahmenbedingungen: Gilt nur für Beleuchtungsstärken von 300 lx bis 1300 lx am Tisch
und zu den getesteten Zeiten (vormittags).
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Schulen (Education)
The overall opinion among the children is that the new light helps them to stay focused and
concentrated. Some reactions were:
• Much better
• We also want this
• You get less tired
• You lose focus under yellow light http://lightingforpeople.eu/
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Lux Review, London, 11 January 2017
Krankenhäuser und Pflegeeinrichtungen
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Krankenhäuser und Pflegeeinrichtungen
Review: Lichtintervention für Intensivstationen
Ergebnisse: …Mit zunehmender Schwere der Krankheit, kann der circadiane Rhythmus komplett verloren gehen …darüberhinaus fördert inadequate Tagesbeleuchtung und nächtliche Lichtverschmutzung die circadiane Disruption Beobachtungsstudien in Räumen mit Lichtprogrammen haben gezeigt, dass physiologische Licht-Dunkel Perioden zur schnelleren Genesung der Patienten führen. Studien mit morgendlichem hellen Licht und/oder abendlicher Gabe von Melatonin zeigten verringerte Raten von Delir, besseren Schlaf und weniger kardiale Arrhythmien.
Die derzeitige Evidenz belegt die Wertigkeit von gesteuerter künstlicher Beleuchtung, neben der zusätzlichen Ergänzung mit Melatonin.
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Arbeitsplätze: (Workplace) reine Tagarbeit
Lichtassistenz in einer Werkstatt für Menschen mit
Behinderungen
Foto: Matthias Ettinger – kwerbild.de Foto: Plischke
Es zeigten sich im Rahmen der
zweijährigen Begleitforschung statistisch
signifikante positive Auswirkungen des
HCL- Beleuchtungsszenarios auf
Gesundheits- und Befindlichkeits-
parameter.
Grafik: Wambsganß, Zauner
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Arbeitsplätze: (Workplace) Tag/Nacht-Schichtarbeit:
HCL in Schaltwarten mit 24h Kunstlicht
Glaswerk Fa. NSG Pilkington,
Weiherhammer, Deutschland
Bild: NSG Bild: Plischke
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Schaltwarte im Ausgangszustand Schaltwarte mit neuer Lichtanlage
HCL in einer Schaltwarte mit 24h Kunstlicht
Bilder: Plischke
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Gesundheitsfragebogen:
• Zufriedenheit
• Belastung
Stressfragebogen:
• Irritationsskala (IS)
Wohlbefinden:
• Berner Fragebogen zum
Wohlbefinden für Erwachsene
(BFW-E)
Schlafqualität:
• Schlaffragebogen-A (SF-A),
Schlaffragebogen-B (SF-B)
Erschöpfung und Schläfrigkeit :
• Swedish Occupational Fatigue
Inventory (SOFI)
• Stanford Sleepiness Scale (SSS)
Akzeptanz Licht:
• Fragebogen zur Bewertung der
Beleuchtungssituation (FBB-1)
Fragebogen / Tests
Gesundheitsfragebogen:
• Nicht unterschiedlich
• Nicht unterschiedlich
Stressfragebogen:
• Weniger Stressempfinden
Wohlbefinden:
• Besseres Wohlbefinden
Schlafqualität:
• Nach der Schicht – schlechter
(auch für statisch)
• 14 tg – schlechter (auch für statisch)
Erschöpfung
• Nicht unterschiedlich
Schläfrigkeit :
• weniger schläfrig während der
Schicht
Akzeptanz Licht:
• Wesentlich besser
Ergebnis für dynamisches Licht
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Zusammenfassung der Erkenntnisse Schichtarbeit
• Mehr Beleuchtung = mehr Sicherheit, Wohlbefinden und Zufriedenheit! Muss aber mit anderen Parametern (Schlaf) für die Mitarbeiter individuell in Balance gebracht werden.
