licht.wissen 19 Wirkung des Lichts auf den Menschen

licht.wissen 19Wirkung des Lichts auf den Menschen

Freier Download auf

www.licht.d

e

licht.wissen 19 Wirkung des Lichts auf den Menschen

01

3

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat seit Beginn seiner LED-Leitmarktinitiative Ende 2008 für Technologie- und die kommunalen Pilotprojekte zusam-men gut 40 Millionen Euro bereitgestellt. Mit dem Wettbewerb „Kommunen in neuemLicht“ und den zwei Branchenprojekten „UNILED“ und „Performance Quality Label“ (PQL)konnten wir belegen, dass die LED-Technik

� ohne große Zusatzinvestitionen im Rahmen der vorhandenen Infrastruktur verwendbar ist,� Energieeinsparungen zwischen 50 und 90 Prozent ermöglicht,� von Benutzern und Anwohnern als eine Verbesserung der Beleuchtung empfunden wird.

Basierend auf diesen Projektergebnissen hat die Bundesregierung die Umsetzung derneuen Lichttechnik vorangetrieben. Das BMU hat inzwischen im Rahmen der Kommunal-richtlinie Energieeffizienz für die LED-Beleuchtungstechnologie mehrere hundert LED-Pro-jekte gefördert. Das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Straßenwesen hat 2013 ineinem Erlass die LED zur maßgeblichen Beleuchtungslösung für die Liegenschaften desBundes gemacht. Erste Bundesländer haben sich diesem Erlass angeschlossen (Baden-Württemberg, in Kürze NRW). Damit hat die LED-Leitmarktinitiative ihr Ziel erreicht.Deutschland ist auch im internationalen Vergleich ein Leitmarkt für die LED-Technik. Nichtnur mit international sichtbaren Vorzeigeprojekten wie in Freiburg, München, Trier und an-derswo, sondern auch in Euro und Cent für die zahlreichen, zumeist mittelständischenUnternehmen.

Verbunden mit der LED-Technologie ist der Bereich der Wirkung des Lichts auf den Men-schen. Mit den heutigen Untersuchungsmethoden und Messverfahren lassen sich dieWirkungen des Lichts auf Physis, Psyche und das Zusammenleben sehr viel genauer er-forschen als früher. Und mit den neuen Möglichkeiten, die die LED-Technik etwa bei derFarbeinstellung und Farbwiedergabe bietet, lassen sich diese Erkenntnisse viel einfachernutzen, als das mit der herkömmlichen Lichttechnik möglich war. Als die Stadtwerke inden ersten Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts für das neue städtische Gaslicht warben,da wurde nicht viel mehr als die Helligkeit gemessen – damals in „Kerzen“. Im 20. Jahr-hundert kamen die Kategorien Leuchtdichte, Beleuchtungsstärke, Kontrastwiedergabeund Blendung hinzu. Jetzt beginnen die Farbe und Temperatur des Lichts sowie die Wir-kung des Lichts im Wechselspiel mit den beleuchteten Materialien und der menschlichenWahrnehmung, eine zentrale Rolle zu spielen.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat 2013 mit seinem Förder-aufruf „Intelligente Beleuchtung“ dazu eingeladen, Grundlagenforschung zu diesen Fragendurchzuführen. Die ausgewählten Projekte werden in Kürze starten. Mit der neuen Tech-nik wird Forschung wieder zu einem wichtigen Thema für die Lichtbranche. Ich freue michauf die neuen Lichtlösungen, für die diese Broschüre zahlreiche Beispiele liefert.

Dr. Frank Schlie-RoosenReferatsleiter Optische Technologien/PhotonikBundesministerium für Bildung und Forschung

Editorial


4

LichttherapieSeite 24

Licht-Spezial DIN SPEC 67600: Hinweise zur LichtplanungSeite 28

Besseres Licht für mehr Lebensqualität Seite 6

Licht prägt dieEvolution des MenschenSeite 8

Biologische RhythmenSeite 10

Die innere UhrSeite 14

Melanopische LichtwirkungenSeite 18

Biologisch wirksames Licht inInnenräumenSeite 20

Lichtqualität und EnergieeffizienzSeite 32

5

licht.wissen 04 Licht im Büro, motivierend und effizient

Die Schriftenreihe von licht.de

€ 9,–Jedes Heft!

licht.wissen 10 Notbeleuchtung, Sicherheitsbeleuchtung

52 Seiten über Not- und Sicherheitsbeleuchtung:

Heft 10 informiert über relevante Normen und

Vorschriften, erklärt lichtund elektrotechnische

Anforderungen und belegt mit zahlreichen Anwen-

dungsbeispielen die Bedeutung der Sicherheits-

beleuchtung.

Das Spektrum der LichtquellenSeite 46

GlossarSeite 50

Normen und LiteraturSeite 52

Licht im BüroSeite 34

Licht in der IndustrieSeite 36

Licht in der Schule Seite 38

Licht im KrankenhausSeite 40

Licht im SeniorenheimSeite 42

Licht für zu HauseSeite 44

AusblickSeite 48

Schriftenreihe,ImpressumSeite 54


Licht tut gut. Das erleben wir jedes Jahr zuBeginn des Frühjahrs: Werden die Tagewieder heller, fühlen wir uns aktiver, sindbesser gelaunt und meist auch konzentrier-ter als in den dunklen Wintermonaten.

Damit wird deutlich, dass der Mensch Lichtnicht nur braucht, um gut sehen zu können.Licht hat eine viel weiter reichende Bedeu-tung: Es taktet die „innere Uhr“ des Men-schen – ein kompliziertes Steuersystem,das sämtliche Körperfunktionen im 24-Stunden-Rhythmus koordiniert und aufei-nander abstimmt. Dieses Steuersystemmuss täglich aufs Neue durch das Tages-licht synchronisiert werden. Fehlt der Licht-reiz als wichtiger Zeitgeber, kommt die in-nere Uhr aus dem Takt. Dies kann dazuführen, dass der Mensch antriebslos undmüde wird, unter Stimmungsschwankun-gen leidet oder gar das Immunsystem er-krankt.

Um die Jahrtausendwende identifiziertenWissenschaftler jene Fotorezeptoren in derNetzhaut des Auges, die nicht dem Sehendienen – aber die innere Uhr stellen. DieseZellen reagieren äußerst sensibel auf Lichtmit hohen Blauanteilen.

Diese Entdeckung hat dem Thema Lichtund Gesundheit eine ganz neue Dynamikverliehen: Heute kann durch eine entspre-chende Beleuchtung die Lebensqualitätdes Menschen entscheidend verbessertwerden. Eine circadian wirksame Beleuch-tung, die das Tageslicht in Innenräumebringt und bedarfsgerecht durch künstli-ches Licht ergänzt, � unterstützt den Schlaf-Wach-Rhythmus

des Menschen,� trägt dadurch zu mehr Vitalität und einem

besseren Schlaf bei,� fördert Wohlbefinden und Gesundheit,� sorgt für mehr Leistungskraft und Kon-

zentration.

Das richtige Licht unterstütztden MenschenZahlreiche Studien weltweit und immermehr praktische Anwendungen belegen dieVorteile einer dynamischen Beleuchtung.Sie kann den modernen, fast rund um dieUhr tätigen Menschen der Industriegesell-schaften wieder mit seiner inneren Uhr inEinklang bringen.

Wir bewegen uns nur noch wenig imFreien, halten uns vorwiegend in Innenräu-men mit künstlicher Beleuchtung auf. Hierfehlen in der Regel Dynamik und biologi-sche Wirkung des Tageslichts. Das hat Fol-gen für die Leistungskraft und die Gesund-heit der Menschen: Fast 40 Prozent derDeutschen leiden in den Wintermonatenunter fehlender Antriebskraft und Stim-mungsschwankungen, die sich bis zu De-pressionen auswachsen können. Eine Be-leuchtung mit nicht-visuellen Effekten kannhier schon frühzeitig gegenwirken.

Besonders wichtig ist eine gute Beleuch-tung für ältere Menschen. Ihre Zahl wird imZuge des demografischen Wandels weiteransteigen, und eine gute Lichtplanungmuss sich darauf einstellen. Im Alter steigtnicht nur der Lichtbedarf, um Sehaufgaben – zum Beispiel am Arbeitsplatz – besser er-füllen zu können. Auch die Schlafqualitätlässt kontinuierlich nach. Durch eine mela-nopisch wirksame Beleuchtung mit alters-gerecht angepassten Lichtstärken kann derOrganismus stabilisiert werden – für mehrWohlbefinden und Motivation.

Das neu aufgelegte Heft 19 berücksich-tigt aktuelle Forschungsergebnisse undstellt neue Anwendungsbeispiele vor. DerWechsel zu energieeffizienter LED-Be-leuchtung und die Entwicklung intelligen-ter Lichtsteuersysteme sind nicht nur derSchlüssel zu äußerst energieeffizientenLichtlösungen. Sie bieten darüber hinaus

Besseres Licht für mehr Lebensqualität Licht taktet unsere „innere Uhr“. Eine Beleuchtung, die über die visuelle Wirkung hinausgeht und sich am Tageslicht orientiert, unterstützt den Menschen rund um die Uhr: Er fühlt sich wohl, ist leistungsfähig und kannbesser schlafen.

[03] Licht ist Leben: Es dient nicht nur zumSehen, sondern wirkt sich auch unmittelbarauf Wohlbefinden und Gesundheit des Men-schen aus.

Kurz erklärt

Die Chronobiologie beschäftigt sich mit den nicht-visuellen Wirkungen von Licht. Häufig ist in diesem

Zusammenhang von einer biologisch wirksamenBeleuchtung die Rede. Eine „biologische Lichtwir-

kung“ beschreibt jedoch auch die Sehvorgänge und

ist insofern unspezifisch. Präziser ist der Begriff

melanopische Lichtwirkung, der auch in der neuen

DIN SPEC 5031-100 verwendet wird: Er bezieht sich

darauf, dass die nicht-visuellen Wirkungen von Licht

über spezielle Fotorezeptoren vermittelt werden, die

das lichtempfindliche Molekül Melanopsin tragen.

Mitunter wird auch von einer circadianen Beleuch-tung gesprochen. Dieser Begriff ist korrekt, wenn die

Beleuchtung darauf ausgerichtet ist, den Tag-Nacht-

Rhythmus des Menschen zu stabilisieren. Für kurzfris-

tige „Lichtduschen“, die zur raschen Aktivierung

genutzt werden können, ist dieser Begriff nicht zu

verwenden.

Häufig genutzt wird auch der Begriff dynamischeBeleuchtung. Diese kann eine circadiane Wirkung

haben, wenn Farbtemperatur und Beleuchtungsstärke

nach dem Vorbild des Tageslichts variieren. Gleichzei-

tig beschreibt der Begriff aber auch Lichtwechsel (zum

Beispiel in der Farbigkeit) ohne biologische Wirkung.

6

Mehr Vitalität

Bessere KommunikationKlim

aschutz

Ressourcenschonung

Soziokulturelle Effekte Ökolo

gische Effekte

WenigerEnergieverbrauch

+ Betriebsko

stenWeniger Fehler + Fehlzeiten

Mehr Leistungskraft

Ökonomische Effekte

Wohlbefinden

Stimmungsaufhellungmehr Leistungskraft

Aufmerksam

keit

Reaktionsfähigkeit

Sehfähigkeit

Wahrnehmung

Information

Visuelle W

irkungen von Licht

Nicht-visuelle Wirkungen von L

icht

Schlaf

Gesundheit SchmerzfreiheitPhys

iologische Bedürfnisse

Schutz

Abgrenzung Individuali

tät

Sicherheit

Psychologische Bedürfniss

e

02

03

7

ganz neue Möglichkeiten, mit einer intelli-genten Beleuchtung die funktionalen,emotionalen und auch biologischen Be-dürfnisse des Menschen gleichermaßen zuunterstützen.

Die Bedeutung biologisch wirksamerLichtkonzepte steigt Die Technologie für eine biologisch wirk-same Beleuchtung ist vorhanden, und dieNachfrage steigt: Eine aktuelle Marktstudieder internationalen UnternehmensberatungA.T. Kearney im Auftrag von ZVEI - Zentral-verband für Elektrotechnik- und Elektronik-industrie e.V. und LightingEurope prognosti-ziert, dass „Human Centric Lighting“ bereits2020 einen Anteil von rund sieben Prozentam Beleuchtungsmarkt haben wird. DasGros der Anwendungen wird nach dieserSchätzung in Bürogebäuden, im Gesund-heitswesen, der Industrie sowie im Bil-dungs- und privaten Wohnbereich umge-setzt.

Hier sind gemeinsame Bemühungen allerBeteiligten erforderlich, um den Weg weiterzu ebnen. Weitere Forschungsarbeiten sindebenso notwendig wie eine umfassendeAufklärung über den Zusammenhang von„Licht und Gesundheit“. Die vorliegendeBroschüre möchte dazu einen Beitrag leis-ten. Auch die Politik ist gefordert. So müs-sen die nicht-visuellen Wirkungen von Lichtin relevanten Regelwerken stärker berück-sichtigt werden. Planer und Entscheiderbrauchen verlässliche Planungsempfehlun-gen, wie sie jetzt erstmals in der DIN SPEC67600 formuliert sind. Die Planung einerbiologisch wirksamen Beleuchtung erfor-dert viele Detailkenntnisse und muss künf-tig auch in der Honorarordnung für Archi-tekten und Ingenieure (HOAI) berücksichtigtwerden.

Ein wichtiger Schritt ist getan: So ist esheute nach einem Urteil des OLG Düssel-dorf möglich, in öffentlichen Ausschreibun-gen nicht nur die Energieeffizienz, sondernauch die Qualität einer Beleuchtungsanlageals Entscheidungskriterium auszuwählenund zu bewerten. Biologisch wirksame Be-leuchtung wird damit zu einem wichtigenQualitätsaspekt im Gebäude: Künftig zähltnicht mehr nur der Energieverbrauch, son-dern der Beitrag der Beleuchtung zumWohlbefinden des Menschen.

Wirkungsmodell Mensch und Licht

© licht.de


8

04

Das Beispiel zeigt, dass Organismen imLaufe der Entwicklung ihre innere Uhrimmer wieder biologisch sinnvoll an äußereRhythmen anpassen mussten. Diese Fähig-keit hat sich evolutionsbiologisch als Vorteilherausgestellt.

Auch der Mensch hat ein genetisch verin-nerlichtes Wissen über Zeiträume entwi-ckelt. So funktioniert zum Beispiel sein Kör-per nachts ganz anders als tagsüber. Daswar notwendig, damit der Mensch in früherZeit überleben konnte: Tagsüber musste erkörperlich fit sein, auf die Jagd gehen undfür Nahrung sorgen, nachts verlangte derKörper Schlaf und Erholung. Und auch heute noch ist der menschliche Organismus auf den regelmäßigen Wechsel von Wach-und Schlafphasen eingestellt. Sie tragenentscheidend zu Gesundheit und Wohlbe-finden bei.

9

[04– 06] Tag oder Nacht, Sommer oder Winter: Licht bestimmt den Lebensrhythmusauf der Erde. Auch der Mensch hat sich imLaufe der Evolution angepasst und eine in-nere Uhr entwickelt.

Alles Leben auf der Erde ist räumlich undzeitlich organisiert. Viele natürliche Vor-gänge verlaufen rhythmisch. Die Erde drehtsich in 24 Stunden um ihre Achse und in365 Tagen um die Sonne. So entstehen Tagund Nacht, Sommer und Winter. Der Mondwiederum dreht sich um die Erde. Er be-wirkt die Meeres-Gezeiten mit periodischwiederkehrender Ebbe und Flut und be-stimmt im Wechselspiel mit der Sonne denmonatlichen Rhythmus. Diese Zyklen habendie Lebensräume auf der Erde stark beein-flusst. So passen zum Beispiel viele Pflan-zen ihre Überlebensstrategie an Tag undNacht an. Sie öffnen ihre Blüten mit demersten Sonnenlicht. Dadurch wird ihr Nektarfür Insekten erreichbar, die wiederum ihreSammelflüge auf den Rhythmus der Pflan-zen anpassen und sie bestäuben. So si-chern sie ihren eigenen Fortbestand undzugleich den der Pflanze.

Licht prägt die Evolution des MenschenLicht ist Leben. Unter dem Einfluss der Sonne entwickelten sich vor drei Milliarden Jahren die ersten Lebewesen auf der Erde. Den „weisen“ Menschen (Homo sapiens) gibt es seit etwa 200.000 Jahren. Lange Zeit kannte er nur das Feuer; erst seit rund 150 Jahren nutzt er elektrisches Licht. Kein Wunder also, dass Tageslicht denMenschen geprägt hat.

05 06

Viele Körperfunktionen des Menschen undanderer Lebewesen verlaufen zyklisch.Chronobiologen unterscheiden je nach Pe-riodenlänge drei wichtige Kategorien:

� Ultradiane Rhythmen betragen jeweils nurwenige Stunden, wie zum Beispiel Tages-zeiten oder Hunger-, Schlaf- und Wach-phasen bei Säuglingen.

� Circadiane Rhythmen orientieren sich anTag und Nacht. Sie dauern 24 Stunden(circa = ungefähr, dies = Tag).

� Infradiane Rhythmen schließlich sind län-ger als 24 Stunden, wie beispielsweiseder Wechsel der Jahreszeiten.

Circadianer RhythmusDer Mensch und seine Körperfunktionenfolgen tages- und jahreszeitlichen Rhyth-men. Von der Zelle bis zu den Organen,jede Einheit steuert ihr zeitliches Programmselbst. Atmung und Herzschlag, Wachenund Schlafen: Alle biochemisch kontrollier-

ten Funktionen haben im Laufe eines Tagesihre individuellen Hoch- und Tiefpunkte.

Kurz vor dem Aufwachen steigt die Kör-pertemperatur, Blutdruck und Pulsfrequenzerhöhen sich. Etwa eine Stunde späterproduziert der Körper stimulierende Hor-mone. Mediziner wissen, dass die gefähr-lichste Zeit für einen Herzinfarkt vormit-tags zwischen 10 und 12 Uhr ist. Zum glei-chen Zeitpunkt dagegen fallen kniffligeDenksportaufgaben wie Sudoku am leich-testen. Auch das Kurzzeitgedächtnis läuftjetzt auf Hochtouren, beste Voraussetzun-gen also für Prüfungen und Bewerbungs-gespräche.

Zwischen 12 und 14 Uhr produziert derMagen am meisten Säure. So fällt es nichtweiter schwer, das Mittagessen zu ver-dauen. Dabei verbraucht der Magen so vielEnergie, dass der restliche Körper ermü-det.


10

Biologische RhythmenVom Gehirn kontrolliert, läuft im menschlichen Körper jeden Tag das gleiche Programm ab. Die innere Uhr steuertSchlaf- und Wachphasen, aber auch Herzfrequenz, Blutdruck und Stimmung. Jede Zelle und jedes Organ hat einen eigenen Rhythmus, der regelmäßig mit der Außenwelt synchronisiert werden muss. Der Mensch orientiertsich dazu vor allem an der Helligkeit des Tages und der Dunkelheit der Nacht.

07 08

11

[07 – 10] Der Mensch hat den Rhythmusvon Tag und Nacht verinnerlicht: Schlaf- undWachphasen wechseln sich ab, aber auchsämtliche Körperfunktionen folgen eigenenRhythmen – mit individuellen Hoch- und Tief-punkten zu bestimmten Tageszeiten.

[11] Leistungskurve des Menschen im Tagesverlauf: Morgens gegen 10 Uhr sindKörper und Geist am effektivsten. Um 3 Uhrnachts erreicht der Organismus seinen Tief-punkt.

09 10

Aber auch ohne etwas zu essen, hat derMensch am Mittag ein Leistungstief. Amfrühen Nachmittag geht es wieder bergauf mit Körper und Geist. Dafür ist das Schmerz-empfinden auf seinem Tiefpunkt. Empfind-liche Patienten sollten daher ihren Zahn-arzttermin nicht morgens, sondern gegen15 Uhr wahrnehmen.

Wer zwischen 16 und 17 Uhr Sport treibt,ist besonders leistungsfähig. Diese Zeit istideal für Muskelaufbau und Konditionstrai-ning. Das Bier danach baut der Körper zwi-schen 18 und 20 Uhr am besten ab. Zudiesem Zeitpunkt leistet die Leber Topar-beit, Alkohol wird gut vertragen.

Wenn es dunkel wird, ermüdet der Mensch.Um 3 Uhr nachts erreicht sein Organismusdas absolute Tief. Die Statistik erfasst fürdiesen Zeitpunkt übrigens die meisten na-türlichen Sterbefälle.

