Einfluss von Helligkeitsverteilungen und Lichtfarben auf den Menschen im Büro

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1 Einfluss von Helligkeitsverteilungen und Lichtfarben auf den Menschen im Büro Laborversuche des Projekts Harmonisches Licht Susanne Fleischer Helmut Krueger Christoph Schierz Einleitung Im folgenden wird ein Teil eines Forschungsprojekts vorgestellt, in welchem untersucht wird, wie moderne Beleuchtungstechnik Arbeitstätigkeiten unterstützen kann und wie individuelle Bedürfnisse zu berücksichtigen sind. Es wurde geprüft, wie sich Lichtsituationen auf den Gemütszustand und die Motivation der Menschen im Büro auswirken. Der Ansatz basiert auf der Erkenntnis, dass für eine hohe Produktivität und eine qualitativ gute Arbeit Licht nicht nur zum Erkennen der Arbeit notwendig ist, sondern auch zum Erhalten der Aufmerksamkeit über den ganzen Arbeitstag. Licht wird also als dynamische Gestaltungskomponente des visuellen Raumklimas eingesetzt. Die gestaltete Lichtumgebung ist im Zusammenhang mit der aktiven Interaktion der Raumbenutzer mit ihrer erlebten Umgebung zu sehen. Ziel ist es, sich verändernde Lichtsituationen zu ermitteln, die die Befindlichkeit und die Motivation erhöhen. In den hier vorgestellten Laborversuchen wurden die Lichtsituationen in Abhängigkeit der Tätigkeit bewertet. Es handelt sich um kurzzeitige Einzelversuche. Die Laborversuche werden ergänzt durch zwei Feldversuche, in denen langfristige Einflussgrössen untersucht werden /1/. Laborversuche Räumlichkeiten und Beleuchtung Für den Laborversuch wurde ein Mock-up- Raum an der ETH Zürich mit heutzutage üblicher Büroeinrichtung (Schreibtisch, PC- Arbeitsplatz) eingerichtet. Als künstliche Beleuchtung diente eine Direkt/ Indirekt- Pendelleuchte. Versuchsdesign Ziel war es, eine geeignete Zuordnung zwischen Tätigkeit und Lichtsituation zu ermitteln. Die Versuchspersonen bewerteten 1 bzw. 12 Lichtsituationen bzgl. Raumeindruck, Ausleuchtung des Arbeitsplatzes und Eignung für verschiedene Tätigkeiten. 216

2 Zusätzlich fand eine emotionale Bewertung mittels bipolarer Ratingskalen statt. Bei der Verwendung dieser Skalen wurde die Versuchsperson darauf hingewiesen, dass das Licht die bewertete Grösse sei und nicht z.b. die Farbgebung im Raum. So liess sich vermeiden, dass die Versuchspersonen unterschiedliche Stimuli bewerten /5/. Der Versuchsablauf bestand aus Einheiten von 5-1min Dauer pro Lichtsituation. Insgesamt wurden 22 Lichtsituationen beurteilt, die sich in der Beleuchtungsstärke, im Lichtschwerpunkt (Verhältnis zwischen Direkt-und ) und in der Lichtfarbe unterschieden (vgl. Tabelle 1). 49 Versuchspersonen nahmen an der ersten und 33 an der zweiten Versuchsreihe teil. Es wurden Beleuchtungsstärken gewählt, wie sie in der Praxis Anwendung finden. Die Versuchspersonen bewerteten die Situationen anhand eines Fragebogens, der folgende Fragekategorien umfasst: Wie geeignet ist diese Lichtsituation für die Tätigkeit? (s. Tabelle 2) Welcher Raumeindruck entsteht durch sie? (13 Fragen) Wie ist die Lichtsituation auf dem Tisch? (vier Fragen) Wie beeinflusst sie den Gemütszustand? (18 Adjektivskalen) Tabelle 1:Übersicht über die bewerteten Lichtsituationen Versuchsreihe Lichtsituation Nr. Beleuchtungsstärke auf der Nutzebene [lx] [%] Lichtfarbe, Lichtfarbe, Direktanteil 1 1/ 6 5/ 3 nw nw 1 2/ 7 5/ 3 75 nw nw 1 3/ 8 5/ 3 5 nw nw 1 4/ 9 5/ 3 25 nw nw 1 5/ 1 5/ 3 nw nw 2 11/ 16 5 tw/ ww ww/ tw 2 12/ tw/ ww ww/ tw 2 13/ tw/ ww ww/ tw 2 14/ tw/ ww ww/ tw 2 15/ 5 tw/ ww ww/ tw 2 21/ ww/ tw ww tw tw Die Angabe des s bezieht sich darauf, wie gross der Anteil an der mittleren Beleuchtungsstärke auf dem Tisch durch die obere Lampe in der Leuchte ist. Tabelle 2 Tätigkeit sart Lesen am Schreibtisch Lesen am Bildschirm Detailerkennung auf Bildschirm Feine Arbeiten am Schreibtisch Erkennen von Konturen Besprechung am Tisch Längeres Telefonieren Konzentriertes Nachdenken 217

