Licht als Taktgeber für alle Lebewesen. Das Wirkungsspektrum der Sonne. Das Dirty Light der LED

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1 Licht aus baubiologischer Sicht Vortrag Bund-RP Dipl. Ing. Joachim Gertenbach Baubiologie und Umweltmesstechnik Hahnerberger Str. 189, Wuppertal Licht als Datenträger Licht als Taktgeber für alle Lebewesen Das Wirkungsspektrum der Sonne Das Dirty Light der LED

2 Sonnenlicht als Taktgeber der Natur Blumenuhr des schwedischen Forschers Carl von Linné ( ) 6:00 morgens: weiße Seerose auf, Johanniskraut noch zu 9:00 Ringelblume geöffnet 12:00 Ringelblume geschlossen 14:00 rote Bibernelle geöffnet 17:30 Nachtkerze geschlossen Bildquelle: Sonnenlicht als Taktgeber der Natur Die circadianen Rhythmen des Menschen Circadian: Tages-Rhythmik ( ca. 24 Stunden) Uhrzeit Effekte Geringste Leistungsfähigkeit 03 Absolutes Leistungstief Sorgen sind am bedrohlichsten Niesreiz ist am häufigsten / größte Leistungsfähigkeit Herzinfarkt-Risiko am größten /Aufmerksamkeit am größten Größte Produktion von Magensäure / Mittagstief Geringstes Schmerzempfinden / höchster Blutdruck Sportliches Leistungshoch Schnellster Alkoholabbau Stärkste Reaktion auf Allergietests

3 Das Licht der Sonne ist in Farbe (Farbtemperatur): in Intensität (Lux / Lumen) : in Empfindung: in Wirkung: immer verschieden blau hell kalt anregend rötlich dämmrig warm wohlfühlig / romantisch Der Himmel an einem Tag 07: K ohne S 10: K mit S 13: K mit S 16: K mit S 21: K ohne S

4 Eigenschaften des Sonnenlichts Das Sonnenlicht auf der Erde ist durch zeitliche + örtliche + spektrale Unterschiede gekennzeichnet: kontinuierliches Lichtspektrum (von UV über sichtbare Anteile bis zu IR-Strahlung und darüber hinaus) jahreszeitliche variierende Intensität und Qualität tageszeitliche variierende Helligkeit (Faktor > 1000) tageszeitliche variierende Farbe höchste Farbwiedergabe (R a = 100) flimmerfrei Das Auge: viel mehr als eine schlechte Kamera Wahrnehmung Wahrnehmung aus dem Erlernten Wahrnehmung durch Strukturierung Vorder- und Hintergrund Wahrnehmung: unbewusster Prozess auf Basis persönlicher Eigenschaften, Erfahrung, Kultur,

5 Das Auge: viel mehr als eine schlechte Kamera Tiefenwirkung durch Schatten und Überlagerung Gedächtnis: eher konzeptgesteuert Auge: eher Daten gesteuert Wahrnehmung: unbewusster Prozess auf Basis persönlicher Eigenschaften, Erfahrung, Kultur, Die Gretchenfrage 100 Hz (DECT) 100 Hz (LED) Pulsung bei -DECT -Handy -Funkmast?? Wirkungen?? Pulsung bei - Energiesparlampe -LED -Monitor

6 Beispiel: Energiesparlampen Auszug: Hinters Licht geführt von W. Maes 9. Mobilfunksymposium 2010 in Mainz Problemfall LED LED reagiert auf alle Netzoberschwingungen: Dirty Power Dirty Light Lampentyp Versorgung 12V= (rt) Lichtsignal (bl) Versorgung 12V 50Hz (rt) Lichtsignal 100Hz( bl) Versorgung 12V 50Hz (rt) Lichtsignal 50Hz (bl) Halogen LED CiIVILLIGHT 7 W (35W)

7 Beispiel: LED s Sie können wählen: Grund- und Oberwellen: 100 Hz 700 Hz Grund- und Oberwellen: 300 Hz 3 khz Grund- und Oberwellen: 40 khz 400 khz LED Green Power 230V 12V LED PWM Dimmer LED bioledex 230V Beispiel: Monitor Grund- und Oberwellen: 0 Hz 3 khz Lichtsignalstruktur: 100%Pulsung Acer Laptop Frequenz: 254Hz