Rhythmus ist genetisch bedingtDer Mensch hat den Rhythmus von Tag und Nacht verinnerlicht. Die Fähigkeit, den Kör-per auf die Tageszeit einzustellen, ist im Erb-gut verankert. Versuche mit Testpersonen inIsolierkammern haben bewiesen, dass re-gelmäßige Schlaf- und Wachphasen auchdann eingehalten werden, wenn sie nicht durch Tageslicht stimuliert werden. Allerdings

beträgt der genetisch vorgegebene Rhyth-mus des Menschen in der Regel et wasmehr als 24 Stunden (siehe dazu auch Gra-fik Seite 17). Einige folgen einem Zyklus vonunter 24 Stunden, andere liegen deutlichdarüber. Entsprechend lassen sich Men-schen in sogenannte Chronotypen einteilen.

Chronotypen: Von „Eulen“ und „Lerchen“Chronotypen sind vor allem an ihren Schlaf-gewohnheiten zu erkennen. Für viele Men-

� � � �Zeit �� 12 Uhr 18 Uhr 24 Uhr 6 Uhr

11 Nach: Schmidtke, Heinz (1993): Ergonomie, Wien © licht.de

Leistungsbereitschaft des Menschen


12

schen gilt: Morgenstund’ hat Gold imMund. Die sogenannten „Lerchen“ sindschon frühmorgens hellwach. „Eulen“ da-gegen brauchen einige Zeit, um sich mitdem neuen Tag anzufreunden. Ihre innereUhr läuft deutlich langsamer als die andererMenschen. Die innere Uhr der Lerchen hin-gegen ist zu schnell. Ihr Rhythmus ist oft-mals schon nach 23 Stunden abgeschlos-sen, derjenige der Eulen manchmal erstnach 26 Stunden.

Verglichen mit dem Durchschnitt habenbeide einen verschobenen Schlaf-Wach-Rhythmus. Den einen drängt seine innereUhr zum frühen Aufstehen, während sieden anderen zum Morgenmuffel macht.Vor allem die Eulen erleben einen perma-nenten „sozialen Jetlag“, wenn sie früh-morgens aus der Nachtruhe gerissen wer-den, die für sie subjektiv noch lange nichtbeendet ist. Ihr Organismus passt sichtrotz ausgleichender externer Faktoren wieArbeitszeiten oder Tageslicht nur schlechtan den kürzeren Rhythmus der Erdumdre-hung an. Mit jedem Werktag häufen sie einimmer größeres Schlafdefizit an, das dannam Wochenende ausgeglichen werdenmuss.

Aber auch Frühaufsteher empfinden ihre in-nere Uhr als störend. Vor allem am Wo-chenende, wenn sie spät ins Bett gehenund dennoch am Morgen zur gewohnt frü-hen Zeit aufwachen. Ausgeprägte Chrono-typen leiden oftmals auch gesundheitlichunter dem permanenten Konflikt mit ihrerbiologischen Uhr; sie sind anfälliger für Er-krankungen.

Jahreszeitliche UnterschiedeSommer und Winter beeinflussen die chro-nobiologischen Rhythmen des Menschenebenfalls. Oftmals ist er im Winter wenigerfit und kann sich nur schlecht konzentrie-ren. Zudem isst er mehr, so dass Körperge-wicht und Blutzuckerspiegel steigen.

Darüber hinaus wirken sich die Jahreszeitenpsychologisch aus. In Gegenden mit aus-geprägten Jahreszeiten sind die Menschenim Winter nervöser als im Sommer undmeist auch schlechter gelaunt. Hier hilft eintäglicher, halbstündiger Spaziergang im Ta-geslicht. Unterstützend wirkt eine circa-diane Beleuchtung.

[12] Schlaf- und Wachrhythmen verändernsich im Laufe des Lebens.

[13] Von der Geburt bis zum Alter: Entwick-lung und Synchronisierung des Schlafverhal-tens durch Zeitgeber.

Einige Menschen sind während der dunklenJahreszeit jedoch nicht nur leicht getrübterStimmung, sondern regelrecht depressiv.Sie leiden unter einer saisonal abhängigenDepression (Seasonal Affective Disorder =SAD; siehe dazu auch Seite 24ff.).

Rhythmus und LebensalterWenn junge Eltern oft gestresst und müdesind, dann liegt das auch an der innerenUhr ihres Nachwuchses. Denn Säuglingeund Kleinkinder bewegen sich noch in ultra-dianen Rhythmen, also Phasen von jeweilsdrei oder vier Stunden. Mit etwa zwei Jah-ren entwickeln Kinder dann schon ausge-prägte Schlaf-Wach-Phasen.

Im Teenageralter verändert sich das Schlaf-verhalten wieder deutlich: Denn mit Beginnder Pubertät tickt die innere Uhr zeitverzö-gert. Jugendliche werden abends spätermüde und schlafen morgens gerne länger,oft auch über acht Stunden hinaus. ZuSchulbeginn sind sie häufig noch nichtganz fit und – im Gegensatz zu ihren Leh-rern – im „sozialen Jetlag“. Mit etwa 20Jahren reduziert sich das Schlafbedürfnisdann wieder auf gut sieben Stunden.

Mit Beginn des dreißigsten Lebensjahrslässt die Schlafqualität kontinuierlich nach.Der Mensch schläft flacher und subjektivschlechter, obwohl er früher und regelmäßi-ger ins Bett geht.

Diese Symptomatik verschärft sich, wenndas siebzigste Lebensjahr überschritten ist.Je älter der Mensch wird, desto wenigerunterscheidet sein Körper zwischen Tagund Nacht. Das Schlafbedürfnis bleibt zwargleich, doch koppelt sich der Schlaf-Wach-Rhythmus zunehmend vom äußeren Tag-Nacht-Wechsel ab. Der Schlafrhythmuswird unregelmäßig, kurze Schlafpausen amTag sind keine Seltenheit. Eine Beleuchtungmit nicht-visuellen Wirkungen trägt dazubei, den circadianen Rhythmus zu stabili-sieren: So können ältere Menschen nachtsbesser schlafen und sind tagsüber aktiver.

13

12

Geburt

1 Monat

3 Monate

6 Monate

2 Jahre

6 Jahre

10 Jahre

14 Jahre

18 Jahre

20 Jahre

30 Jahre

40 Jahre

50 Jahre

60 Jahre

70 Jahre

80 Jahre

12 Uhr 24 Uhr 12 Uhr

© licht.de13 Nach: Prof. Dr. Jürgen Staedt, Prof. Dr. Dieter Riemann (2007): Diagnose und Therapie von Schlafstörungen, Stuttgart

Entwicklung und Synchronisierung des Schlafverhaltens

Säuglinge und Kleinkinder „lernen“ durch Eltern und Umwelt den circadianenRhythmus

Schulzeit

Teenager / „Partyzeit“

Arbeitsbedingtes Frühaufstehen

Senioren: weniger psychosoziale Zeitgeber, mangelnde Bewegung, demenzbedingteAbschwächung der circadianen Rhythmik

Pupille

Linse

Hornhaut

Regenbogen-haut (Iris)

Netzhaut

Blutgefäße

Sehgrube(Fovea)

Rezeptoren fürvisuelles System

InnereMembran

Melanopsinhaltige Fotorezeptoren

Blauempfind-liche Zapfen

Stäbchen

Rotempfind-liche Zapfen

Grünempfind-

liche Zapfen

Melanopsinhaltige Ganglienzellen sind über dieganze Netzhaut verteilt, im unteren und nasalen Teilhaben sie eine höhere Empfindlichkeit.

Fotorezeptoren für das Farbsehen liegen vor allem in der Seh-grube (Fovea = Netzhautbereich für scharfes Sehen, Ø ~1,5 mm).Hier befinden sich etwa 60.000 Zapfen, aber keine Stäbchen.

LICHT

Sensitive Ganglienzellen


14

14

15 © licht.de

15

Eltern kennen das Phänomen: Nach demabendlichen Zähneputzen im Badezimmersind die eigentlich müden Kinder wiederhellwach. Die Ursache für die plötzlicheMunterkeit kann in den oft hohen Blauan-teilen im Licht der Badezimmer-Beleuch-tung liegen – und in einer kleinen Gruppevon lichtempfindlichen Sinneszellen imAuge, die der inneren Uhr deutliche Signalegeben.

Die „Master Clock“ im Gehirn Diese sogenannten retinalen Ganglienzellenliegen in den tiefen Schichten der Netzhautund haben eine direkte Verbindung zumGehirn: genauer gesagt, zum suprachias-matischen Nucleus (SCN) des Hypothala-mus, der hinter der Nasenwurzel sitzt. DerSCN ist der Mittler zwischen dem Lichtreizund der körperlichen Reaktion darauf.Diese zentrale Schaltstelle, die „MasterClock“, synchronisiert präzise die vielenkleinen Uhren im Körper. Von hier aus neh-men die Botenstoffe ihren Lauf, die köper-eigene Rhythmen takten und den Stoff-wechsel an die Tageszeiten anpassen: Sowerden Enzyme aktiviert oder gehemmt,Hormone produziert oder blockiert.

Der SCN besteht aus zwei reiskorngroßenGehirnkernen, die direkt über der Kreuzungder beiden Sehnerven sitzen. Sie bestehenjeweils aus einigen tausend Nervenzellen,deren Rhythmen durch das Tageslicht täg-lich aufs Neue getaktet werden.

Der dritte LichtrezeptorLange war unklar, wie Menschen dieseLichtreize aufnehmen. 2002 identifiziertenWissenschaftler jedoch neben den bekann-ten Zapfen (für das Farbsehen) und Stäb-chen (für das Dämmerungssehen) einendritten Lichtrezeptor in der Netzhaut (Re-tina). Diese speziellen Ganglienzellen sindlichtempfindlich, dienen aber nicht demSehen. Sie registrieren ausschließlich dieHelligkeit in der Umgebung und regulierenbei Lichteinfall biologische Prozesse im

Körper – wie den Pupillenreflex oder ebendie innere Uhren.

Nur etwa ein bis drei Prozent der Ganglien-zellen sind nicht-visuelle Fotorezeptoren.Forscher entdeckten in diesem Zellentypusdas lichtempfindliche Protein Melanopsin –ein Farbpigment, das zum Beispiel auchdafür verantwortlich ist, dass Frösche ihreHautfarbe der Umgebung anpassen kön-nen. Die melanopsinhaltigen Ganglienzellensind zwar über die gesamte Netzhaut ver-teilt, reagieren aber besonders empfindlichim unteren und nasalen Bereich der Retina.

In Versuchen veränderten sich lichtunemp-findliche Zellen von Mäusen zu lichtsensi-tiven, nachdem sie mit menschlichem Me-lanopsin geimpft wurden. Am empfindlichs-ten reagierten sie auf das blaue Licht dessichtbaren Spektrums.

Beim Menschen haben Wissenschaftlerden neuen Fotorezeptor daraufhin zu-nächst indirekt nachgewiesen: Sie be-strahlten Testpersonen nachts für einein-halb Stunden mit monochromatischemLicht verschiedener Wellenlängen und be-obachteten die Konzentration des alsSchlafhormon bekannten Melatonins inderen Blut. Ein Vergleich der Werte bei derExposition mit unterschiedlichen Lichfar-ben zeigte, dass blaues Licht mit einerWellenlänge von etwa 480 Nanometer dieProduktion von Melatonin in der Nacht un-terdrückt.

Das Protein MelanopsinDie fotosensitiven Ganglienzellen versorgenfolglich den SCN mit Informationen überLichtreize und sorgen auf diesem Wegdafür, dass die Bildung von Melatonin ge-bremst wird.

Dabei spielt das Melanopsin in den Fotore-zeptoren des Menschen eine wesentlicheRolle. Es reagiert besonders empfindlichauf blaues Licht – und verhindert damit zu-

Die innere UhrJeder Mensch tickt anders. Dennoch ist er an Tag und Nacht gebunden. Viele Zellen erzeugen eine eigene Rhythmik im Konzert des Körpers, sind aber blind für die Außenwelt. Die „Master Clock“ dirigiert die inneren Uhrenund synchronisiert sie mit ihrer Umwelt. Taktgeber ist das Licht.

[14] Der Mensch synchronisiert seine in-nere Uhr immer wieder mit der Außenwelt.Natürlicher Taktgeber ist das Tageslicht.

[15] 2002 entdeckten Wissenschaftler spe-zielle Ganglienzellen auf der Netzhaut, dienicht dem Sehen dienen. Sie sind im nasalenund unteren Bereich der Netzhaut besondersempfindlich. Die Zapfen und Stäbchen sindfür das Sehen verantwortlich.

9.00 Uhrmorgens

3.00 Uhrnachts

06:00 12:00 18:00 24:00 06:00 12:00 18:00 24:00 06:00

Der Einfluss des Tageslichts auf den menschlichen Körper

Cortisol-Spiegel Melatonin-Spiegel


16

17

16

Zirbeldrüse

Sehzentrum

Oberes Zervikalganglion

Rückenmark

SuprachiasmatischerNucleus (SCN)

Retinohypothalami-scher Trakt

Visueller (grün) und biologischer (blau) Pfad

© licht.de

© licht.de

17

[16] Stäbchen und Zapfen übertragen denoptischen Reiz via Sehnerv ins Sehzentrumdes Gehirns (grüner Pfad). Die Ganglienzellendes dritten Lichtrezeptors sind dagegen überden retinohypothalamischen Trakt mit demoberen Zervikalganglion im Rückenmark unddem SCN verbunden (blauer Pfad). Über Zir-beldrüse und Hormonhaushalt synchronisiertder SCN den Körper mit der Außenwelt.

[17] Cortisol und Melatonin wirken anti-zyklisch: Morgens produziert der Körper Cor-tisol. Gegen 9 Uhr ist es im Blut maximalkonzentriert, fällt über den Tag dann kontinu-ierlich ab. Die Melatoninproduktion setzt erstam Abend wieder ein. Um 3 Uhr nachts istder Melatoninspiegel am höchsten.

[18] Licht synchronisiert die innere Uhr.Ohne den Zeitgeber Licht stellt sich die ge-netisch vorgegebene Periodenlänge ein; derSchlaf-Wach-Rhythmus des Menschen ver-schiebt sich gegenüber dem äußeren Tages-verlauf. Die Grafik zeigt das Verhalten deshäufigen Spättyps der „Eule“ mit einer ge-netisch vorgegebenen Periodenlänge von 25 Stunden.

circadianen Rhythmus, denn sie wirken im Körper entgegengesetzt. Auch der„Stimmungsaufheller“ Serotonin ist für die-sen Prozess biochemisch unerlässlich.

MelatoninMelatonin macht müde, entschleunigt die Körperfunktionen und senkt die Aktivi-tät zugunsten der verdienten Nachtruhe.Es sorgt zudem dafür, dass viele Stoff-wechselvorgänge zurückgefahren werden.Die Körpertemperatur sinkt, der Organis-mus läuft sozusagen auf Sparflamme. Indieser Phase schüttet der Körper Wachs-tumshormone aus, die nachts die Zellen reparieren.

CortisolCortisol dagegen ist ein Stresshormon, dasetwa ab drei Uhr morgens in der Nebennie-renrinde produziert wird. Es regt den Stoff-wechsel wieder an und programmiert denKörper auf Tagesbetrieb. Das erste Mor-genlicht reizt dann den dritten Rezeptor imAuge und unterdrückt die Produktion vonMelatonin in der Hypophyse (Hirnanhang-drüse). Gleichzeitig sorgt die Hypophysedafür, dass der Körper verstärkt Serotoninausschüttet.

verlässig, dass am Tag Melatonin ausge-schüttet wird.

Licht taktet die innere UhrLicht ist also der entscheidende Taktgeberfür die innere Uhr des Menschen. Über denretinohypothalamischen Trakt sind die Gan-glienzellen direkt mit der Zirbeldrüse (Epi-physe), dem SCN und dem Hypothalamusverbunden. Dieser ist das wohl wichtigsteSteuerzentrum des vegetativen Nervensys-tems.

Abends produziert die Epiphyse Melatonin.Es sorgt dafür, dass der Mensch ermüdet.Morgens sinkt der Melatonin-Spiegel wie-der. Das erste Sonnenlicht unterstützt dengenetisch festgelegten Rhythmus, indem esdie Produktion des Hormons zusätzlichhemmt.

Hormone: Botenstoffe der inneren UhrVerdauung, Stimmung oder Schlaf: DerMensch ist von komplizierten biochemi-schen Prozessen bestimmt. Wann dasEssen gut bekömmlich ist, die Leistungs -fähigkeit am höchsten und der Schlaf amtiefsten sind, regeln die Hormone. Vor al-lem Melatonin und Cortisol bestimmen den

SerotoninSerotonin wirkt stimmungsaufhellend undmotivierend. Während der Cortisolspiegelim Blut über den Tag abfällt und sich dabeiantizyklisch zum Melatoninspiegel verhält,verhilft das Serotonin dem Menschen zumehreren Leistungshochs. Bei einbrechen-der Dunkelheit schaltet die innere Uhr wie-der auf Nachtbetrieb.

Erhält der Körper tagsüber zu wenig Licht,wird auch der Melatoninspiegel niedrig aus-fallen. Die Folgen: Der Mensch schläftschlecht, fühlt sich unausgeruht, ist tags-über müde und antriebslos. Mit Beginn derdunkleren Wintermonate kann sich dieserProzess verstärken. Einige Menschen ent -wickeln in dieser Zeit eine saisonal abhän-gige Depression (SAD). Ihre innere Uhr gerätaus dem Takt, weil das hormonelle Gleich-gewicht im Gehirn gestört ist.

In Innenräumen kann eine Beleuchtung mitnicht-visuellen Effekten die Wirkung von na-türlichem Tageslicht unterstützen. Sie trägtgerade in der modernen Rund-um-die-Uhr-Gesellschaft nachhaltig dazu bei, den circa-dianen Rhythmus des Menschen zu stabili-sieren.

Licht als Zeitgeber

18 Schematische Darstellung nach Wever, Rütger und Aschoff, Jürgen © licht.de

Tage

1

10

20

30

12 24 12 24 12 24 12 24 Tageszeit

Mit Zeitgeber Licht

Ohne Zeitgeber

WachphaseSchlafphase


18

20

19

21 22

19

Der moderne Mensch in den entwickeltenIndustriegesellschaften hält sich überwie-gend in Innenräumen mit künstlicher Be-leuchtung auf und entfernt sich immermehr von seinen natürlichen Rhythmen.Viele arbeiten im Schichtbetrieb oder infensterlosen Gebäuden. Helligkeit und Dy-namik des Tageslichts verlieren damitebenso an Bedeutung wie die Dunkelheitder Nacht. Während die Beleuchtungsstär-ken im Freien selbst an einem bewölktenTag noch mehrere Tausend Lux erreichen,ist das Niveau der künstlichen Beleuchtungam Arbeitsplatz deutlich geringer als beinatürlichem Tageslicht.

Das hat Folgen: Zu wenig Licht am Tagkann dazu führen, dass sich die innere Uhrdes Menschen verschiebt oder seineSchlaf- und Wachphasen weniger starkausgeprägt sind. Beides wirkt sich negativauf den chronobiologischen Rhythmus ausund kann die Gesundheit beeinträchtigen.

Vorbild ist das TageslichtDas Tageslicht gibt die Faktoren einer biolo-gisch wirksamen Beleuchtung vor: � Beleuchtungsstärke,� Flächigkeit,� Lichtrichtung,

� Farbtemperatur und � die Dynamik des Lichts im Tages- und

Jahreszeitenverlauf.

Dabei hängt die Helligkeit des Tageslichtsstark von der geografischen Lage, Wetter,Jahres- und Tageszeit ab. In Mitteleuropakönnten die meisten Räume zwar von etwa8 bis 17 Uhr mit natürlichem Licht beleuch-tet werden. Doch meist reicht das durchdie Fenster einfallende Tageslicht in derRaumtiefe nicht aus.

Beleuchtung mit nicht-visuellen WirkungenEine Beleuchtung mit nicht-visueller Wir-kung kann das natürliche Tageslicht so-wohl technisch als auch aus energetischenGründen nicht exakt kopieren, aber wich-tige Impulse geben. So zeigen Untersu-chungen zum Beispiel, dass bereits Be-leuchtungsstärken zwischen 500 und1.500 Lux am Arbeitsplatz biologisch wirk-sam sein können.

Eine melanopisch wirksame Beleuchtungkann zugeschaltet oder – abhängig vomTageslichteinfall – automatisch stufenloshinzugeregelt werden. Die Nutzung von Tageslicht erhöht die Beleuchtungsqualität,

stärkt das Wohlbefinden und optimiert denEnergieeinsatz.

Damit das Licht die besonders sensiblenFotorezeptoren im unteren und nasalenBereich der Netzhaut gut erreichen kann,muss es – ähnlich dem Tageslicht – groß-flächig aus dem oberen Halbraum ins Augefallen. Eine entscheidende Rolle spielt wei-terhin die Farbtemperatur: Sie sollte amTag dem natürlichen Licht mit hohen Blau-anteilen ähneln.