• Effekt der Beleuchtung – Achtung: Unterdosierung und Überdosierung!! Die neue Beleuchtung hat Wirkungen und Nebenwirkungen
• Bessere Fitness bei der Arbeit, weniger Ermüdung, aber auch Effekte auf die Schlafqualität. Vorsicht: Lichtnutzung außerhalb der Schicht beeinflusst auch die Schlafqualität.
• Langzeituntersuchungen fehlen
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Bild: www.telegraph.co.uk
Licht im häuslichen Umfeld (Domestic)
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Fazit: Es erfolgt eine hochsignifikante Melatoninunterdrückung (75%) und eine 1.3h Verschiebung der circadianen Phase (morgendliche Müdigkeit) durch die Nutzung von aktiven eBooks nachts mit 31 Lux am Auge.
75% Melatonin Suppression
mit 31 Lux!
ca. 1,3 Stunden Verschiebung der circadianen Phase
mit 31 Lux!
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Zusammenfassung: HCL in verschiedenen Anwendungsfeldern
• Beleuchtung hat einen unterschätzten Einfluss auf das Wohlbefinden, die Leistungsfähigkeit und auf den guten Schlaf der Menschen.
• Schulbeleuchtung: HCL (insbes. bei schlechter Tageslichtversorgung) verbessert die Leistungsfähigkeit.
• Arbeitsplatz Tag: HCL zeigt deutliche Vorteile für Wohlfühlen und weniger psychische Belastung
• Arbeitsplatz 24h-Kunstlicht: HCL zeigt deutliche Vorteile für Sicherheit, Fehlerreduktion und die psychische Belastung. Die Lichtmenge muss aber mit anderen Parametern (Schlaf) für die Mitarbeiter individuell in Balance gebracht werden. Lichtnutzung außerhalb der Schicht muss geschult werden (Computer und Tablet-Nutzung).
• Achtung: Unterdosierung und Überdosierung bei Licht in der Nacht!! Bessere Fitness bei der Arbeit, kann Schlafqualität beeinflussen! Hier muss man Kompromisse eingehen!
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Zusammenfassung: HCL in verschiedenen Anwendungsfeldern
• Krankenhäuser und Pflegeeinrichtungen: HCL in Krankenhäusern
(Intensivmedizin) hätte großes Potential bezüglich der Genesung der Patienten.
Derzeit gibt es noch keinen nennenswerten Einsatz von HCL. Gute Erfahrungen
gibt es jedoch aus Seniorenheimen und der Demenzpflege.
• Privater häuslicher Bereich: Es sind die abendlichen Wirkungen von
blauangereichertem Licht durch Computer, selbstleuchtende Tablets und
Mobiltelefone auf den Schlaf noch zu wenig bekannt. HCL ist im häuslichen Bereich
derzeit noch nicht nennenswert im Einsatz.
• Für alle Bereiche gilt:
Eine Investition in neue (energieeffizientere) Lichtanlagen (HCL) hat nicht nur
Vorteile bezüglich der CO2 Bilanz, sondern auch Vorteile für die Menschen,
insbesondere zur Verringerung der psychischen Belastung!
Das Lichtmanagement im Unternehmen sollte integraler Teil des betrieblichen
Gesundheitsmanagements werden!
• HCL-Anlagen sind noch zu wenig etabliert und wenig Studien bzw.
Erfahrungsberichte verfügbar. Richtlinien für die Beleuchtungsgestaltung müssen
überarbeitet und HCL-Schulungen für Planer, Architekten und
Arbeitsschutzmitarbeiter etabliert werden.
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Danke für Ihre Aufmerksamkeit
Kontakt:
Herbert Plischke
Prof. Dr. med.
Dipl.-Ing. (FH) Elektrotechnik
Hochschule München, Fakultät für angewandte
Naturwissenschaften und Mechatronik
Lothstr. 34
80335 München
Tel. 089/1265-1638, Fax 089/1265-1603
Email: [email protected]