8 Was Sie tun können: BENQ: rät zum Kauf eines flimmerfreien Monitors und Überprüfung mit IPAD IPhone im Video-Modus Der VB rät: Was Sie tun können beste Beleuchtung: Hochvolt-Halogenlampen; Farbwiedergabe: R 15 > 90 Farbtemperatur : Flimmern: Einsatzort beachten: Gestaltung: abends + nachts < 3000K < 2% (manche LED) Ruhe-,Wohn-, Arbeitsplätze, sonstige Schreibarbeiten nahe Fenster

9 Was Sie tun können Der VB rät: LED Bildschirme auf maximale Helligkeit einstellen Zur Überprüfung statt IPHONE Digitalkamera verwenden (Video Modus) Blauanteil: Farbtemperatur erniedrigen oder separat verringern Zum Schluss: Es gibt sie noch; die guten alten Dinge ob als Blühbirne oder in echt

10 Und so sieht es aus, wenn ich Schluss machen muß Danke für Ihre Aufmerksamkeit Einfluss auf den Menschen Haut - Vitamin D - Pigment Auge - circadianer Rhythmus Auge - Helligkeit - Farben Haut / Gewebe - Körpertemperatur!?!?!? UV C-A blau VIS IR A-C

11 Mögliche Folgen von Vitamin D-Mangel Aus Alexander Wunsch: Licht Mensch und Gesundheit Teil 1 Mögliche Folgen hohen Blauanteils DIN V schmalbandiges, kurzwelliges Licht bewirkt: Unterdrückung Melatoninausscheidung Anstieg der Herzrate beeinflusst Thermoregulation Verstärkt Wachheit Verändert EEG Verschiebt Phasen des circadianen Systems

12 Einfluss auf circadianen Rhythmus Entdeckung von Brainard Entdeckung Sensoren speziell für Melatoninsteuerung durch BRAINARD und THAPAN in maximale Empfindlichkeit der Sensoren bei 450 nm. Je mehr blaues Licht auf diesen Rezeptor fällt, desto weniger Melatonin wird vom Organismus produziert. Umgekehrt: blaues Licht ist stressfördernd. Sonnenlicht als Taktgeber Sonnenlicht synchronisiert unseren Bio-Rhythmus Die Uhren des Menschen ticken unterschiedlich

13 Vergleich Lichtspektren 100% UV B UV A MeS VIS IR nm Wie wir sehen Skotopisches Sehen Photopisches Sehen (Nachtsehen; sw) (Tag sehen; Farbe) Stäbchen (120 Mio) Zapfen (6 Mio) Hohe Anzahl Geringere Anzahl als Stäbchen Hohe Empfindlichkeit Dipl. Ing. J. Gertenbach Geringere Dirty Light Empfindlichkeit

14 Rot Farberkennung beim Menschen L-Zapfen (563 nm gelbgrün) Grün M-Zapfen (534 nm smaragdgrün) Blau S-Zapfen (420 nm blauviolett) Auge: mehr als eine schlechte Kamera Tiefensehen durch Blaustich in der Ferne Erkennen aus dem Kontext

15 Der Einstieg ins Stiftung Warentest, eine unabhängige Institution? vom deutschen Bundestag gegründet - 10% Zuwendungen vom Bundesministerium der Justiz und Verbraucherschutz sowie Bundesbildungsministerium Beurteilung der Lichtqualität Beispiel Stiftung Warentest 9/11: Beurteilung Lichtquellen nach Gesichtspunkten, wie: - Lebensdauer - Stromverbrauch - Bruchfestigkeit - Raumluftbelastung - Quecksilberbelastung ++ sehr gut Ø ausreichend 12) Enthält kein Hg

16 Fragwürdiges Einsparpotenzial Sparen - beim kleinstem Anteil 7 Sparen - mit effektivster Beleuchtung 8 (100W) Aufteilung Haushaltsverbrauch in Deutschland in % Raumheizung Kühl-, Gefrierschränke Warmwasseraufbereitung elektronische Geräte Waschmaschinen, Trockner Beleuchtung Sonstiges Lichtqualität und Verbraucherinfos Technische Informationen in Piktogramm- Form hier Tischleuchte mit Energiesparlampe ; Vertrieb ALDI Nord? sind dies verständliche, nützliche und richtige Informationen?