Beim Einsatz künstlicher Beleuchtung mit nicht-visuellen Wirkungen gilt weiterhin:das richtige Licht zur richtigen Zeit. Denndie melanopische Wirkung ist nach voran-gegangener Dunkelheit besonders groß,insbesondere am Morgen. Neben der lang-fristig wirkenden Tagessynchronisationkann melanopisch wirksames Licht auchzur Aktivierung eingesetzt werden: In die-sem Fall werden zum Beispiel zur Mittags-zeit oder am frühen Nachmittag die Be-leuchtungsstärke und die Farbtemperaturfür kurze Zeit erhöht. Am Abend ist eineAktivierung nicht erwünscht; warme Licht-farben und reduzierte Beleuchtungsstär-ken stimmen den Körper auf die Nacht-ruhe ein.

Melanopische Lichtwirkungen In der Natur, zu Hause oder am Arbeitsplatz: Licht ist für den Menschen unverzichtbar. Doch nicht immer stehtausreichendes Tageslicht zur Verfügung. Eine melanopisch wirksame Beleuchtung hilft, den Organismus mit seinerUmwelt zu synchronisieren.

[19] Licht aktiviert und beeinflusst unsereStimmung.

[20 – 22] Ähnlich dem Tageslicht verändertsich auch eine melanopisch wirksame Be-leuchtung im Tagesverlauf: Kühlweiße Licht-farben und hohe Beleuchtungsstärken akti-vieren am Morgen. Das Licht verändert sichdynamisch und bietet am Abend warmeLichtfarben und eine reduzierte Helligkeit.

[23] Eine tageslichtähnliche Beleuchtung mit nicht-visueller Wirkung ist nur tagsüber sinn-voll (blaue Kurve). In der Nacht, in den Abend- und frühen Morgenstunden ist dagegen bio-logisch nur gering wirksames Licht richtig. Sowerden biologische Abläufe im Körper, wiezum Beispiel der abendliche Anstieg desHormons Melatonin (orange), nicht gestört.23 © licht.de

Circadiane Beleuchtung

MAX

MIN

�� tageslichtähnliche Beleuchtung mit hoher biologischer Wirksamkeit�� melanopisch gering wirksames Licht�� Verlauf des Hormonspiegels des Melatonin

06 Uhr 12 Uhr 18 Uhr 24 Uhr 06 Uhr

[25] Großflächige Leuchten lenken ihr Lichtbiologisch wirksam ins Auge. Reflektierenhelle Decken und die oberen Wandbereichedas Licht, unterstützt dies den aktivierendenEffekt.

[26] Aktionsspektrum der Melatoninsup-pression [smel(�)] im Vergleich zur Hellemp-findlichkeit des Auges beim Tagsehen [v(�)]:Biologisch am wirksamsten ist Licht mit einerWellenlänge um 480 Nanometer.

[27] Die Ganglienzellen des dritten Lichtre-zeptors sind im nasalen und unteren Bereichder Netzhaut am empfindlichsten. Damit hatsich das Auge an die natürlichen Lichtver-hältnisse angepasst, denn Tageslicht erreichtdas Auge aus dem oberen Halbraum.

Eine biologisch wirksame Beleuchtungsollte auf den circadianen Rhythmus desAnwenders abgestimmt sein. Sie muss aktive Zeiten und Ruhephasen sinnvoll un-terstützen. Anwendungen mit nicht-visuel-len Lichtwirkungen bringen die Dynamikdes Tageslichts mit wechselnden Beleuch-tungsstärken und Lichtfarben in Innen-räume und ersetzen zunehmend statischeLichtlösungen.

Chronobiologen raten dazu, der Gesund-heit zuliebe täglich mindestens eine halbeStunde im Freien zu verbringen. Und auchbei der Beleuchtung in Innenräumen gilt: Je mehr Tageslicht genutzt werden kann,desto besser. Ideal ist es, wenn durchFensterflächen, Oberlichter und Tageslicht-systeme ein Maximum an natürlichem Ta-geslicht in Innenräume gebracht werdenkann. Kombiniert mit einer melanopischwirksamen künstlichen Beleuchtung, wer-den Lebensqualität und Wohlbefinden desMenschen so deutlich gestärkt: Tagsüberist er leistungsfähiger und konzentrierter, inder Nacht kann er besser schlafen und re-generieren.

Aktivierend: Helles Licht mit hohen Blauanteilen Biologisch gesehen, wirkt tageslichtähnli-ches Licht mit hohen Blauanteilen sehr vielstärker als warmes Licht mit mehr Rotantei-len. Besonders wirksam ist Licht mit einerWellenlänge von etwa 480 Nanometer. InKombination mit hohen Beleuchtungsstär-ken wirkt dieses kühlblaue Tageslichtweißaktivierend und konzentrationsfördernd: Es stimuliert die Rezeptoren im Auge unddamit das Steuerzentrum unseres Gehirns.

Verteilung und spektrale Empfindlichkeit desdritten Rezeptors auf der Netzhaut zeigen,wie perfekt sich das Auge an die natürlichenBedingungen angepasst hat: Die sensibels-ten melanopsinhaltigen Ganglienzellen sindim hinteren und unteren Bereich des Augesangeordnet (siehe Grafik 15, Seite 14 und

Grafik 27, Seite 21). So können diese Foto-rezeptoren das Himmelslicht, das ähnlicheiner großen Kuppel aus dem oberen Halb-raum auf das Auge trifft, optimal aufneh-men. Nach diesem Vorbild muss auchkünstliche Beleuchtung das Licht lenken,wenn sie biologisch wirken soll.

Untersuchungen haben gezeigt, dass derRezeptor einen Sättigungszustand errei-chen kann. Es genügt also nicht, eine Licht-quelle mit punktförmiger Lichtaustrittsflächeund hohem Blauanteil zu verwenden, umeine circadiane Wirkung zu erzielen. Viel-mehr müssen möglichst viele Rezeptorenim Auge gleichzeitig angesprochen werden.Dies gelingt zum Beispiel mit entsprechendgroßflächigen Leuchten.

Der Effekt verstärkt sich, wenn Raumbe-grenzungsflächen – wie der obere Teil einerWand und die Decke – als große Sekundär-Reflektoren genutzt werden. Dazu eignensich Leuchten, die ihr Licht direkt und indi-rekt abstrahlen. Möglich sind auch Wand-und Deckenfluter, die ihr Licht ausschließ-lich indirekt verteilen.

Das richtige Licht zur richtigen ZeitEine Beleuchtung mit nicht-visuellen Effek-ten kann in zwei Varianten biologische Pro-zesse beeinflussen. Variante eins (Lichtkon-zept A) vermittelt auch bei unzureichendemTageslicht ein Gefühl des Tag-Nacht-Wech-sels: Beleuchtungsstärke und die Blauan-teile im Licht steigen bis zur Mittagszeitkontinuierlich an und nehmen dann lang-sam bis zum Abend wieder ab.


20

Biologisch wirksames Licht in InnenräumenEine Beleuchtung mit melanopischer Wirkung orientiert sich am Vorbild des natürlichen Tageslichts. Moderne Lichtquellen sorgen für das gewünschte Spektrum, Leuchten für die richtige Verteilung des Lichts, und eine intelligente Steuerung bringt Dynamik in die Beleuchtung.

24

Lichtkonzept A:Tagessynchronisation

06:00 12:00 18:00

�� Beleuchtungsstärke�� Farbtemperatur © licht.de

21

25

100

80

60

40

20

0

400 450 500 550 600 650 700

Wellenlänge in Nanometer (nm)

Wirkung

in P

rozent

v(�)smel(�)

� melanopisch� visuell

26 27

Ansprache der FotorezeptorenSpektrale Wirkungsfunktionen

© licht.de © licht.de

Keine Lichtwirkung

GeringeLichtwirkung

Licht wegenBlendgefahr nichterwünscht

GuteLicht-wirkung

Fotorezeptoren auf der Netzhaut, empfänglich für Lichtmit hohen Blauanteilen

3029


22

Als zweite Variante (Lichtkonzept B) kön-nen „Lichtduschen“ eingesetzt werden, umauch kurzfristig zu aktivieren und die Kon-zentration zu fördern. Studien haben ge-zeigt, dass dieses aktivierende Licht posi-tive Ergebnisse in Schulen erzielt. Da dieBeleuchtungsstärke nur temporär mit hoherLeistung gefahren wird, ist diese Lösungsehr energieeffizient (siehe auch Seite 32f.).

Für beide Konzepte gilt: Eine aktivierendeLichtwirkung ist nur am Tag sinnvoll, damitdie wertvolle Nachtruhe nicht gestört wird.Abends ist es deshalb sinnvoll, warmeLichtfarben (bis 3.300 Kelvin) in Kombina-

tion mit niedrigen Beleuchtungsstärkeneinzusetzen. Wichtig ist dann auch der Einsatz von gerichtetem Licht, das die me-lanopsinhaltigen Fotorezeptoren im Augemöglichst wenig stimuliert. Mit der Aus-wahl der richtigen Leuchten und Lichtquel-len lässt sich das Licht je nach Tageszeitregeln.

Geeignete Leuchten und Lichtquellen Die Lichtindustrie stellt heute zahlreicheLeuchten bereit, die unterschiedliche Licht-farben kombinieren und sowohl direktstrahlendes als auch indirekt strahlendesLicht abgeben. So können Farbtemperaturund Lichteinfall im Tagesverlauf variiert wer-den. Eine gute Alternative ist die Nutzungunterschiedlicher Leuchten: Sinnvoll istzum Beispiel eine Kombination aus Licht-decken, die tagsüber kühlweißes Lichtgroßflächig in den Raum streuen, undStrahlern oder Arbeitsplatzleuchten mit ge-richtetem Licht, die in den Abendstundeneine nicht aktivierende Beleuchtung zurVerfügung stellen.

28

Lichtkonzept B:Aktivierung

�� Beleuchtungsstärke�� Farbtemperatur © licht.de

31 32

23

[29 + 30] Dynamische Beleuchtung fürmehr Motivation: Morgens stimulieren hoheBeleuchtungsstärken und kühle Farbtempe-raturen – abgestimmt auf das einfallende Tageslicht – die innere Uhr, gegen Abend be-reitet gedimmtes, gerichtetes Licht auf dieNachtruhe vor.

[31] Ältere Menschen brauchen mehr Licht als ihre jüngeren Kollegen. ZusätzlichesLicht spenden gut entblendete Schreibtisch-leuchten.

[32] In der dunklen Jahreszeit besonderswichtig: eine circadian wirksame Beleuch-tung, die den schwächeren Tageslichtreiz unterstützt.

Ein erhöhter Blauanteil, der für die Anspra-che des dritten Lichtrezeptors erwünschtist, konnte technisch zunächst nur Leucht-stofflampen beigemischt werden. Inzwi-schen wurden auch andere Lichtquellen inihrer biologischen Wirkung optimiert.

Besonders flexibel sind Licht emittierendeDioden (LEDs). Schon eine einzige LED-Leuchte kann – ausgestattet mit einem ent-sprechenden Modul – unterschiedlicheWeißtöne zur Verfügung stellen. LED-Be-leuchtung mit farbdynamischer Steuerungermöglicht damit auf ebenso einfache wieeffiziente Weise den Wechsel von konzen-trationsfördernder Beleuchtung zu beruhi-gend-sanftem Licht. So können biologischeund visuelle Wirkung individuell abgestimmtund variiert werden.

Häufig werden auch unterschiedliche Licht-quellen kombiniert. Für eine dynamischeBeleuchtung sorgen dann zum Beispielwarmweiße Leuchtstofflampen in Kombina-tion mit tageslichtweißen LEDs.

Lichtsteuerung für die DynamikIm Laufe eines Tages variiert eine biologischwirksame Beleuchtung nicht nur die Farb-temperatur von warmweiß bis tageslicht-weiß. Auch die Beleuchtungsstärke passtsich mit 500 bis 1.500 Lux dem circadianenRhythmus des Menschen an und setzt jenach Tageszeit die richtigen Impulse.

Für die erforderliche Dynamik in der Be-leuchtung sorgen Lichtmanagementsys-teme. Die Ansteuerung der einzelnenLeuchten erfolgt harmonisch und stufenlos,so dass die Veränderung nicht unmittelbarwahrgenommen wird – ihre biologische Wir-kung aber nachhaltig entfalten kann. ImIdealfall lassen sich vorab programmierteLichtszenen über leicht verständliche Be-dienelemente oder eine Fernbedienungauch individuell anpassen.

Lichtmanagementsysteme können einfachin die übergeordnete Gebäudetechnik inte-griert werden. Ausgestattet mit Tageslicht-und Präsenzkontrolle, sparen sie im Zu-

sammenspiel mit modernen Leuchten undeffizienten Lichtquellen viel Energie – undbieten mit visuellen, emotionalen und nicht-visuellen Effekten eine optimale Lichtquali-tät für den Menschen.

Bäume verlieren ihre Blätter, Störche ziehennach Süden, und Igel halten Winterschlaf.Nur der Mensch glaubt, den Jahreszeitentrotzen zu können. Ganz klar, ein von derNatur bestimmtes Leben passt nicht in un-sere industrialisierte Welt. Kaum ein Arbeit-geber würde akzeptieren, wenn seine Mitar-beiter ihren biologischen Rhythmen folgendzur Arbeit erschienen. Also quälen sich viele Menschen mit auffallend schlechterStimmung durch Herbst und Winter.

Saisonal abhängige DepressionDer Lichtmangel ist tatsächlich ein ernstes Problem: Fehlt ausreichend natürliches Licht, entwickeln fünf bis 20 Prozent der Gesamt-bevölkerung regelrechte „Mangelerscheinun-gen“. Symptome wie verstärktes Schlafbe-dürfnis, fehlende Antriebskraft, Stimmungs-schwankungen und sogar Depressionenkönnen sich in Wintermonaten zu einer sai-sonal abhängigen Depression (SAD) entwi-ckeln, die therapiert werden muss.

US-amerikanische Wissenschaftler habendieses Phänomen seit Anfang der 1980er-Jahre erforscht. SAD unterscheidet sichvon anderen Formen der Depression vorallem dadurch, dass die Symptome mit län-ger werdenden Tagen im Frühling abklin-gen, im Herbst aber wieder auftreten.

Heißhunger durch LichtmangelDie Betroffenen leiden im Gegensatz zu anderen depressiven Patienten auch nichtan Schlaflosigkeit. Im Gegenteil, sie gehenfrüher ins Bett als im Sommer und habendennoch Schwierigkeiten, aufzustehen.Auch Appetitlosigkeit – sonst eine typischeBegleiterscheinung von Depressionen – ist ihnen fremd. Sie entwickeln sogar Heiß-hunger, vor allem auf Kohlenhydrate wieSchokolade, Kartoffelprodukte oder Brot.

Wissenschaftler gehen daher von mehrerenUrsachen für SAD aus. Eine Fehlfunktion


24

LichttherapieBiologisch wirksames Licht wird auch in der Medizin eingesetzt. Saisonalabhängige Depressionen (SAD), die in der dunklen Jahreszeit auftreten,werden mit Licht erfolgreich therapiert. Untersuchungen zeigen, dass dieLichttherapie auch gegen nicht saisonale Depressionen und andere Krankheiten wirkt.

[33] Beim Hausarzt, in der Klinik oder be-quem zu Hause: Lichttherapiegeräte beugenwirksam und unkompliziert einer saisonal abhängigen Depression vor. 33

25


26

licht bekommen, sind Lichttherapiegeräteeine echte Alternative. Kleinere Geräte gibt es auch für den häuslichen Gebrauchoder für das Büro. Sie unterscheiden sichvon den professionellen Geräten in Klini-ken oder Arztpraxen hauptsächlich durchdie Größe der leuchtenden Fläche. Klinik-geräte sind am größten. Drei bis vier Pa-tienten können damit gleichzeitig behandeltwerden. Geräte für daheim sind hingegennur für eine Person ausgelegt.

Ein Betriebsstundenzähler überwacht dieLampen. Sie büßen nach 8.000 Stundenetwa 20 Prozent ihres Lichtstroms ein undsollten dann ausgewechselt werden. Derspezielle Abstrahlungswinkel von Lichtthe-rapiegeräten berücksichtigt die Geometriedes Auges, denn die melanopsinhaltigenGanglienzellen (siehe Grafiken Seite 14 und21) sind großflächig auf der Netzhaut ver-teilt und im unteren nasalen Bereich amsensibelsten. Je mehr Rezeptoren ange-sprochen werden, desto erfolgreicher istdie Behandlung.

Auch sind die menschlichen Pupillen unter-schiedlich weit geöffnet. Dadurch wird dieNetzhaut bei gleicher Leuchtdichte unregel-mäßig bestrahlt. Schließlich trübt sich diemenschliche Linse mit zunehmendem Alterein, das Auge wird undurchlässiger für

Licht. Therapiegeräte müssen daher ausrei-chend hell sein.

Technische Anforderungen an LichttherapiegeräteTherapeuthische Lichtquellen sollten eineLeuchtdichte von etwa 8.000 Candela proQuadratmeter (cd/m2) haben. Die Leucht-dichte ist das Maß für den Helligkeitsein-druck, den das Auge von einer leuchtendenoder beleuchteten Fläche hat. Nach wis-senschaftlichen Erkenntnissen sollte sie10.000 cd/m2 nicht überschreiten.

Die leuchtende Fläche der Therapiegerätesollte möglichst groß und die Helligkeit aufder leuchtenden Fläche möglichst gleich-mäßig verteilt sein.

Therapiegeräte strahlen ihr Licht in großemWinkel ab, damit sich der Patient in einemrelativ weiten Bereich vor der Leuchte be-wegen kann. Die Beleuchtungsstärke be-trägt bis zu 10.000 Lux, je nach Abstandzum Gerät. Als therapeuthisch wirksam giltLicht ab einer Stärke von etwa 2.000 Lux.Die Farbtemperatur beträgt circa 6.500 Kel-vin und entspricht damit dem Tageslicht umzwölf Uhr mittags.

Besonders intensiv strahlt das Licht imkurzwelligen blauen Bereich. Spezielle

der Lichtrezeptoren auf der Netzhaut kanndafür ebenso in Frage kommen wie ein nurunzureichend ausgeprägter Schlaf-Wach-Rhythmus.

Wahrscheinlich ist, dass sich SAD-Patien-ten individuell schlechter an die kürzerenWintertage anpassen. Dies wiederumbringt ihre innere Uhr aus dem Takt. Auchein Mangel der absoluten Menge an Lichtwird diskutiert. Dafür spricht die Tatsache,dass in Alaska jeder dritte Erwachsene vonSAD betroffen ist, in Florida dagegen nureiner von 25.

Eine vergleichende repräsentative Umfrageführender Chronobiologen in den USA undder Schweiz kommt dennoch zu einem anderen Ergebnis. Danach litten 1999 pro-zentual deutlich mehr Amerikaner an einerschwächer ausgeprägten SAD als Eidge-nossen – trotz vergleichbaren Wetters. DieStudie stellt fest, dass SAD nicht von derSonnenscheindauer abhängt, sondern vomindividuellen Lichtverhalten. Denn um dasinnere Schwungrad in Bewegung zu halten,tut es auch in der dunklen Jahreszeit gut,sich tagsüber ausreichend lange im Freienzu bewegen.

Therapiegeräte mit TageslichtspektrumFür Menschen, die nicht genügend Tages-

[34 + 37] Lichttherapiegeräte können ein-fach auch im Büro oder am Industriearbeits-platz genutzt werden.

[35] Leuchtdichteverteilung eines Licht-therapiegerätes mit Leuchtstofflampen � 26 mm

[36] Spektrum eines Lichttherapiegerätes:Die Lichtfarbe ähnelt dem Tageslicht. 34

27

Glasscheiben filtern schädigendes ultravio-lettes Licht komplett aus dem Spektrumheraus. In keinem Fall können und sollenLichttherapiegeräte die Haut bräunen.

Lichttherapie unterdrückt SchlafhormonLichttherapie wirkt nach heutigen medizini-schen Erkenntnissen ausschließlich überdas Auge. Fällt Tageslicht auf die Netzhaut,produziert die Hypophyse im ZwischenhirnHormone und Botenstoffe wie Serotonin.Als Neurotransmitter ist zu wenig Serotoninoftmals Ursache für Depressionen, denn esist für die Informationsübermittlung zwi-schen den Gehirnzellen verantwortlich. Nurwenn Serotonin ausreichend vorhanden ist,funktionieren Vitalfunktionen und Denkpro-zesse. Sie wiederum wirken sich auf diePsyche aus.

Serotonin hellt die Stimmung auf, steigertdas Wohlbefinden und motiviert. Damit derKörper verstärkt Serotonin ausschüttenkann, bilden Lichttherapiegeräte Intensitätund Farbtemperatur des Tageslichts nach.Zudem produzieren sie kurzwelliges Lichtim blauen Bereich des sichtbaren Spek-trums, das die Ganglienzellen des drittenFotorezeptors auf der Netzhaut reizt. Diesehemmen daraufhin die Produktion des Hor-mons Melatonin. Tagsüber ist der Organis-mus dadurch wach und leistungsfähig,

37

> 2.000 > 4.000 > 6.000 > 8.000 >10.000 >12.000 >14.000 >16.000

rel.

Inte

nsitä

t

Wellenlänge (nm)

nachts schläft der Mensch besser. So sta-bilisiert das Licht den circadianen Rhyth-mus des Menschen. Um diesen Effekt zuerreichen, genügt das künstliche Licht amArbeitsplatz in der Regel nicht.

Licht ist morgens am effektivstenEmpfehlenswert ist eine Lichttherapie amMorgen, um der inneren Uhr eindeutig mit-zuteilen, dass der Tag begonnen hat undsie den Körper in Schwung bringen soll.Aus dem gleichen Grund ist sie am Abendwenig sinnvoll, da die Melatoninproduktionunterdrückt und somit das Einschlafen er-schwert wird.

Frequenz und Dauer der Therapie sind va-riabel. Der Arzt legt sie im Gespräch mitseinem Patienten individuell fest, abhängigdavon, wie ausgeprägt die Symptomesind. In den meisten Fällen tritt eine hei-lende Wirkung bereits nach ein bis zweiWochen ein.

Patienten, die regelmäßig an SAD leiden,setzen die Lichttherapie erfolgreich auchvorbeugend ein. Ernste Nebenwirkungensind bisher nicht bekannt. GelegentlicheBeschwerden wie Augenreizungen, Kopf-schmerzen und trockene Haut gehen nachwenigen Stunden zurück. Generell solltevor einer Lichttherapie aber der Augenarzt

konsultiert werden, denn bei bestimmtenErkrankungen des Auges ist Vorsicht geboten.

Lichttherapie mit großem PotenzialDie Lichttherapie wird in jüngster Zeit viel-fältig eingesetzt. Vereinzelt werden auchParkinson- und Alzheimerpatienten mit dembiologisch wirksamen Licht bestrahlt. Gesi-cherte Erkenntnisse liegen hierzu aber nichtvor.

Untersuchungen zeigen, dass zum Beispielprämenstruelle Beschwerden erfolgreichtherapiert werden können, vor allem dieemotionalen Begleiterscheinungen. Auchgibt es Anzeichen dafür, dass bulimischeEssattacken behandelt werden können,insbesondere bei saisonal bedingter Buli-mie.

Die Ansätze zu therapeutischen Behandlun-gen mit Licht sind vielversprechend. Sicherist aber schon jetzt, dass Lichttherapie einnatürliches Antidepressivum gegen den„Winterblues“ ist, wie die schwächere Formvon SAD auch genannt wird.

36

35


28

Gutes Licht unterstützt den Menschen bei seinen täglichen Aufgaben. Ob amSchreibtisch, an der Maschine oder imOperationssaal: Licht muss den Arbeits-bereich optimal ausleuchten und ein er-müdungsfreies Arbeiten ermöglichen. Auch eine biologisch wirksame Beleuch-tung muss allen visuellen Qualitätsan-sprüchen genügen.

Generelle GütemerkmaleEine gute Beleuchtungsanlage stimmt dieBeleuchtungsstärken auf die jeweiligenSehaufgaben ab und verteilt die Leucht-dichte gleichmäßig im Raum. Sie begrenztdie Direkt- und Reflexblendung und hateine gute Farbwiedergabe. Ihr Licht flim-mert nicht und berücksichtigt das einfal-lende Tageslicht.

Die grundsätzlichen Anforderungen an dieBeleuchtung sind in der Normenreihe 5035sowie in der Norm DIN EN 12464-1 „Lichtund Beleuchtung – Beleuchtung von Ar-beitsstätten in Innenräumen“ benannt. Siegeben Wartungswerte für die lichttechnischrelevanten Größen vor und beschreibenMindestvoraussetzungen für gute Beleuch-tungsqualität. In Deutschland sind für Ar-beitsplätze außerdem die Anforderungender ASR A3.4 „Beleuchtung“ der Techni-

schen Regeln für Arbeitsstätten zu beach-ten. Die ASR konkretisiert die Anforderun-gen, die an Sicherheit und Gesundheits-schutz der Beschäftigten bei der Arbeitgestellt werden.

DIN SPEC 67600 hilft bei der PlanungSoll die Beleuchtung auch melanopischwirksam sein, müssen zudem Lichtfarbe,Beleuchtungsstärke und Lichtrichtung an-gepasst werden können. Planungsempfeh-lungen gibt hier erstmals die DIN SPEC67600 vom April 2013, die aktuelle For-schungsergebnisse und erfolgreich getes-tete Anwendungen berücksichtigt.

DIN SPEC 67600 informiert in Anlehnungan DIN EN 12464-1 über den Nutzen einerbiologisch wirksamen Beleuchtung für un-terschiedliche Innenräume, Bereiche derSehaufgabe oder der Tätigkeit und gibtEmpfehlungen für Lebensräume, die Ar-beitsstätten oder Nicht-Arbeitsstätten seinkönnen. Der Fachbericht bezieht sich aus-schließlich auf nicht-visuelle Wirkungen, dieüber die Augen vermittelt werden – sowohldurch Tageslicht und künstliche Beleuch-tung als auch durch eine Mischung vonbeiden. Hinweise zum melanopischen Wir-kungsfaktor moderner Lichtquellen gibtDIN SPEC 5031-100 von 2014.

DIN SPEC 67600: Hinweise zur Lichtplanung Professionelle Beleuchtungskonzepte sind heute in der Lage, biologisch wirksames Licht in Innenräume zu bringen. Damit das Licht tatsächlich melanopisch wirkt und zugleich komfortables Sehen ermöglicht, müssen Lichtplaner einige Faktoren beachten. Empfehlungen für die Planung gibt DIN SPEC 67600.

38

29

Ganzheitliche LichtplanungDie Planung einer biologisch wirksamenBeleuchtung stellt hohe Anforderungen.DIN SPEC 67600 empfiehlt aus diesemGrund eine integrierende, ganzheitlicheLicht- und Raumplanung. Sie stellt sicher,dass die Nutzung und die Wirkungen vonLicht von Beginn an in den Planungspro-zess einbezogen und alle Gewerke undMaterialien gut aufeinander abgestimmtsind. Weiterhin trägt eine ganzheitliche Pla-nung – unter anderem durch die geeigneteNutzung von Tageslicht – dazu bei, aucheine Beleuchtung mit circadianen Effektenenergieeffizient zu realisieren (siehe dazuauch Seite 32f.).

Die Planungsempfehlungen nach DIN SPEC 67600 berücksichtigen dabei bevor-zugt Räume, in denen sich Menschen län-ger aufhalten, zum Beispiel Arbeitsplätzeund Kommunikationszonen in Innenräumenoder häufig genutzte Räume in Pflegeein-richtungen. Tages- und Monatsrhythmensind bei der Planung ebenso einzubeziehenwie die Jahreszeiten und die Ausrichtungvon Gebäuden.

Melanopische Wirkungen von Licht erge-ben sich aus� höheren Beleuchtungsstärken,� mehr Blauanteilen im Licht,� flächigen Lichtquellen,� zeitlich veränderlichem dynamischen

Licht und� dem richtigen Zeitraum: Wirkungsvoll ist

biologisch wirksames Licht insbesondeream Morgen nach vorangegangener Dun-kelheit.

[40] DIN-Normen und die Technischen Regeln für Arbeitsstätten (ASR) nennen Güte-merkmale, die in der Summe die Qualität einerBeleuchtungsanlage beschreiben. Sie müssenauch bei der Planung einer melanopisch wirk-samen Beleuchtung berücksichtigt werden.

[38 + 39] Eine biologisch wirksame Be-leuchtung sorgt für mehr Wohlbefinden, stärktGesundheit und Leistungskraft. Einstellungenmit biologisch aktivierendem und entspannen-dem Licht wechseln im Tagesverlauf nachdem Vorbild der Natur.

Sehk

omfo

rt

Visuelles Ambiente

Weitere Kriterien für die Lichtplanung

Klassische Gütemerkmale

LichtfarbeModelling Lichtrichtung

Tageslicht-Integration Energieeffizienz

Individuelle EinstellmöglichkeitenVeränderung der Lichtsituation

Beleuchtungsniveau

Blendungsbegrenzung

Farb

wie

derg

abe

Har

mon

isch

e

Hel

ligke

itsve

rtei

lung

Gute Beleuchtung

Sehleistung

40

39

© licht.de

Gütemerkmale der Beleuchtung nach DIN EN 12464-1

Lichtfarbe ist entscheidendDie Lichtfarbe wird als Farbtemperatur inder Einheit Kelvin (K) angegeben. Sie cha-rakterisiert das farbliche Aussehen desLichts einer Lichtquelle. Zum Vergleich: Die Lichtfarbe des Himmels variiert über-wiegend zwischen 6.000 und 10.000 Kelvin.

Entsprechende Farbtemperaturen müssenauch die Lichtquellen aufweisen, die füreine biologisch wirksame Beleuchtung eingesetzt werden sollen, damit sie – demTageslicht gleich – die zuständigen Fotore-zeptoren im menschlichen Auge optimalansprechen können. Das gelingt mit tages-lichtweißen Lichtquellen mit einer Farb-temperatur oberhalb von 5.300 Kelvin. Sieweisen einen höheren Blauanteil auf undsind circadian sehr viel wirksamer alswarmweißes Licht. Für eine aktivierendeWirkung eignen sich Leuchtstofflampenund LEDs.

BeleuchtungsstärkeWenngleich insbesondere die blauen Spek-tralanteile für die biologische Wirkung einerkünstlichen Beleuchtung entscheidendsind, ist neben der Lichtfarbe ebenso dieBeleuchtungsstärke (gemessen in der Maßeinheit Lux, lx) zu berücksichtigen. Entscheidend sind die vertikalen Beleuch-tungsstärken am Auge des Betrachters,

die vor allem durch die wahrgenommenenLeuchtdichten der betrachteten Oberflä-chen bestimmt werden: Sie müssen nachDIN SPEC 67600 mindestens 250 Lux bei8.000 Kelvin erreichen, denn unterhalb dieser Grenze lässt sich keine signifikantebiologische Wirkung nachweisen. Bei an-deren Farbtemperaturen muss die Beleuch-tungsstärke entsprechend der neuen DIN SPEC 5031-100 angepasst werden.

Lichtverteilung im RaumDamit Licht biologisch wirken kann, müs-sen die Augen helle Bereiche im Raumauch möglichst effektiv wahrnehmen kön-nen. Da die melanopsinhaltigen Ganglien-zellen im unteren und nasalen Bereich desAuges besonders empfindlich sind, ist eineflächige Beleuchtung heller Bereiche imoberen Teil des Gesichtsfeldes sinnvoll.

Dies gelingt durch� großflächige Fenster, Oberlichter im

Raum und tageslichtlenkende Systemezur Deckenaufhellung;

� großflächige Leuchten oder Lichtdecken; � Leuchten mit großflächigen Indirektantei-

len. Sie sorgen dafür, dass die Decke unddas obere Drittel der Wände aufgehelltwerden;

� hinterleuchtete transparente Materialien,wie etwa Lichtdecken, Oberlichter mitKunstlicht, Lichtkästen oder Gardinen;


30

41 42

SchichtarbeitSehr komplex sind die Anforderungen einermelanopisch wirksamen Beleuchtung fürMenschen, die im Schichtbetrieb arbeiten.Ihr circadianer Rhythmus weicht häufigvom natürlichen Schlaf-Wach-Rhythmusab. Aus diesem Grund plädieren Chrono-biologen generell dafür, Modelle für dieSchichtarbeit zu entwickeln, die die innereUhr der Menschen weniger stören. Mögli-che Lösungsansätze für eine unterstüt-zende Beleuchtung stellt DIN SPEC 67600vor.

Materialeigenschaften und LichtfarbeFür eine circadian wirksame Beleuchtungmuss weiterhin darauf geachtet werden,dass das von der Lichtquelle abgestrahlteSpektrum weder von der Leuchte noch vonden Umgebungsfarben im Raum verfälschtwird.

Bei Leuchten verändern vor allem licht-lenkende Elemente wie Raster, Abdeckun-gen oder Prismen das Licht. Sie könnendazu beitragen, dass ein von der Lampeabweichendes Spektrum auf das Augetrifft. Die spektralen Eigenschaften dieserElemente bestimmen die Qualität des dy-namischen Lichts. Im schlechtesten Fallbleiben von einer Lampe mit 8.000 KelvinFarbtemperatur nur 6.500 Kelvin im Raum-licht übrig.

31

[41] Morgens lässt sich die innere Uhr mitkünstlichem Licht am besten takten. Sinnvollsind höhere Beleuchtungsstärken an derDecke und der oberen Wand, höhere Blau-anteile und eine flächige Lichtverteilung,damit die Fotorezeptoren gut erreicht wer-den.

[42] Gegen Abend wird der Körper auf dieRuhepause vorbereitet: Richtig ist eine Be-leuchtung nur für die visuellen Sehaufgaben,mit möglichst geringen Blauanteilen und ge-richtetem Licht.

[43] Lichtfarbe und Beleuchtungsstärkeverändern sich dynamisch: So unterstütztbiologisch wirksames Licht den Menschen.

� Beleuchtung mit indirekten Lichtanteilenan Raumelementen und Einrichtungsge-genständen.

Das richtige Licht im TagesverlaufJeder Mensch hat einen individuellen Tag-Nacht-Rhythmus, der durch das Tageslichtregelmäßig synchronisiert wird. Für diemeisten Menschen gilt, dass eine stimulie-rende biologische Wirkung der Beleuchtungvor allem am Morgen sinnvoll ist. Die dyna-mische Beleuchtung kann sich am Tages-verlauf mit kontinuierlich steigenden Be-leuchtungsstärken und Blauanteilen imLicht bis zur Mittagszeit orientieren oderaber durch eine zeitliche Variation der Be-leuchtungsstärke und Lichtfarbe die Aktivi-tät am Tag unterstützen. Wiederholte Licht-wechsel sind immer im Zusammenhang mitder jeweiligen Nutzung zu planen. Sie soll-ten mindestens einige Minuten andauern,damit sie biologisch wirken und uner-wünschte Flimmereffekte unterbleiben.

Am Abend ist in der Regel Licht mit aktivie-render Wirkung zu vermeiden, um die Mela-toninproduktion nicht zu stören und denKörper auf den Schlaf vorzubereiten. DINSPEC 67600 empfiehlt, etwa zwei Stundenvor dem Zubettgehen gedimmtes, gerichte-tes Licht in warmen Lichtfarben mit höhe-ren Rot- und stark reduzierten Blauanteilenzu nutzen.

Raumumgebung und LichtfarbeGroßen Einfluss auf die visuelle Atmosphärehaben neben der Lichtfarbe der eingesetz-ten Leuchtmittel auch die Farben derMöbel, der Wände und der Decke. DunkleFarben reflektieren weniger Licht als helle.Viel Licht kann „verschluckt“ werden, wennvor allem indirekte Leuchtensysteme ihrLicht ausschließlich gegen die Raumbe-grenzungsflächen abstrahlen. Holzflächen,Rottöne und Erdfarben sowie opale Einrich-tungselemente absorbieren die Blauanteiledes Spektrums und können dadurch diebiologische Wirkung des Lichts erheblichreduzieren.

43

[44] Beispiel einer circadian wirksamen Be-leuchtung im Büro (37 m2 groß): HorizontaleBeleuchtungsstärke und Lichtfarbe verän-dern sich im Tagesverlauf.

[45] Je älter eine Beleuchtungsanlage,desto mehr Energie verbraucht sie. Bei einerSanierung lässt sich je nach Alter der Anlageeine biologisch wirksame Beleuchtung auchkostenneutral oder mit höherer Effizienz realisieren.

Licht ermöglicht dem Menschen, sich zuorientieren. Es unterstützt ihn bei der Arbeit,erzeugt Stimmungen und kann die Gesund-heit positiv beeinflussen. EnergiesparendeBeleuchtungslösungen gehen dabei verant-wortungsvoll mit den Ressourcen um.

15 Prozent des weltweiten Bedarfs anelektrischer Energie werden laut Internatio-naler Energieagentur (IEA) für die Beleuch-tung verwendet. In Deutschland lag dieserWert 2011 nach Angaben des Umweltbun-desamtes im gewerblichen Bereich bei elfProzent. Entsprechend hoch ist der Bei-trag, den intelligent eingesetztes Licht fürdie Energieeffizienz leisten kann.

Intelligente Lichttechnik schont RessourcenMindestanforderungen für den effizientenBetrieb von Beleuchtungsanlagen legt dieEnergieeinsparverordnung (EnEV) der Bun-desregierung fest. Mit den in DIN V 18599definierten Kriterien und Nutzungsrandbe-dingungen lässt sich der Energieverbrauchvon Räumen und Gebäuden bewerten. Dieenergetischen Anforderungen steigen mitjeder Aktualisierung der EnEV.

Um die Grenzwerte einzuhalten oder gar zu unterschreiten, werden ein modernesLichtmanagement und eine effiziente Be-leuchtung, etwa mit LED-Leuchten, einge-setzt. Eine Lichtsteuerung setzt dimmbareLeuchten voraus. Tageslichtabhängig ge-steuerte Beleuchtung kann bis zu 35 Pro-zent Energie einsparen. Kombiniert mitZeit- und Anwesenheitssensoren, sindsogar Einsparungen von 55 Prozent undmehr möglich.

Beleuchtungsqualität einhaltenGleichzeitig ist darauf zu achten, dass dieerforderliche Beleuchtungsqualität einge-halten wird. So müssen Arbeitsstättennach der Arbeitsstättenrichtlinie ASR A3.4ausreichend Tageslicht erhalten und miteiner angemessenen künstlichen Beleuch-tung ausgestattet sein. Auch nach DIN EN12464-1 soll die Lichtqualität nicht redu-ziert werden, um den Energieverbrauch zusenken.

Eine gute Beleuchtungsanlage berücksich-tigt visuelle, emotionale und biologischeWirkungen von Licht – und ist dabei zu-gleich energieeffizient. Wichtige Merkmale


32

Lichtqualität und EnergieeffizienzEine gute Beleuchtung dient dem Menschen – und muss heute auch ökologischen Ansprüchen genügen. HoheLichtqualität und Energieeffizienz stehen dabei nicht im Widerspruch. Auch eine circadian wirksame Beleuchtungkann mit moderner Lichttechnik energiesparend realisiert werden.

44 45

Energieverbrauch einer BeleuchtungsanlageCircadiane Beleuchtung im Büro

© licht.de

Verb

rauc

h in

kW

h/Ja

hr b

ei 2

.750

h/J

ahr

Beleuchtungsanlage aus dem Jahr06:00 12:00 18:00 1993 2003 2013 2013

1.600

1.400

1.200

1.000

800

600

400

200

0

1.000 lx

900 lx

800 lx

700 lx

600 lx

500 lx

400 lx

� Raster T26 58 W VVG� Raster T16 35 W EVG� LED� LED circadian

© licht.de

der Beleuchtungsqualität sind dabei: � Sehleistung, � Erscheinungsbild,� Sehkomfort, � Vitalität und � Individualität.

Lösungen für circadiane BeleuchtungWie passen circadian wirksame und energieeffiziente Beleuchtung zusammen?Verbraucht circadiane Beleuchtung mehrStrom als eine herkömmliche Beleuchtung?Um diese Fragen zu beantworten, sind einedetaillierte professionelle Lichtplanung undeine Wirtschaftlichkeitsberechnung notwen-dig, die einen fairen Vergleich der Alternati-ven ermöglichen.

Ebenso kommt es auf die Betrachtungs-weise an: Wird eine circadiane Beleuch-tung mit der besten verfügbaren LED-Technik verglichen, so kann die Frage nacheinem höherem Verbrauch mit Ja beant-wortet werden. Wird allerdings eine circa-diane Beleuchtung im Rahmen einer Sanie-rung mit einer älteren Anlage verglichen, so kann die Frage klar mit Nein beantwor-tet werden.