17 2. Abschnitt Farbtemperatur Farbindex spektrale Zusammensetzung Alles strahlt - die Farbtemperatur Thermische Strahler = Planck sche Strahler T Sonne ca C Oberflächentemp. C = K

18 Die Farbtemperatur als Vergleich So wie wir Gemüse, Obst, Bic Mac`s, Fleisch, Fisch, etc. mittels Angabe von Kalorien mit einander vergleichen können, ist das Licht unterschiedlicher Lichtquellen über die Farbtemperatur vergleichbar. Die Farben eines Temperaturstrahlers Die 2700K auf der Verpackung dt. Bezeichnung engl. Bez. Farbtemperatur Beschreibung Wirkung warmweiß (ww) Warm white K Gelbliches Licht Gemütlich neutralweiß (nw) Cool white K Weißes Licht Sachlich Tageslichtweiß (tw) Daylight > 5300K Tageslichtähnliches Licht Technisch Wichtig: Die Farbtemperatur entspricht nicht immer der Kennzeichnung Die Farbtemperatur sagt nichts über die Zusammensetzung des Lichts und die Farbwiedergabe von Objekten aus

19 Ein Blick durchs Prisma Beispiel Entstehung von weißem Licht: 1. Zusammensetzung aus allen Spektralfarben Sonnenlicht Senegal 2. Zusammensetzung aus einzelnengrund-und Mischfarben Energiesparlampe Wie Farben entstehen: additiv Die Grundfarben der additiven Farbmischung Kombination aller 3 Farben ergibt weiß rot grün blau + + +

20 Beispiel LED Beleuchtung Spektrum Kombinationen ermöglichen beliebig viele Farben 3 LED und alle Farben Die Farbe von Oberflächen Abhängig von Absorption und Reflektion Je weißer, desto mehr Reflektion, desto kühler bleibt Oberfläche Je dunkler, desto mehr Absorption, desto wärmer wird Oberfläche Grundfarben werden selbst reflektiert Bei Mischfarben wird die Kombination von Grundfarben reflektiert Farbton ist von spektraler Zusammensetzung abhängig

21 Mogelpackung Farbwiedergabe-Index Zur Bestimmung des Ra Werts werden nur die ersten acht Bunttöne berechnet. Die gesättigten Farben sowie ein Grauton bleiben unberücksichtigt. Mogelpackung Farbwiedergabe-Index R Optimalster Wert = 100 (thermischer Strahler) Ra = (R1+R2+R3+R4+R5+R6+R7+R8) / 8 Trick) (Der 8 Farben

22 Der Farbwiedergabe Index Ra DIN 6169 Optimalster Wert = 100 (thermischer Strahler) Ra Wert Ra : Ra : Ra : Ra : < 60 Licht Qualität Ausgezeichnete Farbwiedergabe gute Farbwiedergabe Mittlere Farbwiedergabe Mangelnde Farbwiedergabe Lichtquelle Tageslicht Glühlampen Halogenlampen Farbwiedergabe index (Internet!) Kompaktleuchtstoff lampen Leuchtstofflampen De Luxe bis ??? LED Beurteilung der Lichtqualität Neben Chemie Physikalisch baubiologischen Kriterien Licht - Intensität (Helligkeit) - Lichtfarbe + Natürlichkeit - Farbwiedergabe (R a ) - spektrale Zusammensetzung - Flimmern Elektrosmog - elektrische Felder - magnetische Felder - Funkwellen - Ultraschall

23 Spektrum von Glüh- u. Halogenlampen Spektrum von Energiesparlampen

24 Spektrum von LED-Lampen Dipl. Ing. Joachim Gertenbach Baubiologie und Umweltmesstechnik

25 Fazit: Das Spektrum von Glüh-oder Halogenlampen ist derzeit durch nichts anderes zu ersetzen.