Da während der vergangenen Jahrzehnteder Jahresstromverbrauch für die Be-leuchtungstechnik ständig gesunken ist,spielt das Alter der Bestandsanlage einewichtige Rolle. Dies zeigt das folgendeBeispiel: Berechnungsgrundlage ist eine Beleuchtungsanlage für ein Vier-Personen-Büro mit rund 37 Quadratmetern. Basie-rend auf 2.750 Brennstunden im Jahr(nach EnEV) ergeben sich folgende Jah-resverbräuche:� 30 Jahre alt – etwa 2.310 kWh/Jahr� 20 Jahre alt – etwa 1.410 kWh/Jahr� 10 Jahre alt – etwa 965 kWh/Jahr� neu, LED – etwa 770 kWh/Jahr

Zur Beurteilung und Berechnung desStromverbrauches ist es wichtig zu wissen,dass eine circadian wirksame LED-Be-leuchtung über den Tagesverlauf die Licht-farbe und die horizontale Beleuchtungs-stärke verändert, wobei die normativenAnforderungen der DIN EN 12464-1 immereingehalten werden. Insbesondere die Ver-änderung der Beleuchtungsstärke hateinen maßgeblichen Einfluss auf den Ener-gieverbrauch.

33

Beispiel TagessynchronisationBei einer Tagessynchronisation (siehe Gra-fik 24, Seite 20, „Lichtkonzept A“) wechseltdie Lichtfarbe von Warmweiß am Morgenüber Tageslichtweiß am Mittag wieder zuWarmweiß am Abend. Die Beleuchtungs-stärke erhöht sich in diesem Vergleich zurMittagszeit von 500 Lux (lx) auf 900 lx(siehe Grafik 44, Seite 32). Diese Erhöhungder Beleuchtungsstärke wirkt sich natürlichauch auf den Jahresverbrauch aus. DieBeleuchtungsstärke steigt kontinuierlichauf ihr Maximum an und fällt am Nachmit-tag wieder ab. Der Maximalwert wird alsonur über einen begrenzten Zeitraum er-reicht. Daraus ergibt sich ein Jahresver-brauch der circadianen Beleuchtung vonrund 1.010 kWh/Jahr. Dies sind rund 30Prozent mehr gegenüber einer modernenenergieeffizienten, ungeregelten LED-Be-leuchtung. Hierbei ist aber noch nicht be-rücksichtigt, dass die circadiane Beleuch-tungsanlage durch Lichtsteuerung und eineentsprechende Sensorik die „Einsparungdes Wartungsfaktors“ ermöglicht. Denn dieneue Anlage wird auf einen Sollwert einge-stellt und benötigt zur Erreichung des Soll-wertes zum Zeitpunkt der Inbetriebnahmedeutlich weniger Strom als zum Zeitpunktihrer Wartung. Diese Energieeinsparungbeträgt anfangs etwa 25 Prozent undnimmt dann stetig ab.

Es sind aber noch weitere Einsparungenmöglich. Der Jahresverbrauch der Be-leuchtungsanlage kann über einen Prä-senzmelder weiter reduziert werden. Undeine letzte Verbrauchsreduzierung istschließlich über Tageslichtsensoren mög-lich, technisch jedoch aufwendig, da derSollwert dabei dynamisch der Tageszeitangepasst werden müsste. Hier liefert dieEnEV Zahlen zur Energieeinsparung mit28,5 Prozent für Präsenz- und 55 Prozentfür Tageslicht-Regelung.

Ob also die circadiane Beleuchtungsanlagemehr Energie als eine ungesteuerte Anlageverbraucht, muss professionell berechnetwerden. Eine Antwort kann nur individuellgegeben werden.

Bestnoten für LEDs und LichtsteuerungIn einem Forschungsprojekt untersuchtedas Fraunhofer-Institut für Bauphysik,Holzkirchen bei München, in natürlich und

künstlich beleuchteten Einzelräumen unter-schiedliche Gebäudetechniken wie Hei-zungs-, Kühlungs- oder Lüftungsanlagen,aber auch Beleuchtungskonzepte unterrealistischen Bedingungen.

Mit Blick auf die Beleuchtung ist die amweitesten ausgereifte Variante eine arbeits-bereichsbezogene und tageslichtgesteu-erte Direkt-/Indirekt-Beleuchtung, die dieWände zusätzlich aufhellt. In den Morgen-stunden und am späteren Nachmittag wer-den die Stirnwände des Raumes zusätzlichbeleuchtet, um mit höheren vertikalen Be-leuchtungsstärken das Erscheinungsbild,die Emotionalität und den Sehkomfort zuverbessern. Die Messergebnisse zeigen,dass die beschriebene Lichtinstallation als„sehr gut“ einzustufen ist.

Die beste Balance zwischen Beleuchtungs-qualität und Energieeffizienz erreichen In-stallationen mit hohem Automatisierungs-grad. Tageslichtsteuerung und Präsenz-steuerung von Komponenten senken denEnergieverbrauch deutlich.

Mehr ProduktivitätIn einer der umfassendsten Studien ihrerArt kamen Forscher des Light Right Con-sortiums, New York, überdies zu dem Er-gebnis, dass gutes Licht die Produktivitätverbessert. Neun bis 31 Prozent der Per-sonen, deren Arbeitsplatz nur mit direktstrahlenden Systemen beleuchtet war, be-urteilten diese als unangenehm. Dagegenempfanden 91 Prozent ein System aus Direkt-/Indirekt-Beleuchtung und hohenvertikalen Leuchtdichten als angenehm.War die Arbeitsplatzbeleuchtung zusätzlichindividuell dimmbar, zeigten sich die Mitar-beiter motivierter, ausdauernder und wa-cher. Außerdem arbeiteten sie genauer.

Angesichts dieser Ergebnisse lassen sichBeleuchtungsqualität und Energieeffizienznicht gegeneinander ausspielen. Der etwashöhere Energieverbrauch, den ein solchesBeleuchtungskonzept gegenüber einer aufEnergieeffizienz optimierten Anlage mit sichbringt, macht sich durch ein Mehr an Moti-vation, Leistung und Gesundheit bezahlt.


34

46

35

[46] Dynamische Beleuchtung im Bürosorgt vor allem in tageslichtärmeren Berei-chen für mehr Wohlbefinden. Nach dem Vorbild der Natur verändern sich Lichtfarbe,Beleuchtungsstärke und Lichtrichtung im Tagesverlauf. Kühle Lichtfarben mit hohemBlauanteil aktivieren, warme Lichtfarben entspannen.

Digitalisierung und das globale Miteinanderverändern den Arbeitsplatz Büro. Mitarbei-ter werden immer mobiler, neue Organisa-tionsformen entstehen und die Arbeitszeitist zunehmend projektorientiert. ModerneBeleuchtungskonzepte gehen über ergono-mische und emotionale Aspekte der Licht-qualität hinaus: Sie bringen die Dynamikdes natürlichen Tageslichts ins Gebäude-innere und unterstützen den biologischenRhythmus des Menschen.

Gerade in den eher dunklen Monaten istdie Synchronisation der inneren Uhr mitdem Tageslicht für viele Menschen nichtmöglich. Eine biologisch wirksame Be-leuchtung kann Stimmung und Wohlbefin-den positiv beeinflussen und stärkt damitauch die Leistungsbereitschaft der Mitar-beiter. Sinnvoll sind Lösungen mit nicht-visueller Wirkung des Lichts vor allem fürRäume, in denen Menschen lange Zeit ver-weilen – wie zum Beispiel Büroräume, Kon-ferenz- und Besprechungsräume oderKantinen. Auch Räume mit geringer Tages-lichtversorgung, zum Beispiel Großraum-büros oder Flure, eignen sich für eine dy-namische Beleuchtung.

Richtiges Licht: Die Mischung zähltAusgestattet mit einer Lichtsteuerung undSensoren, verändert eine biologisch wirk-same Beleuchtung Helligkeit und Lichtfarbedynamisch im Tagesverlauf. GroßformatigeLeuchten und aufgehellte Decken sorgennach dem Vorbild des Himmels tagsüberfür eine flächige Beleuchtung, die mit hohenBlauanteilen im Licht und Beleuchtungs-stärken von mehr als 500 Lux belebend

wirkt. In den Abendstunden sollte die Beleuchtung nicht mehr aktivierend wirken,damit der Körper das Schlafhormon Me-latonin bilden kann. Besser sind dann ge-richtetes, warmweißes Licht aus direktstrahlenden Leuchten und eine zurückge-nommene Helligkeit.

Elektronische SteuerungZahlreiche Anwendungen und Studien bele-gen die positiven Wirkungen einer circadianwirksamen Beleuchtung: � Die Mitarbeiter fühlen sich wacher.� Sie sind messbar leistungsfähiger.� Punktuell höhere Beleuchtungsstärken und � dynamisch veränderte Lichtfarben wirken

sich positiv auf die Konzentration aus.

Einige Bürogebäude sind inzwischen kom-plett mit dynamischer Beleuchtung aus-gestattet. So steuert in einem HamburgerUnternehmen die Beleuchtungsanlage elek-tronisch über den Tag voreingestellte Licht-stimmungen, die den circadianen Rhyth-mus unterstützen. Großflächige Leuchten,ausgerüstet mit tageslichtweißen undwarmweißen Leuchtstofflampen, erzeugenstufenlos jede gewünschte Lichtfarbe zwi-schen 3.000 und 5.500 Kelvin in verschie-denen Beleuchtungsstärken. Zudem lassensich einzelne Arbeitsplätze individuell be-leuchten.

Eine derartige Komplettlösung benötigtetwa 30 Prozent mehr Energie als ungere-gelte, nicht farbveränderliche Beleuch-tungsanlagen mit LEDs (Stand 2014).Gleichzeitig aber sind die Mitarbeiter kon-zentrierter und fühlen sich motiviert.

Licht im BüroBeleuchtungsstärke, Lichtfarbe und Leistung haben bei der Arbeit mehr miteinander zu tun, als es auf den ersten Blick scheint. Denn richtige Bürobeleuchtung macht Mitarbeiter nicht nur wacher – sie motiviert und steigertdie Leistungsfähigkeit.

Planungsempfehlung

Tätigkeiten im Büro stellen vielfältige Anforderungen.

Ei ne biologisch wirksame Beleuchtung kann vor allem

in Büros und Konferenzräumen, in denen lange gear-

beitet wird, sowie in den Win termonaten, wenn die

innere Uhr kaum mit dem Tageslicht synchronisiert

wird, das Wohlbefinden der Menschen nachhaltig

stärken. Beleuchtungsstärken und wechselnde Farb-

temperaturen der künstlichen Beleuchtung sollten sich

dynamisch dem natürlichen Tagesverlauf anpassen und

nach dem einfallenden Tageslicht geregelt werden.

Aktivierend wirken nach DIN SPEC 67600 zum Beispiel

zwischen 8 und 10 Uhr eine vertikale Beleuchtungs-

stärke am Auge von 250 Lux und eine Farbtemperatur

von 8.000 Kelvin. Sie kann auch zwischen 13 und 14

Uhr belebende Impulse setzen. Am Abend zwischen 18

und 20 Uhr sollte die Beleuchtung mit etwa 200 Lux

vertikal am Auge und maximal 3.000 Kelvin zur

Entspannung beitragen. In den übrigen Arbeitsstunden

ist das Beleuchtungsniveau entsprechend den Erforder-

nissen der jeweiligen Sehaufgaben auszuführen. Bei

der Planung sind deshalb zunächst DIN EN 12464-1

und DIN 5035-7 sowie die Arbeitsstättenregel ASR3.4

zu beachten.

47

08:00 09:00 10:00 11:00 12:00

2.000 lx

1.000 lx

500 lx

Auch an Industriearbeitsplätzen unterstützteine melanopisch wirksame Beleuchtungden circadianen Rhythmus des Menschen.Dynamisches Licht mit nicht-visuellen Wir-kungen aktiviert morgens und am Mittagund sorgt für einen besseren Schlaf.

Viele Menschen in der Industrie arbeiten im Schichtbetrieb, müssen zum Beispielsehr früh aufstehen. Sie klagen häufig überschlechten Schlaf und Müdigkeit am Tag. Damit sinkt auch die Produktivität, denn wer nicht regnerieren kann, ist tagsüber auchnicht sehr leistungsfähig. Biologisch wirk-sames Licht hilft, wie eine österreichischeStudie aus dem Jahr 2010 belegt.

Mehr Wohlbefinden, mehr KonzentrationDas Forschungsteam wählte zwei dynami-sche Beleuchtungsszenarien für die Allge-meinbeleuchtung: Beide Male variierte dieBeleuchtungsstärke bei einer Farbtempera-tur mit jeweils 4.000 Kelvin von den normier-ten 1.000 Lux zu biologisch wirksamen2.000 Lux. In der ersten Versuchsanordnungwurde die Lichtverdopplung deutlich wahr-nehmbar in längeren Zeitintervallen einge-setzt, damit die Beleuchtung zu Schichtbe-ginn aktivierend und bei Schichtendeentspannend wirkte. Alternativ wurden Hel-ligkeitsdynamiken mit kürzeren Zeitintervallengetestet, die für die Arbeiter nicht wahr-nehmbar waren. Die Ergebnisse belegenden positiven Einfluss von dynamischem

Raumlicht mit nicht-visuellen Effekten: � Die Schlafqualität verbessert sich deutlich,� das Wohlbefinden während und nach der

Schichtarbeit steigt, � Arbeitsaufgaben werden in kürzerer Zeit

erledigt.

Auch kürzere Frequenzen wirkenIn einem Laborexperiment mit 29 Testper-sonen wurde daraufhin ebenfalls 2010 ge-prüft, ob dynamische Lichtrhythmen beieiner biologisch wirksamen Lichtfarbe von4.000 Kelvin auch in kürzerer Taktung Wir-kung zeigen. Diese Form der Lichtdynamikist mit vergleichsweise geringem Aufwandund weniger Kosten verbunden, da die Beleuchtungsstärke variiert und nicht überlange Zeiten konstant auf hohem Niveaugehalten wird.

Die Laborstudie zeigt: Licht, das im Stun-dentakt sanft von 500 auf 2.000 Lux an-steigt und sich dann unmerklich wieder ab-senkt, reduziert die physiologischenReaktionen auf Stress. In diesem Bereichist weitere Forschung notwendig.

Sicher ist: Mit biologisch wirksamer Be-leuchtung lässt sich die Schlafqualitätnachweislich verbessern, so dass Mitarbei-ter auch am Tag aktiver und motiviertersind. Ein optimales Lichtniveau und mela-nopische Beleuchtung stärken die Gesund-heit der Mitarbeiter und unterstützen sie inihrer Leistungsfähigkeit.


36

Licht in der IndustrieAn der Maschine oder bei der Montage: Sorgt eine biologisch wirksame Beleuchtungsanlage für Licht am Arbeits-platz, sind Mitarbeiter in der Industrie wacher und konzentrierter. Sie können nachts besser schlafen und sind tagsüber ausgeruhter. Das senkt die Fehlerquote und erhöht die Sicherheit.

[48] Eine circadiane Beleuchtung nach demVorbild des Tageslichts aktiviert beim Arbeits-beginn und wirkt gegen Abend entspannend.

[49] Auch kürzere Stimulierungsfrequenzenstärken das Wohlbefinden am Arbeitsplatz.Diese Variante dynamischer Beleuchtung istmit vergleichsweise geringen Kosten verbun-den.

[50 – 52] Studien zeigen, dass der Einsatzvon biologisch wirksamem Licht in der Pro-duktion die Gesundheit der Mitarbeiter för-dert und ihre Leistungskraft stärkt. Sinnvollund energiesparend ist die Kombination einer dynamischen Beleuchtung mit möglichst vielTageslicht.

4948

Circadiane Beleuchtung in der Industrie Kurze Stimulierungsfrequenzen

02:00 06:00 10:00 14:00 18:00 22:00

© licht.de © licht.de

2.000 lx

1.500 lx

1.000 lx

500 lx

37

51 52

50

Vormittags sind viele Schüler noch halb imSchlafmodus, denn gerade bei Heranwach-senden gerät die innere Uhr häufig aus demTakt. So sind Jugendliche gerne noch spätabends hellwach, kommen morgens abernur schwer aus dem Bett und sind wenigmotiviert zum Lernen. Ihre innere Uhr „tickt“nach einem anderen Zeitplan als dieSchule; sie sind im „sozialen Jetlag“.

Zahlreiche Untersuchungen aus den ver-gangenen Jahren zeigen, dass eine demTageslicht nachempfundene Beleuchtungdem circadianen Rhythmus von Schülernwichtige Impulse geben kann:� Schüler sind morgens wacher und damit� deutlich leistungsstärker. � Ihre Konzentrations- und Merkfähigkeit

steigt,� die Fehlerquote sinkt signifikant.

Mehr KonzentrationDiese positiven Wirkungen, die eine Ham-burger Studie aus dem Jahr 2007/2008belegt, wurden 2012 nochmals durch eineStudie in zwei Ulmer Gymnasien bestätigt.Dabei wurden Jugendliche im Alter zwi-

schen 17 und 20 Jahren sowohl in einemKlassenzimmer mit biologisch optimierterBeleuchtung als auch in einem Raum mitherkömmlichem Licht unterrichtet. DieSchüler mussten mehrere standardisierteLeistungs- und Aufmerksamkeitstest ab-solvieren.

Der Klassenraum mit dynamischer Beleuch-tung wurde mit abgependelten LED-Leuch-ten (blaue und weiße LEDs) ausgestattet,die unabhängig voneinander angesteuertwerden konnten und im Zusammenspieleine sehr hohe Farbtemperatur von bis zu14.000 Kelvin – tageslichtweißes Licht – erreichten. Die Leuchten gaben ihr Licht so-wohl direkt als auch indirekt in den Raumab. Eine integrierte Lichtsteuerung sorgtedafür, dass die Farbtemperaturen dyna-misch im Tagesverlauf angepasst wurden.Die Standardbeleuchtung mit Leuchtstoff-lampen erreichte eine Farbtemperatur von4.000 Kelvin. Die Beleuchtungsstärke war in beiden Klassenzimmern gleich: 700 Lux horizontale Beleuchtungsstärke auf derTischoberfläche und 300 Lux vertikale Be-leuchtungsstärke in Augenhöhe.


38

Licht in der SchuleWer lernt, braucht gutes Licht zum Sehen. Studien belegen, dass sich eine biologisch wirksame Beleuchtungpositiv auf das Lernverhalten auswirkt und den Schülern dabei hilft, aufmerksamer und konzentrierter zu arbeiten.

53

39

Das Ergebnis war durchweg positiv: Unterdem Einfluss der biologisch wirksamen Be-leuchtung waren die Schüler deutlich kon-zentrierter. Sie arbeiteten schneller undzeigten bessere Leistungen.

Abends müde, morgens fitZeitgleich führten Schüler aus beidenGruppen ein Schlaftagebuch. Hier zeigtesich, dass die Jugendlichen in Summezwar vergleichbar viele Stunden geschlafenhaben. Bei jenen Schülern, die tagsüberbei Licht mit höheren Blauanteilen arbeite-ten, hat sich allerdings der Schlafrhythmusverlagert: Sie sind abends eher schlafengegangen und waren morgens zu Schulbe-ginn ausgeschlafen und fit. Dies zeigt, dassder Schlaf-Wach-Rhythmus und die Licht -historie bei Schülern wichtige Faktoren fürden Lernerfolg sind.

Die besten Effekte erzielt eine biologischwirksame Beleuchtung, wenn sie langfristigeingesetzt wird und das circadiane Systemnachhaltig stabilisiert. Aber auch kurzfristigzeigen sich bereits positive Ergebnisse: Sofördern kurze „Lichtduschen“ mit hohenBlauanteilen nachweislich die Konzentra-tion.

Nicht nur für die Aktivierung, auch für dieBeruhigung spielt dynamisches Licht einewichtige Rolle. Warme Lichtfarben und einegedämpfte Beleuchtung tragen zu mehr

[53 + 54] Eine dynamische Beleuchtungunterstützt das Lernen und entspanntStresssituationen. Kühle Lichtfarben mithohen Beleuchtungsstärken aktivieren undfördern konzentriertes Arbeiten, warme Licht-farben mit niedrigen Beleuchtungsstärkenwirken beruhigend.

54

Planungsempfehlung

Für konzentrierte Arbeiten im Klassenzimmer empfiehlt

DIN SPEC 67600 höhere Beleuchtungsstärken und

eine Farbtemperatur von mindestens 5.000 Kelvin.

Die aktivierende Beleuchtung unterstützt die Aufmerk-

samkeit der Schüler, zum Beispiel bei Klassenarbeiten

oder bei Leseaufgaben.

Für eine entspannte Lernatmosphäre, zum Beispiel

bei Gruppenarbeiten, sind ein geringeres Beleuch-

tungsniveau und eine Farbtemperatur von höchstens

3.000 Kelvin sinnvoll. Diese Lichtsituation hilft auch,

Bewegungsunruhe zu reduzieren.

Zu Beginn des Unterrichts kann biologisch wirksames

Licht genutzt werden, um die circadiane Phase der

Schüler mit dem natürlichen Rhythmus des Tages zu

synchronisieren. Auch beim Abendunterricht kann diese

aktivierende Wirkung genutzt werden. Hier ist jedoch

darauf zu achten, dass spätestens zwei Stunden vor

Schlafbeginn nur noch Licht mit geringer biologischer

Wirkung zur Verfügung stehen sollte.

Ruhe in Gruppendiskussionen und zur Ent-spannung nach Klassenarbeiten bei. Erfolg-reich werden solche beruhigenden Licht-stimmungen auch in der Therapie beiJugendlichen mit Aufmerksamkeitsdefizit-Syndrom (ADHS) eingesetzt.

Bei der Planung einer biologisch wirksamenBeleuchtung muss das Alter der Schülerund der Anwendungszeitpunkt berücksich-tigt werden: Kinder und Jugendliche habenandere Lichtbedürfnisse als Erwachsene,die häufig in den Abendstunden unterrichtetwerden.

Mehr Informationen zum ThemaSchulbeleuchtung gibt es in Heft licht.wis-sen 02 „Besser lernen mit gutem Licht“.

55


40

59

56 58

57

Planungsempfehlung

Bei der Planung der Beleuchtung von Bettenzimmern

ist nach DIN SPEC 67600 die vorwiegend liegende

Position der Patienten zu berücksichtigen. Eine flächige

Aufhellung der Decke mit hohen blauen Spektralantei-

len (über 5.300 Kelvin) und Beleuchtungsstärken bis

1.600 Lux (mindestens 250 Lux vertikal am Auge) ist

tagsüber richtig. Störende Blendung ist dabei zu

vermeiden. Für den Abend und die Nacht sind dimm-

bare warmweiße Lichtquellen empfehlenswert, die

keine aktivierende Wirkung entfalten.

Bei der Planung ist überdies zu berücksichtigen, dass

bei einem Notfall für die akute Versorgung das ergo-

nomisch richtige Licht zur Verfügung steht, auch wenn

der circadiane Rhythmus dadurch gestört werden

könnte.

60

41

[56 – 58] Eine biologisch wirksame Be-leuchtung unterstützt den Tag-Nacht-Wech-sel bettlägeriger Patienten und fördert dieGenesung.

[59] Auch in Fluren und Wartebereichenleistet eine circadian wirksame Beleuchtunggute Dienste. Dem Tagesverlauf angepasstesLicht synchronisiert Patienten und Pflegeper-sonal mit ihrer inneren Uhr.

Professionelle medizinische Versorgung,aber auch eine behagliche Atmosphäre tra-gen dazu bei, dass sich Patienten im Kran-kenhaus gut aufgehoben fühlen. Licht über-nimmt hier eine Schlüsselrolle. Nebenseiner ästhetischen Wirkung ist es ein wich-tiger Zeitgeber für die innere Uhr. ZahlreicheStudien belegen den Zusammenhang vonguter Beleuchtung, Gesundheit und Wohl-befinden – und immer mehr Krankenhäusernutzen eine Beleuchtung, die zugleich ergo-nomisch, emotional ansprechend und ge-sundheitsfördernd ist. Die Folge: Patientenund Personal fühlen sich besser, Behand-lungen sind effizienter.

Während ihres Klinikaufenthaltes kommenPatienten nur selten oder gar nicht ins Freie,und nicht immer steht ihr Bett am Fenster.Eine Beleuchtung mit nicht-visueller Wir-kung beeinflusst die biologischen Prozesseim menschlichen Körper positiv: Beispiels-weise als besonders helles Licht, das dieWachphasen fördert, oder als dynamisches,dem Tageslichtverlauf angepasstes Licht,das mit unterschiedlichen Beleuchtungsstär-ken und wechselnden Lichtfarben dieWach- und Schlafphasen des Patienten un-terstützt.

Eine circadiane Beleuchtung eignet sichnicht nur für Zimmer der Normalpflege. DaLicht auch unterbewusst wahrgenommenwird, fördert sie zugleich die Genesungfrisch operierter und schwer kranker Pa-tienten auf Intensivstationen.

Lichtfarbe und BeleuchtungsstärkeAm Morgen wirkt kühlweißes Licht mithohen Beleuchtungsstärken bis zu 1.600Lux aktivierend. Großflächige Wand- oderDeckenleuchten sorgen dafür, dass dasLicht aus dem oberen Halbraum auf dieAugen trifft. So erreicht es die Fotorezepto-ren im unteren Bereich der Netzhaut, diefür die aktivierenden Blauanteile im Lichtbesonders sensibel sind. Zum Abend hinstimmen warme Lichtfarben unter 3.300Kelvin und reduzierte Helligkeiten den Or-ganismus auf die Nacht ein.

Dynamisches Licht beruht auf einem intelli-gent vernetzten, auch individuell zu regeln-dem System. Das Klinikpersonal kann fürUntersuchungen oder bei Notfällen abendsund nachts funktionales, blendfreies Lichteinschalten und als nächtliches Orientie-rungslicht etwa indirekte Beleuchtung ent-lang der Wand regeln. Über ein Steue-rungsmodul bedienen Patienten dasLeselicht und ihr persönliches Stimmungs-licht, zum Beispiel farbige LED-Beleuch-tung.

Beruhigendes Licht im WartebereichEine helle, freundliche Atmosphäre in War-tebereichen der Klinik ist die richtige Medi-zin gegen Angst und Beklommenheit. Wei-ches, dem Tagesverlauf angepasstes Lichtberuhigt. Gute Dienste leistet es in Fluren,die auch Treffpunkt für Patienten und An-gehörige sind. Ausreichende Leuchtdichtenmit gleichmäßiger und blendfreier Aus-

leuchtung der Wege erleichtern hier Orien-tierung und sichere Fortbewegung – wich-tig auch in der Nacht.

Sehkomfort für das KlinikpersonalDynamische Lichtlösungen entlasten dasKlinikpersonal. Therapiezeiten und Pflege-bedarf sind geringer, wenn der circadianeRhythmus der Patienten stabil ist. Beleuch-tungssysteme mit voreingestellten Licht-stimmungen unterstützen zudem Motiva-tion und Konzentrationsfähigkeit derMitarbeiter – und die verdiente Erholungs-pause im Schwesternzimmer.

Basis für eine biologisch wirksame Be-leuchtung sind großflächige Lichtdeckenoder Leuchten mit asymmetrischer Licht-verteilung, sogenannte Wallwasher. Siebringen Licht an die Wände, das von dortin den Raum zurückstrahlt. Während inDienstzimmern und Personalräumen einehelle, intensiv biologisch wirksame Be-leuchtung sinnvoll ist, erfordern Behand-lungsräume eine gesunde Mischung ausfunktionalem Licht für Untersuchungen undangenehmer Raumbeleuchtung, die Pa-tienten entspannt.

Mehr Informationen gibt es in Heftlicht.wissen 07 „Gesundheitsfaktor Licht“aus der Schriftenreihe von licht.de.

Licht im Krankenhaus Licht ist für kranke Menschen wie Medizin. Dynamische, dem Tageslichtverlauf angepasste Beleuchtungskonzepteunterstützen den circadianen Rhythmus, das emotionale Empfinden und damit die Regeneration der Patienten.


42

Altersbedingte Krankheitsbilder stellen hoheAnforderungen an die Beleuchtung in Pfle-geheimen. Viele Bewohner sehen schlecht.Die Lebensqualität des Menschen hängtaber entscheidend davon ab, wie gut ersehen kann. Allein durch das Eintrüben derLinse benötigen ältere Menschen zumLesen und Basteln Beleuchtungsstärkenvon 1.500 Lux – gut viermal mehr als einZwanzigjähriger.

Hinzu kommt: 60 bis 80 Prozent der Be-wohner in Seniorenpflegeheimen leiden anunterschiedlichen Formen der Demenz. DieBetroffenen sind oft ruhelos und wandernumher. Ihre Bewegungsabläufe werden un-sicherer, die Sturzgefahr steigt. Schattenauf dem Boden nehmen Demenzkrankeleicht als Hindernisse wahr, die sie verunsi-chern. Oftmals zeigen sie sich auch orien-tierungslos oder haben einen verschobenenSchlaf-Wach-Rhythmus.

Biologisch wirksames Licht hilftMangelnde Aktivität führt zu erhöhterSchläfrigkeit am Tag und zu unruhigenNächten. Diese Situation ist auch für dasPflegepersonal belastend und erforderteinen erhöhten Personaleinsatz.

Viele Anwendungen belegen heute, dassneben ausreichend hellem Licht eine Be-leuchtung mit nicht-visuellen Wirkungen zudeutlich mehr Aktivität und Wohlbefindender Bewohner beiträgt. Dies zeigte ein-

drucksvoll ein über 15 Monate angelegtesForschungsprojekt in Österreich. Dazuwurde ein Wiener Altenpflegeheim für De-menzkranke mit drei verschiedenen Be-leuchtungsszenarien ausgestattet:� Lichtsituation 1 erhöhte die Beleuch-

tungsstärke von 300 Lux (Standardsitua-tion) auf 2.000 Lux.

� Lichtsituation 2 sorgte für eine Erhöhungder Farbtemperatur von 3.000 Kelvin(Standardsituation) auf 6.500 Kelvin imFlur und 8.000 Kelvin im Wohn-/Essbe-reich.

� Lichtsituation 3 veränderte Beleuchtungs-stärke und Lichtfarbe dynamisch im Ta-gesverlauf.

Im Rhythmus: Aktivität und RuheDie Wissenschaftler verglichen die Effekteeiner Standardbeleuchtung mit denen derdrei neuen Lichtsituationen – jeweils übereinen ganzen Tag. Die Ergebnisse überzeu-gen: Bei allen drei Lichtsituationen kommuni-zierten die Bewohner intensiver und beteilig-

Licht im SeniorenheimEine circadian wirksame Beleuchtung verbessert den circadianen Rhythmus von Senioren und Demenzkrankennachhaltig, aktiviert am Tag und fördert den Schlaf in der Nacht. Beste Lichtbedingungen erleichtern zugleich demPflegepersonal die Arbeit.

[61] Natürliches Tageslicht und eine circa-dian wirksame künstliche Beleuchtung stabi-lisieren den Schlaf-Wach-Rhythmus ältererMenschen und tragen viel zu mehr Lebens-qualität bei.

[63 + 64] Eine melanopische Beleuchtungist vor allem in zentralen Aufenthaltsberei-chen, Fluren und Pflegeoasen sinnvoll.

Planungsempfehlung

Ältere Menschen und vor allem Demenzkranke halten

sich seltener im Freien auf; der Schlaf-Wach-Rhythmus

ist häufig nur unzureichend synchronisiert. DIN SPEC

67600 empfiehlt, insbesondere in zentralen Aufenthalts-

räumen, große Fensterfronten für natürliches Tageslicht

vorzusehen und eine circadian wirksame Beleuchtung.

Diese ist ebenfalls in Fluren und in Pflegeoasen für bett-

lägerige Patienten sinnvoll.

Morgens und in den Mittagsstunden trägt eine flächige

Beleuchtung mit vertikalen Beleuchtungsstärken von

250 Lux am Auge und eine Lichtfarbe von mindestens

5.000 Kelvin zur Tagesaktivierung bei; abends sollten

eher direkt strahlende Leuchten verwendet werden mit

geringerer Beleuchtungsstärke und maximal 3.000 Kel -

vin. In den Nachtstunden sollte die Beleuchtung auf das

zur Orientierung notwendige und normgerechte Maß

reduziert werden.61

43

ten sich häufiger an hauswirtschaftlichen Tä-tigkeiten. Auch sozial waren sie aktiver. Vorallem hohe Beleuchtungsstärken animiertendie Senioren zum Basteln und Singen. Aufden hell ausgeleuchteten Fluren hielten sichdie älteren Menschen ebenfalls gerne aufund fühlten sich sicherer als zuvor.

Die verstärkte Aktivität am Tag sowie dasrichtige Licht am Abend – reduzierte Be-leuchtungsstärken und warmweißes Licht –sorgen dafür, dass die Bewohner nachtsbesser schlafen. Das Schlafverhalten unddie Tiefschlafphasen werden durch eine cir-cadiane Beleuchtung nachhaltig unter-stützt. Damit kann insbesondere auch De-menzkranken, die oft an einer totalenTag-Nacht-Umkehr leiden, auf natürlicheWeise geholfen werden.

Menschenwürdige Pflege und Licht In spätestens 30 Jahren wird sich die Zahlder Pflegebedürftigen verdoppelt haben.Der demografische Wandel ist bei der Pla-nung von Seniorenheimen schon heute zuberücksichtigen. Die Nutzung von mög-lichst viel natürlichem Tageslicht und einebiologisch wirksame Beleuchtung könnenviel dazu beitragen, die Lebensqualität fürältere Menschen lange zu erhalten. Zu-gleich werden weniger Schlafmittel benötigtund das Pflegepersonal wird entlastet.

6463

Erholsamer Schlaf

Eine circadian wirksame Beleuchtung unterstützt einen regelmäßigen Schlaf-Wach-Rhythmus in Senioren- und Pfle-

geheimen. Dies bestätigte auch ein Projekt in einem Seniorenheim in Hüfingen. Industrie und Forschung untersuchten

dort in einer wissenschaftlichen Evaluation von August 2007 bis März 2009 das Schlafverhalten der Bewohner – mit

und ohne circadian wirksamer Beleuchtung (Lichtszenarien jeweils mind. 13 Nächte lang; 36 Beobachtungen pro

Nacht). Zunächst wurde die Schlafqualität im Altbau mit herkömmlicher Beleuchtung beobachtet. Im Anschluss daran

zogen die Bewohner in einen Neubau um, der mit melanopisch wirksamer Beleuchtung ausgestattet ist.

Die Untersuchungen zeigten, dass sich die Schlafqualität der Bewohner unter dem Einfluss von circadianem Licht

bereits nach acht Wochen verbesserte. Nach etwa einem Jahr berichteten die Pflegekräfte, dass 75 Prozent der

Nächte deutlich ruhiger seien. Zudem seien die vorwiegend demenzkranken Bewohner ausgeglichener und positiver

gestimmt als zuvor. Auch die Pflegekräfte empfanden die melanopisch wirksame Beleuchtung als wohltuend. Nächt-

liche Unruhe der Bewohner war vor allem im Altbau (T1) sowie in Zeiten ohne biologisch wirksames Licht (T3b und

T4a) zu beobachten, während mit zunehmender Dauer einer tageszeitlich angepassten Beleuchtung (T3a und T4b)

die Bewohner nachts deutlich ruhiger schliefen.

© licht.de

Circadiane Beleuchtungsanlage und Schlafverhalten2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

0

Un

ruh

e p

ro N

ach

t u

nd

Pers

on

T1 Altbau T2 Neubau T3a Neubau T3b Neubau T4a Neubau T4b Neubau

Quelle: DeSSorientiert Ausgabe 1/10, Demenz Support Stuttgart, 2010

T1: normale GrundbeleuchtungT2: nach 8 Wochen circadianer BeleuchtungT3a: nach 12 Monaten circadianer BeleuchtungT3b: nur Grundbeleuchtung

T4a: nach 6 Wochen GrundbeleuchtungT4b: circadianes Licht nach 8 Wochen

Grundbeleuchtung

62

69


44

66

65

67 68

45

[65] Tageslichtweißes Licht mit hohen Beleuchtungsstärken bringt den Körper mor-gens im Badezimmer in Schwung.

[66 – 68] Das richtige Licht zur richtigenZeit: tagsüber belebend, abends entspan-nend.

[69] Lichtwecker simulieren den Sonnen-aufgang: Der Mensch erwacht auf natürlicheWeise und fühlt sich frisch.

Wir alle brauchen Licht, um wach zu wer-den und uns fit zu fühlen. Die richtige Be-leuchtung hilft, die Schlafqualität und dasWohlbefinden zu verbessern – und vorallem in der dunklen Jahreszeit dem weitverbreiteten Winterblues zu trotzen. Daszeigt das Ergebnis einer Studie der Bergi-schen Universität Wuppertal in einem Well-ness-Hotel, an der 80 Probanden teilnah-men. Die Studie lässt auch Rückschlüssefür die private Beleuchtung zu.

Aktiver und ausgeruhterWährend die eine Hälfte der Teilnehmerzwei Tage lang einer normalen, hoteltypi-schen Beleuchtung ausgesetzt war, ver-brachte die andere Hälfte den zweitägigenAufenthalt unter Lichtbedingungen, die dem

Helligkeits- und Farbverlauf der natürlichenSonneneinstrahlung folgen. Tagsüber ge-nossen sie kühlweißes Licht mit hohenBlauanteilen und hohen Beleuchtungsstär-ken, abends warmweißes, gedämpftesLicht mit mehr Rotanteilen. Das Ergebnis: � Die Teilnehmer schliefen besser ein,� wachten nachts seltener auf� und waren tagsüber wacher und aktiver.

Aktivierendes Licht am MorgenDie positiven Lichteffekte lassen sich auchzu Hause nutzen – und sind besonders inden Wintermonaten und bei der Zeitumstel-lung sinnvoll. Wer nicht viel Zeit im Freienverbringen kann, sollte tagsüber auf ausrei-chendes Tageslicht oder künstliches Lichtmit kühler Farbtemperatur (Lichtquellen mitWerten über 5.300 Kelvin oder entspre-chende LED-Lampen) achten.

Versuche im Schlaflabor der Psychiatri-schen Universitätsklinik an der BerlinerCharité haben bestätigt, dass schon beiVerwendung herkömmlicher Lampen mittageslicht- oder kühlweißem Licht die Me-latoninausschüttung innerhalb von zehnMinuten deutlich zurückgeht – das Schlaf-signal bleibt aus. Aktivierendes Licht amMorgen, zum Beispiel als großflächige All-gemeinbeleuchtung im Badezimmer oderin der Küche beim Frühstück, bringt denKörper in Schwung.

Lichttherapie Viele Menschen leiden in der dunklen Jahreszeit unter Lichtmangel. Sie sindmüde und antriebslos, haben Stimmungs-schwankungen, die sich bis zu einer saiso-nal abhängigen Depression (SAD) entwi-ckeln können. SAD kann mit speziellenLichttherapiegeräten auch zu Hause gutbehandelt werden. Sie geben großflächigkühlweißes Licht im kurzwelligen blauenBereich ab. Qualitätsgeräte liefern verläss-lich Farbtemperaturen von etwa 6.500 bis 10.000 Kelvin. Das entspricht dem Tageslicht.

Lichtwecker für einen guten StartBiologisch wirksames Licht bieten auchspezielle Lichtwecker. 30 Minuten vor dereingestellten Weckzeit erhöhen sie nachund nach die Beleuchtungsstärke und si-mulieren einen Sonnenaufgang. So erwachtder Mensch auf natürliche Weise, fühlt sichfrisch und ausgeschlafen.

Bei SAD-Patienten hat sich damit die mor-gendliche Stimmung vergleichbar zum Ef-fekt einer medikamentösen Behandlungverbessert. Der Cortisol-Spiegel der An-wender ist deutlich höher als ohne Licht-wecker. Anwender starten energiegeladenin den Tag – und stehen durchschnittlichschon nach neun Minuten auf. Ohne denLichtwecker dauert das bis zu 25 Minuten.

Entspannendes Licht am AbendAm Abend sollte der Körper dagegen auf die Nachtruhe eingestellt werden. Spä-testens zwei Stunden vor dem Zubett-gehen ist deshalb warmweißes Licht mitgeringen Blauanteilen richtig, um die Mela-tonin-Produktion zu fördern. Dafür eignensich Halogenlampen und entsprechendewarmweiße LEDs.

Außerdem sollten in den Abendstundeneher spotartige, direkt- und nicht großflä-chig strahlende Leuchten angeschaltetsein. Dies gilt auch für das Leselicht amBett. Wer abends gerne lange vor demComputer sitzt, sollte seinen Bildschirmprüfen: Moderne LED-Bildschirme haben in der Regel hohe Blauanteile, die aktivie-rend wirken. Besser ist es deshalb, den PC zwei Stunden vor dem Zubettgehenauszuschalten oder den Bildschirm ent-sprechend einzustellen.

Viele LED-Leuchten und -Lampen bietenheute unterschiedliche Weißlicht-Nuancenund auch farbiges Licht. Ausgestattet miteiner digitalen Steuerung, kann die Be-leuchtung so auch zu Hause für das rich-tige Licht zur richtigen Zeit sorgen.

Licht für zu HauseDynamische Beleuchtung kann auch im privaten Wohnbereich viel zum Wohlbefinden beitragen. Als Komplett-lösung sind Anwendungen mit circadian wirksamer Beleuchtung derzeit noch eher selten. Mit der richtigen Auswahlan Leuchten und Lampen lassen sich aber auch zu Hause die richtigen Weichen stellen.


46

78

7271Wellenlänge (nm)

rel.

Inte

nsitä

tWellenlänge (nm)

rel.

Inte

nsitä

t

Wellenlänge (nm)

76

70

Ein wichtiges Kriterium bei der Planung bio-logisch wirksamer Beleuchtung ist dieLichtfarbe. Sie wird als ähnlichste Farbtem-peratur in der Einheit Kelvin (K) angegebenund charakterisiert das farbliche Aussehendes Lichts einer Lichtquelle. Die Lichtfarbedes Himmels variiert überwiegend zwischen6.000 und 10.000 Kelvin.

Besonders stark reagieren die melanopsin-haltigen Fotorezeptoren im menschlichenAuge auf blaues Licht. Der Bereich höchs-ter Empfindlichkeit liegt bei einer Wellen-länge von 480 Nanometer. Lichttechnikersprechen hier auch vom Aktionsspektrum:Es kennzeichnet eine spektrale Bandbreite,die eine bestimmte Wirkung im menschli-chen Körper auslöst. Durch den Einsatz dergeeigneten Lichtfarbe zur richtigen Zeitlässt sich – im Zusammenspiel mit der pas-senden Beleuchtungsstärke – der Rhyth-mus des Menschen gezielt unterstützen.

Metrik für die LichtplanungFür die Bewertung der biologischen Wirk-samkeit von Lichtquellen wird heute dasAktionsspektrum des Melanopsin-Fotore-zeptors für die circadiane Wirkungsfunktionsmel(λ) (siehe Grafik 26, Seite 21) zugrundegelegt. Diese Wirkungsfunktion und diev(λ)-Kurve, die der Hellempfindlichkeit desmenschlichen Auges entspricht, bilden dieBasis für die in DIN SPEC 5031-100 be-schriebenen Metrik zur vergleichenden Be-wertung der Spektren von Lichtquellen.

Eine Bewertungsgröße heißt melanopischerWirkungsfaktor amel, v. Dieser Wirkungsfaktorbeschreibt das Verhältnis der Strahlungs-leistungen einer Lichtquelle für biologischeund visuelle Wirkungen. Da der melanopi-sche Wirkungsfaktor wenig anschaulich ist,wird auch eine „melanopisch bewertete licht-technische Größe“, z. B. der Lichtstrom, bestimmt. Diese Größe bezieht sich auf das

Tageslicht (D65) als Referenz und ist so de-finiert, dass beim standardisierten Tages-lichtspektrum D65 die visuell (photopisch)bewertete Größe genau gleich der melano-pisch bewerteten Größe ist. Zum Beispielentsprechen 1.000 Lux (lx) Beleuchtungs-stärke mit D65 auch einer melanopischenBeleuchtungstärke von 1.000 lx. Für an-dere Lichtquellen ist in den genannten Bei-spielen der melanopische Lichtstrom ange-geben, der sich bei einem Lichtstrom von1.000 Lumen (photopisch) ergibt. Der Kor-rekturfaktor entspricht dem Quotienten ausdem melanopischen Wirkungsfaktor derLichtquelle und dem melanopischen Wir-kungsfaktor für D65, der 0,906 beträgt. Die melanopische Größe ist somit die demTageslicht entsprechende Größe einer an-deren Lichtquelle.

Lichtplaner ziehen diese Messgrößenheran, um unterschiedliche Lampentypen

Das Spektrum der LichtquellenBei der Planung einer biologisch wirksamen Beleuchtung in Innenräumen spielt das Spektrum der eingesetztenLeuchtmittel eine wichtige Rolle. Eine Metrik macht die melanopische Wirkung von Lichtquellen vergleichbar.

77

Hinweis: Die Angabe der Spektralbereiche erfolgt in relativen Werten

rel.

Inte

nsitä

t

Wellenlänge (nm)

rel.

Inte

nsitä

t

Wellenlänge (nm)

rel.

Inte

nsitä

t

Wellenlänge (nm)re

l. In

tens

ität

47

75

8079

73

81

Wellenlänge (nm)

rel.

Inte

nsitä

t

74

intelligent zu kombinieren und so zu steu-ern, dass sie ein biologisch wirksames Be-leuchtungskonzept ergeben, das sich mitwechselnden Beleuchtungsstärken undLichtfarben am dynamischen Verlauf desTageslichts orientiert.

Auswahl der LichtquellenFür eine aktivierende Beleuchtung, wie sievor allem morgens gewünscht ist, eignensich die blauen, kurzwelligen Anteile kühl-weißen Lichts mit einer Farbtemperatur ab6.000 Kelvin, besser noch darüber. Licht-quellen mit diesem Spektrum können die in-nere Uhr des Menschen stabilisieren, wirkenanregend und können die Konzentrationsteigern. Abends sollten wärmere Lichtfar-ben unter 3.300 Kelvin mit keinen oder nurgeringen Blauanteilen den Körper auf dieNacht einstimmen. Sie gewährleisten dieungehinderte Produktion von Melatonin, sodass der Mensch besser schlafen kann.

[70] Das Spektrum der Flamme einer Kerze ist kontinuierlich mit hohen Rotanteilenund sehr viel Infrarot-Wärmestrahlung (amel, v = 0,26; melanopische Beleuchtungs-stärke bei 1.000 lx photopisch: 288 lx)

[71] Spektrum einer Halogenlampe: konti-nuierliches Spektrum mit hohem Rotanteil(amel, v = 0,47; melanopische Lumen: 520 lx)

[72] LEDs mit warmweißer Lichtfarbe undhoher Farbwiedergabe geben hohe Rotan-teile, aber kein Infrarot ab (amel, v = 0,46; me-lanopische Beleuchtungsstärke bei 1.000 lxphotopisch: 506 lx)

[73] Lichtfarbe 825 von Leuchtstofflampen:ähnelt im Erscheinungsbild dem Warmtoneiner gedimmten Glühlampe und hat einesehr geringe biologische Wirkung (amel, v = 0,25; melanopische Beleuchtungs-stärke bei 1.000 lx photopisch: 278 lx)

[74] Lichtfarbe 827: glühlampenähnlichesLicht von Leuchtstofflampen mit geringer bio-logischer Wirkung (amel, v = 0,32; melanopi-sche Beleuchtungsstärke bei 1.000 lx photo-pisch: 354 lx)

[75] Lichtfarbe 840 von Leuchtstofflampen:neutralweißes Licht (amel, v = 0,50; melanopi-sche Beleuchtungsstärke bei 1.000 lx photo-pisch: 547 lx)

[76] Tageslicht bietet ein kontinuierlichesSpektrum mit hohen Blauanteilen und hoherbiologischer Wirkung (amel, v = 0,91; melano-pische Beleuchtungsstärke bei 1.000 lx pho-topisch: 1.000 lx)

[77] Lichtfarbe 965 für Lichttherapie: Tageslichtweiß von speziellen Leuchtstofflam-pen mit erhöhtem Blauanteil (amel, v = 0,83;melanopische Beleuchtungsstärke bei 1.000 lx photopisch: 914 lx)

[78] LEDs mit kühler Lichtfarbe habeneinen hohen Blauanteil im biologisch wirksa-men Bereich (amel, v = 0,73; melanopischeBeleuchtungsstärke bei 1.000 lx photopisch:805 lx)

[79] Lichtfarbe 965 optimiert für höchsteFarbwiedergabe: tageslichtweißes Licht vonLeuchtstofflampen (amel, v = 0,96; melanopi-sche Beleuchtungsstärke bei 1.000 lx photo-pisch: 1.058 lx)

[80] Lichtfarbe 880: Tageslichtweiß vonLeuchtstofflampen mit erhöhtem Blauanteil(amel, v = 0,87; melanopische Beleuchtungs-stärke bei 1.000 lx photopisch: 957 lx)

[81] Leuchtstofflampe mit 17.000 KelvinFarbtemperatur: höherer Blauanteil als Ta-geslicht, entsprechend erhöhte biologischeWirkung (amel, v = 1,00; melanopische Be-leuchtungsstärke bei 1.000 lx photopisch:1.108 lx)

Wellenlänge (nm)

rel.

Inte

nsitä

t

Wellenlänge (nm)

rel.

Inte

nsitä

t

Wellenlänge (nm)

rel.

Inte

nsitä

t

Wellenlänge (nm)

rel.

Inte

nsitä

t

Wellenlänge (nm)

rel.

Inte

nsitä

t

Licht ist heute nicht mehr nur Beleuchtungfür gutes Sehen, sondern es ist mittlerweilewissenschaftlich gut belegt, dass Licht ehereinen Teil unserer Ernährung darstellt. Lichthat, wie die tägliche Nahrung, ähnlich posi-tive wie negative Aspekte – von der Winter-depression bei zu wenig Sonnenlicht bis zuHautkrebserkrankungen bei zu viel Sonnen-licht. Künstliches Licht zur richtigen Zeit mitrichtigem Spektrum kann zu wenig vorhan-denes natürliches Licht effektiv ausgleichen.

Allerdings ist ein regelmäßiger, nicht unter-brochener Tag-Nacht-Rhythmus – oderbesser der Licht-Dunkel-Rhythmus – einentscheidender Faktor für unser Wohlbefin-den und für den Erhalt der Gesundheit. Fal-

sches Licht zur falschen Zeit führt erwiese-nermaßen zur Störung der hormonellenRhythmen des Menschen. Langjährig aus-geübte Schichtarbeit mit regelmäßiger Un-terbrechung des natürlichen Tag-Nacht-Rhythmus ist von der WHO sogar alsvermutlich krebserregend eingestuft wor-den.

Neue Impulse für die GesundheitspräventionSo werden sich in der Zukunft anpassendeoder adaptive Lichtsysteme immer mehrals wesentlich für die Gesunderhaltung desMenschen herausstellen. Von der stim-mungsaufhellenden Lichtdusche am Mor-gen bis zum schlaferhaltenden Leselicht


48

Ausblick: Wissen weitergeben und weiter forschenDie Erkenntnisse der Forschung zur Bedeutung der nicht-visuellen Effekte von Licht auf den Menschen haben inden vergangenen Jahrzehnten eine enorme Steigerung erfahren. Die wesentlichen Wirkprinzipien sind gut bestätigt,und markttaugliche Konzepte für adaptive Lichtsysteme sind vorhanden. Nun ist es notwendig, die Erkenntnisse indie berufliche Bildung und in den Markt zu bringen.

82

am Abend im privaten Bereich oder derbiodynamischen Arbeitsplatzbeleuchtungfür 24-Stunden-Kunstlichtarbeitsplätze alsTeil des betrieblichen Gesundheitsmanage-ments: Moderne Lichtanlagen werdenneue Impulse für die Gesundheitspräven-tion geben.

Wie auch bei der Ernährung gibt es indivi-duell unterschiedliche Anforderungen an dieMenge und Zeit der Einnahme. ZukünftigeLichtsysteme werden individualisierbar,aber auch massentauglich sein (mass cus-tomisation) und die individualisierte Licht -dosis entsprechend den Bedürfnissen desNutzers abgeben. Nichtstörende ambienteund körpernahe Sensorik kann dabei hel-fen.

„Assistive Technologie“Aus der dynamischen Beleuchtung wird„Assistive Technologie“, die zur Gesunder-haltung des Menschen eingesetzt werdenkann. Möglich wird das vor allem auch mitenergiesparender LED-Technik, die einesinnvolle Verknüpfung mit der Einsparungvon CO2 bietet. Reines Energieeffizienzden-ken ist allerdings nicht angebracht. Die Nut-

zung der nicht-visuellen Wirkungen vonLicht, die bisher nicht beachtet wurden,gibt es nicht zum Nulltarif. Hier gilt es, zwi-schen den Bedürfnissen des Menschenund der Einsparung von Energie sinnvollabzuwägen.

Um den Markt voranzubringen und diewichtigen empirischen Erkenntnisse ausunterschiedlichen Anwendungsfeldern zu erhalten, ist es nun wichtig, die Breiten-ausbildung intensiv auszubauen. Aber nicht nur Lichtplaner, Architekten, Energie-berater und Elektrohandwerker sollten alsFachleute zur Planung dieser Lichtanlagenweitergebildet werden. Es ist auch eine ge-sellschaftliche Aufgabe, in Schulen und Be-trieben über die neuen Erkenntnisse derWirkung von Licht auf die Hormone, aberauch über „Lichthygiene“ – das heißt demnotwendigen Nichtvorhandensein von Licht– aufzuklären.

Prof. Dr. med. Dipl.-Ing. Herbert PlischkeHochschule MünchenFakultät für angewandte Naturwissenschaften und Mechatronik

49

[82] Über den Dächern von Wien: Auch dieForschung beweist Weitsicht. Wo immer sichMenschen in geschlossenen Räumen auf-halten, sollen sie in dem, was sie tun, künftigdurch Licht unterstützt werden.

Ähnlichste Farbtemperatur – Die Licht-farbe einer Lampe wird durch die ähnlichsteFarbtemperatur in Kelvin (K) beschrieben.Niedrige Farbtemperaturen (z. B. 2.700 K)beschreiben warme, gelb-rot-weiß erschei-nende Lichtfarben, wie Kerzen, Halogen-glühlampen und andere Temperaturstrahlersowie warmweiße LEDs. Hohe Farbtempera-turen beschreiben kalte, also mehr weiß-blaue Lichtfarben, wie das Tageslicht mitetwa 6.500 K (bedeckter Himmel).

Aktionsspektrum – Spektrale Empfindlich-keit für eine durch Licht ausgelöste Wirkung.Das Maximum des Aktionsspektrums desdritten Rezeptors (→ Dritter Rezeptor) liegtbei etwa 480 Nanometer, also im blauen Bereich des für den Menschen sichtbarenSpektrums.

Adrenalin – Hormon mit anregender Wir-kung zum Beispiel auf Herz, Kreislauf oderAtmung. Produziert wird es im Kern der Nebenniere.

Alzheimer – Diese Krankheit ist die häu-figste Form der Demenzerkrankung. Sie gehtmit einer fortschreitenden Abnahme des Gehirnvolumens einher.

Beleuchtungsstärke – Die Beleuchtungs-stärke (Kurzzeichen: E, Maßeinheit: Lux) defi-niert, wie viel Licht – lichttechnisch genauer:wie viel Lichtstrom (in Lumen) – auf eine be-stimmte Fläche fällt: Sie beträgt ein Lux, wenn der Lichtstrom von einem Lumen einen Qua-dratmeter Fläche gleichmäßig ausleuchtet.

Bemessungsleistung einer Leuchte –Dies ist die Wirkleistung der Leuchte (in Watt),gemessen bei Nennspannung. Dieser Wertwird für die Planung der Energieaufnahme derLeuchte verwendet und umfasst die Leis-tungsaufnahme aller in der Leuchte einge-bauten und für deren Betrieb erforderlichenKomponenten (einschließlich Betriebsgerät).

Bemessungslichtstrom einer Leuchte –Der Bemessungslichtstrom (in Lumen) bezeichnet die gesamte Lichtleistung einerLeuchte, die im sichtbaren Bereich in alleRichtungen abgestrahlt wird. Der Bemes-

sungslichtstrom einer Leuchte ist der angege-bene Neuwert des Lichtstroms, der von denHalbleiterlichtquellen in der Leuchte unter fest-gelegten Betriebsbedingungen emittiert wird.

Biologische Dunkelheit – Zustand, der be-schreibt, dass der biologische Rhythmus desMenschen im modernen Alltag trotz normge-rechter Beleuchtung nicht ausreichend durchbiologisch wirksames Licht unterstützt wird.

Biorhythmus – Unspezifischer Begriff füreinen natürlichen Rhythmus biologischer Zyklen bei Organismen.

Chronobiologie – Lehre von zeitlichen Zusammenhängen biologischer Prozesse.

Chronotyp – Die innere Uhr definiert denChronotypus. Die beiden Extreme sind derFrühaufsteher (Lerche) und der Langschläfer(Eule) mit allen Abstufungen dazwischen. Der Chronotypus wird zusätzlich durch Ge-schlecht und Alter beeinflusst.

Circadianer Rhythmus – BiologischerRhythmus mit einer Periode von etwa 24Stunden (Lateinisch: circa = ungefähr, dies =Tag), wie zum Beispiel der Schlaf-Wach-Rhythmus des Menschen. Licht ist der wich-tigste Zeitgeber (→ Zeitgeber) für den cir-cadianen Rhythmus.

Cortisol (Hydrocortison) – Hormon mit an-regender Wirkung auf verschiedene Körper-funktionen („Stresshormon“).

Demenz – Krankhafte Form des Nachlas-sens geistiger Fähigkeit, zumeist bei älterenMenschen.

Depression – Krankhaft gedrückte Stim-mung, die der Therapie bedarf.

Dritter Rezeptor – Melanopsinhaltige Sin-neszellen (Ganglienzellen), die im blauenSpektralbereich sensibel sind und Hellig-keitsinformationen an den SCN (Suprachias-matischer Nucleus) und die Zirbeldrüse imZentralnervensystem übermitteln.

Epiphyse – Hormonproduzierende Drüsezwischen dem Groß- und Kleinhirn (→ Zirbel-drüse). Sie erzeugt das „Schlafhormon“ Melatonin, das sie bei Dunkelheit ins Blutausschüttet.

Farbwiedergabe(-Index) – Er kennzeich-net, wie gut Farben im Licht einer Lampewiedergegeben werden. Der allgemeineFarbwiedergabe-Index (Ra) ist von acht häu-fig vorkommenden Testfarben abgeleitet. Ra = 100 steht für den höchsten Wert. Fürdie meisten Anwendungen in Räumen sollteder Ra ≥ 80 sein.

Ganglienzellen – Nervenzellen in einemGanglion (Nervenzellknoten), die visuelle Infor-mationen der Netzhaut über den Sehnerv ins Gehirn weiterleiten. Zwei bis drei Prozentder Ganglienzellen sind selbst lichtempfind-lich. Sie enthalten das Pigment Melanopsinund lösen biologische Reaktionen im Körperaus.

Gesichtsfeld – Bereich der Umwelt, der vorden Augen liegt und ohne Augenbewegungauf der Netzhaut abgebildet werden kann.

Hypophyse (Hirnanhangdrüse) – Sie re-guliert den Hormonhaushalt des Körpers,indem sie selbst Hormone produziert oderdurch Botenstoffe andere Organe dazu ver-anlasst.

Hypothalamus – Das wohl wichtigste Steu-erzentrum des vegetativen Nervensystemssitzt im Zwischenhirn und regelt über densuprachiasmatischen Nucleus (SCN) auchdie circadiane Rhythmik des Menschen.

Infradianer Rhythmus – Rhythmus miteiner Spanne von mehr als 24 Stunden.

Innere Uhr – Auch Master Clock genannt,synchronisiert die innere Uhr den Körper mitdem äußeren Tag. Sie liegt im suprachias-matischen Nucleus. Licht ist somit der wich-tigste Zeitgeber für die innere Uhr. Sie taktetüber Hormone und Botenstoffe die vielenkleinen Uhren in Körperzellen, die keine direkte Verbindung zur Umwelt haben.

Intrinsisch – Im Inneren des Organismusentstanden, nicht durch Umgebungsfaktorenverursacht.

ipRGC (intrinsisch lichtempfindliche Ganglienzellen) → siehe Ganglienzellen

LEDs (Licht emittierende Dioden) – Elektronische Halbleiter, die unter SpannungLicht in den Farben Rot, Grün, Gelb oder


50

Glossar

Blau abgeben. Mit Hilfe einer zusätzlichenLeuchtschicht kann etwa mit blauen LEDsweißes Licht erzeugt werden.

Leuchtdichte – Die Leuchtdichte (Kurz-zeichen: L) ist das Maß für den Helligkeits-eindruck, den das Auge von einer leuchten-den oder beleuchteten Fläche hat. Gemes-sen wird die Leuchtdichte in Lichtstärke proFlächeneinheit (cd/m2).

Leuchten-Lichtausbeute – Der Quotientaus dem von einer Leuchte abgegebenenLichtstrom in Lumen (lm) und der zuvor auf-genommenen Leistung in Watt (W) ist einMaß für die Wirtschaftlichkeit einer Leuchte.Je höher das Verhältnis Lumen/Watt ist,desto besser setzt eine Leuchte die einge-brachte Energie in Licht um.

Lichtfarbe – Die Lichtfarbe beschreibt das farbliche Aussehen des Lichts einerLampe und wird durch die Farbtemperatur in Kelvin (K) charakterisiert: Trotz gleicherLichtfarbe können Lampen aufgrund derspektralen Zusammensetzung ihres Lichtseine sehr unterschiedliche Farbwiedergabehaben.

Lichttherapie – Bestrahlung von Patientenmit biologisch wirksamem Licht (auch ultra-violettem oder infrarotem) zur Behandlungvon Krankheiten. Das Licht wird vor allembei Hautkrankheiten oder Depressionen ein-gesetzt.

Lichtrezeptor – Lichtempfindliche Sinnes-zellen, die auf sie treffende Lichtquanten(Photonen) als elektrische Signale ins Ner-vensystem weiterleiten. In der Netzhaut desmenschlichen Auges sind dies Zapfen, Stäb-chen und melanopsinhaltige Ganglienzellen.Zapfen sind für das farbige Sehen verant-wortlich. Stäbchen ermöglichen das Sehenbei geringen Beleuchtungsstärken, denn siesind lichtempfindlicher als Zapfen. Die mela-nopsinhaltigen Ganglienzellen sind keineSehzellen. Sie übermitteln Helligkeitsinforma-tionen an das Zentralnervensystem undsteuern damit die innere Uhr.

Lichtstrom – Der Lichtstrom (Kurzzeichen:�), Maßeinheit: Lumen (lm), ist die Lichtleis-tung einer Lampe. Er beschreibt die von derLichtquelle in alle Richtungen abgegebeneStrahlungsleistung im sichtbaren Bereich.

ausgeprägte Verstimmung meist bei Licht-mangel während der Wintermonate, dielichttherapeutisch behandelt werden kann.Im Frühjahr klingen die Symptome automa-tisch ab.

Sehnerv – Nervenverbindung, über dieStäbchen und Zapfen visuelle Informationenvon der Netzhaut ins Gehirn weiterleiten.

Serotonin – Botenstoff, der Signale zwi-schen Nervenzellen überträgt und stim-mungsaufhellend wirkt. Seine Produktionwird durch Tageslicht angeregt. Nachts wan-delt die Epiphyse das Serotonin bioche-misch in Melatonin um.

Skotopisches Sehen – Nachtsehen (mitden Stäbchen im Auge) bei Leuchtdichtenunter 1 cd/m2.

SCN (Suprachiasmatischer Nucleus) –Ansammlung einiger tausend Nervenzellen,deren Rhythmen durch das Tageslicht täg-lich synchronisiert werden. Er liegt oberhalb(supra) der Kreuzung der Sehnerven (Chi-asma opticum) und gilt als Schaltzentrale derinneren Uhr (Master Clock), die die biologi-schen Prozesse im Körper zeitlich koordi-niert.

Social Jetlag – Der Unterschied zwischenäußeren (sozialen) Zeitgebern und der inne-ren Uhr. Dieser Unterschied führt langfristigzu Schlafmangel mit all seinen negativen Folgen.

Stäbchen→ siehe Lichtrezeptor

Ultradianer Rhythmus – Rhythmus miteiner Spanne von weniger als 24 Stunden,zum Beispiel Schlafphasen.

Zapfen→ siehe Lichtrezeptor

Zeitgeber – Zeitgeber sind Einflussgrößen,die sich auf die innere Uhr auswirken. Wich-tigster Zeitgeber ist Licht, das über den drit-ten Rezeptor im Auge den Suprachiasmati-schen Nucleus (SCN) beeinflusst. Der SCNwiederum taktet als Master Clock die circa-dianen Rhythmen einzelner Zellen und koor-diniert ihre Funktionen. Daneben gibt esauch soziale Zeitgeber wie Arbeitszeiten.

Zirbeldrüse→ siehe Epiphyse

51

Lichtstärke – Die Lichtstärke (Kurzzeichen:�) ist der Teil des Lichtstroms, der in eine be-stimmte Richtung strahlt. Sie wird in Candela(cd) gemessen.

Melanopsin – Lichtempfindlicher Farbstoffin den retinalen Ganglienzellen. Sein Wir-kungsspektrum dient der Beschreibungnicht-visueller Effekte des Lichts über dasAuge. Seine maximale Empfindlichkeit liegtbei etwa 480 Nanometer – also im blauenSpektralbereich.

Melanopischer Wirkungsfaktor – ist ein Maß für die circadiane Wirkung einerLichtquelle (Formel ist beschrieben in derDIN SPEC 5031-100:2014).

Melatonin – Hormon, das dem menschli-chen Körper „Nachtruhe“ signalisiert und ihn ermüden lässt. Auch als „Schlafhormon“bezeichnet, wird es in der Epiphyse aus Serotonin gewonnen und in der Nacht frei-gesetzt. Es kann durch Licht in der Nachtgehemmt werden.

Monochromatisches Licht – Licht nureiner Wellenlänge, das beim Menscheneinen Farbeindruck erzeugt

Netzhaut – Zellschicht in der hinteren Au-genwand; auf ihr sitzen die Sehzellen (Zap-fen und Stäbchen), die den Lichtreiz zu visu-ellen Nervenimpulsen verarbeiten. DieseImpulse wiederum werden über die Gan-glienzellen ins Gehirn weitergeleitet. Auch diemelanopsinhaltigen Ganglienzellen (dritterRezeptor) sitzen in der Netzhaut. Sie gebenihre Impulse aber nicht als visuelle Informa-tion über den Sehnerv ins Zwischenhirn wei-ter, sondern als biologische über den retino-hypothalamischen Trakt.

Photopisches Sehen – Tagsehen (vorallem mit den Zapfen im Auge), das mittlereLeuchtdichten ab etwa 3 cd/m2 erfordert.

Retinohypothalamischer Trakt – Nerven-verbindung zwischen der Netzhaut und demSuprachiasmatischen Nucleus (SCN) im Zwi-schenhirn, über den die melanopsinhaltigenGanglienzellen (dritter Rezeptor) Lichtreizeals biologische Informationen weiterleiten.

SAD (Saisonal abhängige Depression) –(engl. seasonal affective disorder) Krankhaft

DIN EN 12464-1 Licht und Beleuchtung –Beleuchtung von Arbeitsstätten, Teil 1: Ar-beitsstätten in Innenräumen

DIN EN 12464-2 Licht und Beleuchtung –Beleuchtung von Arbeitsstätten, Teil 2: Arbeitsplätze im Freien

DIN 5035-7 Beleuchtung mit künstlichemLicht – Teil 7: Beleuchtung von Räumen mitBildschirmarbeitsplätzen

DIN EN 12665 Licht und Beleuchtung –Grundlegende Begriffe und Kriterien für dieFestlegung von Anforderungen an die Be-leuchtung

DIN V 18599 Energetische Bewertung vonGebäuden – Berechnung des Nutz-, End-und Primärenergiebedarfs für Heizung,Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser undBeleuchtung

DIN EN 15193 Energetische Bewertungvon Gebäuden – Energetische Anforderun-gen an die Beleuchtung

DIN SPEC 5031-100 Strahlungsphysik imoptischen Bereich und Lichttechnik – Teil 100: Über das Auge vermittelte, nicht-visuelle Wirkung des Lichts auf den Men-schen – Größen, Formelzeichen und Wir-kungsspektren

DIN SPEC 67600 Biologisch wirksame Beleuchtung – Planungsempfehlungen. Dieses Dokument gibt Planungsempfehlun-gen für Lebensräume, die Arbeitsstättenoder Nichtarbeitsstätten sein können. Ein-geschlossen sind auch Bereiche, in denensich die Nutzungen überlagern oder mi-schen können.

ASR A3.4 Technische Regeln für Arbeits-stätten – Beleuchtung

Barkmann, C., N. Wessolowski, et al.,Applicability and efficacy of variable light inschools. Physiology & Behavior, 2011.105(3): 621-627.

Berson, D.M., F.A. Dunn and M. Takao,Phototransduction by retinal ganglion cellsthat set the circadian clock. Science, 2002.295(5557): p. 1070-3.

Brainard, G.C., et al., Action spectrum formelatonin regulation in humans: evidencefor a novel circadian photoreceptor. J Neu-rosci, 2001. 21(16): p. 6405-12.

Cajochen, C., Alerting effects of light.Sleep Med Rev, 2007. 11(6): p. 453-64.

Cajochen, C., R.D. Biase and M. Imai,Interhemispheric EEG asymmetries duringunilateral bright-light exposure and subse-quent sleep in humans. Am J Physiol RegulIntegr Comp Physiol, 2008. 294(3): p.R1053-60.

Cajochen, C., et al., Evening exposure toblue light stimulates the expression of theclock gene PER2 in humans. Eur J Neu-rosci, 2006. 23(4): p. 1082-6.

Cajochen, C., et al., High sensitivity ofhuman melatonin, alertness, thermoregula-tion, and heart rate to short wavelengthlight. J Clin Endocrinol Metab, 2005. 90(3):p. 1311-6.

Figueiro, M.G., M.S. Rea and J.D. Bul-lough, Circadian effectiveness of two poly-chromatic lights in suppressing humannocturnal melatonin. Neurosci Lett, 2006.406(3): p. 293-7.

Gall, D., Die Messung circadianer Strah-lungsgrößen, Tagungsband Licht und Ge-sundheit, 2004: Berlin. p. 17.

Gall, D. and Bieske, K., Definition andmeasurement of circadian radiometricquantities, in CIE Symposium '04: Light andHealth: non-visual effects. 2004. Universityof Performing Arts, Vienna: CIE.


52

Normen und Literatur

Glickman, G., et al., Inferior retinal light exposure is more effective than superior retinal exposure in suppressing melatonin in humans. J Biol Rhythms, 2003. 18(1): p. 71-9.

Glickman, G., et al., Light therapy for seasonal affective disorder with blue nar-row-band light-emitting diodes (LEDs). Biol Psychiatry, 2006. 59(6): p. 502-7.

Hanifin, J.P. and G.C. Brainard,Photoreception for circadian, neuroendo-crine, and neurobehavioral regulation. J Physiol Anthropol, 2007. 26(2): p. 87-94.

Juslén, Henri und Fassian, Matthias,Beleuchtung, Produktivität und Wohlbe-finden – wissenschaftliche Studien in industrieller Umgebung, Tagungsband zur LICHT 2004 Dortmund (Langfassungauf der CD-Rom unter „Licht und Gesund-heit“).

Leproult, R., et al., Transition from dim to bright light in the morning induces animmediate elevation of cortisol levels. J Clin Endocrinol Metab, 2001. 86(1): p. 151-7.

Lockley, S.W., G.C. Brainard and C.A.Czeisler, High sensitivity of the human cir-cadian melatonin rhythm to resetting byshort wavelength light. J Clin EndocrinolMetab, 2003. 88(9): p. 4502-5.

Lockley, S.W., et al., Short-wavelengthsensitivity for the direct effects of light onalertness, vigilance, and the waking electro-encephalogram in humans. Sleep, 2006.29(2): p. 161-8.

Lucas, R. J., S. N. Peirson, et al.,Measuring and using light in the melanop-sin age. Trends Neurosci, 2014. 37(1): 1-9.

Mills, P.R., S.C. Tomkins and L.J.Schlangen, The effect of high correlatedcolour temperature office lighting on em-ployee wellbeing and work performance. J Circadian Rhythms, 2007. 5: p. 2.

53

Mollenkopf, H. und Heeg S., Gute Praxis:Hüfingen – Therapeutisch wirksames Lichtim Pflegeheim. DeSS orientiert, 2010.1(10): p. 52-57.

Panda, S., et al., Melanopsin (Opn4) requi-rement for normal light-induced circadianphase shifting. Science, 2002. 298(5601):p. 2213-6.

Panda, S., et al., Illumination of the mela-nopsin signaling pathway. Science, 2005.307(5709): p. 600-4.

Piazena, H., Steuerung der Melatoninsup-pression durch Licht – Grundlagen, Charak-terisierung und Risikobewertung, in 2. DINExpertenforum Wirkung des Lichts auf denMenschen, DIN, Editor. 2008, Beuth Verlag:Berlin. p. 23-26.

Pulivarthy, S.R., et al., Reciprocity bet-ween phase shifts and amplitude changesin the mammalian circadian clock. Proc NatlAcad Sci U S A, 2007. 104(51): p. 20356-61.

Riemersma-van der Lek, R.F., et al.,Effect of bright light and melatonin on cog -nitive and noncognitive function in elderlyresidents of group care facilities: a randomi-zed controlled trial. JAMA, 2008. 299(22):p. 2642-55.

Ruger, M., et al., Nasal versus temporal illumination of the human retina: effects oncore body temperature, melatonin, and cir-cadian phase. J Biol Rhythms, 2005. 20(1):p. 60-70.

Schumann, Sabine und Vamberszky,Klaus, Vigilanzsteigerung und Förderungdes emotionalen Wohlbefindens durch dy-namische Lichtführung im Büro, ZumtobelLighting GmbH, Dornbirn, 2007

Staedt, J., Kann Licht die Liegedauer inder Psychiatrie beeinflussen, in 2. DIN Ex-pertenforum Wirkung des Lichts auf denMenschen, DIN, Editor. 2008, Beuth Verlag:Berlin. p. 39-42.

Staedt, J., et al., Einfluss erhöhter Lichtin-tensität auf die Verweildauer von stationärbehandelten depressiven Patienten. Ner-venheilkunde, 2009. 28(4): p. 223-226.

Takasu, N.N., et al., Repeated exposuresto daytime bright light increase nocturnalmelatonin rise and maintain circadian phasein young subjects under fixed sleep sche-dule. Am J Physiol Regul Integr Comp Phy-siol, 2006. 291(6): p. R1799-807.

Thapan, K., J. Arendt and D.J. Skene,An action spectrum for melatonin suppres-sion: evidence for a novel non-rod, non-cone photoreceptor system in humans. JPhysiol, 2001. 535(Pt 1): p. 261-7.

Vandewalle, G., et al., Wavelength-dependent modulation of brain responsesto a working memory task by daytime lightexposure. Cereb Cortex, 2007. 17(12): p. 2788-95.

Vandewalle, G., et al., Brain responses toviolet, blue, and green monochromatic lightexposures in humans: prominent role ofblue light and the brainstem. PLoS ONE,2007. 2(11): p. e1247.

Van Someren, E.J., A randomized clinicaltrial on the effect of long-term whole-daybright light exposure in elderly residents, in2. DIN Expertenforum Wirkung des Lichtsauf den Menschen, 2008. Berlin: Beuth Verlag.

Vetter, C., M. Juda, et al., Blue-enrichedoffice light competes with natural light as azeitgeber. Scand J Work Environ Health,2011. 37(5): 437-45.

Wirz-Justice, A. and J. Staedt, Licht-therapie – nicht nur bei Winterdepression.Schweiz Zeitschr Psychiatrie Neurol, 2008.8(1): p. 25-31.

Zaidi, F.H., et al., Short-wavelength lightsensitivity of circadian, pupillary, and visualawareness in humans lacking an outer re-tina. Curr Biol, 2007. 17(24): p. 2122-8.

83


54

[licht.wissen 02] Besser lernen mitgutem Licht: Heft 02 erklärt auf 56Seiten, wie eine optimale Beleuch-tung Lernende unterstützen kann.Die Broschüre stellt effiziente Lö-sungen für Bildungsstätten vor underläutert lichttechnische Begriffe.

Die Schriftenreihe von licht.de

[licht.wissen 07] Im Gesundheits-wesen muss die Beleuchtung hohen Ansprüchen gerecht werden. Heft07 nennt relevante Vorschriften undzeigt auf 64 Seiten, wie Licht zurGenesung beitragen kann und denSehkomfort am Arbeitsplatz erhöht.

licht.wissen 01 Die Beleuchtung mit künstlichem Licht

60 Seiten Grundlagen: Heft 01 vermittelt allgemein

verständlich und herstellerneutral die Grundlagen

moderner Beleuchtungstechnik. Es ist der Auftakt

zu insgesamt 20 „licht.wissen“-Heften.

€10,–Jedes Heft!

[licht.wissen 14] 60 Seiten Anregun-gen für individuelle Beleuchtungskon-zepte. Die Gliederung des Heftes folgteinem Hausrundgang. Fünf Spezial-Kapitel erklären lichttechnischeGrundbegriffe, „Licht-Tipps“ ergänzendie Anwendungskapitel.

licht.wissen – per Post oder als kostenfreie PDF-Datei (Download) unter www.licht.de/lichtwissen

01 Die Beleuchtung mit künstlichem Licht (2008)02 Besser lernen mit gutem Licht (2012)03 Straßen, Wege und Plätze (2014)04 Licht im Büro, motivierend und effizient (2012)05 Industrie und Handwerk (2009)06 Shopbeleuchtung, attraktiv und effizient (2011)07 Gesundheitsfaktor Licht (2012)

08 Sport und Freizeit (2010)09 Sanierung in Handel, Gewerbe und Verwaltung (2014)10 Notbeleuchtung, Sicherheitsbeleuchtung (2012)11 Gutes Licht für Hotellerie und Gastronomie (2005)12 Beleuchtungsqualität mit Elektronik (2003)13 Arbeitsplätze im Freien (2007)14 Ideen für Gutes Licht zum Wohnen (2009)

15 Gute Beleuchtung rund ums Haus (2009)16 Stadtmarketing mit Licht (2010)17 LED: Das Licht der Zukunft (2010)18 Gutes Licht für Museen, Galerien, Ausstellungen (2006)19 Wirkung des Lichts auf den Menschen (2014)20 Nachhaltige Beleuchtung (2014)

All booklets are available in English as PDFs, free download at www.licht.de/en

[licht.wissen 04] Eine optimale Beleuchtung im Büro fördert dasWohlbefinden und spart Energie-und Wartungskosten. Heft 04 stelltauf 56 Seiten Anwendungen vorund erklärt, welche Normen beach-tet werden müssen.

Alles über Beleuchtung!

Herstellerneutrale Informationenlicht.de informiert über die Vorteile guterBeleuchtung. Die FördergemeinschaftGutes Licht hält zu allen Fragen des künst-lichen Lichts und seiner richtigen Anwen-dung umfangreiches Informationsmaterialbereit. Die Informationen sind herstellerneu-tral und basieren auf den relevanten tech-nischen Regelwerken nach DIN und VDE.

licht.wissenDie Hefte 1 bis 20 der Schriftenreihelicht.wissen geben Informationen zur Licht-anwendung. Diese Themenhefte erläuternanhand vieler Beleuchtungsbeispiele licht-technische Grundlagen und zeigen beispiel-hafte Lösungen. Sie erleichtern damit auchdie Zusammenarbeit mit Fachleuten derLicht- und Elektrotechnik. Alle lichttechni-schen Aussagen sind grundsätzlicher Art.

licht.forumlicht.forum behandelt aktuelle Fragen derLichtanwendung und stellt Beleuchtungs-trends vor. Diese kompakten Fachinforma-tionen erscheinen in loser Folge.

www.licht.deIhr umfangreiches Lichtwissen präsentiertdie Fördergemeinschaft auch im Internetunter www.licht.de. Architekten, Planer, In-stallateure und Endverbraucher finden hierauf rund 5.000 Seiten praxisorientierteTipps, viele Lichtanwendungen und aktuelleInformationen zu Licht und Beleuchtung.Eine Datenbank mit umfangreichen Pro-duktübersichten weist den direkten Wegzum Hersteller.

www.twitter.com/licht_dewww.twitter.com/all_about_light

www.facebook.com/lichtde

Impressum

Herausgeberlicht.de

Fördergemeinschaft Gutes Licht

– eine Brancheninitiative des ZVEI e.V. –

Lyoner Straße 9, 60528 Frankfurt am Main

Tel. 069 6302-353, Fax 069 6302-400

[email protected], www.licht.de

Redaktion und Gestaltung:rfw. kommunikation, Darmstadt

DruckE&B engelhardt und bauer Druck und Verlag,

Karlsruhe

ISBN-Nr. Druckausgabe 978-3-926193-97-1

ISBN-Nr. PDF-Ausgabe 978-3-926193-98-8

März 2014 (03/14/10/19II)

Berücksichtigt wurden die bei Herausgabe gültigen

DIN-Normen und VDE-Vorschriften, wiedergegeben

mit Erlaubnis des DIN, Deutsches Institut für

Normung e.V. Maßgebend für das Anwenden der

DIN-Norm ist deren jeweils aktuellste Fassung,

erhältlich bei der Beuth Verlag GmbH, Burggrafen-

straße 6, 10787 Berlin.

Der komplette oder auszugsweise Nachdruck von

licht.wissen 19 ist nur mit Genehmigung des Heraus-

gebers gestattet.

BildnachweisBildnummern Rückseite

Bilder

Titel: fotolia.com, Sebastian Kaulitzki;

[01] fotolia.com, drubig-photo; [03) fotolia.com,

evgenyatamanenko; [04] photocase.com, danielll;

[05] fotolia.com, 1xpert; [06] picture alliance, dpa;

[09] fotolia.com, miiko; [12] fotolia.com, Jeanne

Hatch; [14] fotolia.com, Lai Leng Yiap;

[19] fotolia.com, Corbis; [83] fotolia.com, forgiss.

Alle anderen Bilder, Visualisierungen und Grafiken

stammen von licht.de-Mitgliedsunternehmen oder

wurden im Auftrag von licht.de angefertigt.

Gedruckt mit mineralölfreien Farben

88 89 9085 86 87

84

Fördergemeinschaft Gutes LichtLyoner Straße 960528 Frankfurt am MainGermanyTel. +49 (0)69 63 02-353Fax +49 (0)69 63 [email protected]

licht.wissen 19Wirkung des Lichts auf den Menschen

Documents

licht.wissen 19 Wirkung des Lichts auf den Menschen