3 Auswertung Die Beurteilung der vorgegebenen Lichtsituation wurde mit einer mehrfaktoriellen Varianzanalyse ausgewertet. Es folgen zwei Beispiele für die Beurteilung der Lichtsituationen für die Tätigkeiten. Beispiel 1: Die Frage im Fragebogen lautet: Diese Lichtsituation ist für das Lesen am Schreibtisch...ungeeignet- geeignet. Zur Beurteilung diente eine Textvorlage Arial 1pt auf weissem Papier. Jede Versuchsperson wurde instruiert, sich vorzustellen, für eine längere Zeit diese Tätigkeit unter der Lichtsituation auszuüben. ID.1 E*ID.1 Eignung für Lesen am Schreibtisch Resultat: Am geeignetesten werden die Lichtsituationen mit hohem und hoher Beleuchtungsstärke bewertet. Interessant ist die Interaktion zwischen und Beleuchtungsstärke: Während bei höheren Beleuchtungsstärken ein möglichst grosser bevorzugt wird, ist bei niedrigen Beleuchtungsstärken ein grosser Direktanteil wünschenswert. Bei hohem hat die Beleuchtungsstärke einen grösseren Einfluss auf das Urteil als bei hohem Direktanteil. Beispiel 2: Diese Lichtsituation ist für das Lesen am Computer...ungeeignet-geeignet. Als Muster diente eine Textvorlage Arial 1pt auf dem Bildschirm (schwarze Zeichen auf hellem Hintergrund). geeignet ungeeignet Eignung für Lesen am Computer geeignet ID E*ID.994 ungeeignet Resultat: Je höher die Beleuchtungsstärke ist, desto geringer ist die Akzeptanz dieser Lichtsituation zum Lesen am Computer. Bis 3lx ist nur das Beleuchtungsniveau entscheidend. Je niedriger oberhalb von 3lx der ist, desto 218

4 stärker beeinflusst die Beleuchtungsstärke das Urteil negativ. Höhere Beleuchtungsstärken werden für eine Arbeit am Computer eher bei hohem akzeptiert. Die jeweils im Anschluss an diese Bewertung durchgeführte emotionale Beurteilung der Lichtsituation mittels bipolarer Ratingskalen wurde mit einer Faktoranalyse ausgewertet. Dabei ergaben sich aus den 18 Adjektivpaaren 3 Faktoren, die sich in Übereinstimmung mit dem PAD-Modell befinden. Es bedeuten P: pleasure (Gefallen), A: arousal (Aktivierung), D: dominance (Dominanz). Mit einer Kombination aus diesen drei Grössen liessen sich die wesentlichen Emotionen des Menschen in anderen Untersuchungen charakterisieren /2/, /3/, /4/. Die Auswertung hat gezeigt, dass das auch für den Einfluss des Lichts auf den Menschen gilt. Mit den drei erhaltenen Faktoren wurde ebenfalls eine Varianzanalyse durchgeführt. Faktor Pleasure: In diesen Faktor wurden beispielsweise folgende Adjektive vereint: zufrieden- schwermütig, erfreut-genervt, hoffnungsvoll- verzweifelt, glücklichunglücklich Das Ergebnis für diesen Faktor zeigt dieselben Tendenzen wie die direkten Fragen nach dem Raumeindruck, der Raumwirkung: Immer werden höhere Beleuchtungsstärken und ein grosser als positiv empfunden. Faktor Arousal: Arousal zunehmend abnehmend ID.14 E*ID.961 In diesem Faktor sind u.a. die Skalen ruhig- aufgeregt, träge- rasend, entspannt-stimuliert vertreten. Es zeigt sich, dass eine höheres Beleuchtungsstärkeniveau zu einer höheren Vigilanz führt. Diese Wirkung wird noch durch einen grösseren Direktanteil verstärkt. Eine Erhöhung der Vigilanz kann aber auch allein durch eine Verschiebung des Lichtschwerpunktes hin zu mehr Direktlicht erreicht werden. Faktor Dominance: Wie überlegen sich die Personen in einer Situation fühlen, ist von der Beleuchtungsstärke abhängig: Höhere Beleuchtungsstärken führen zu einer höheren Einschätzung der eigenen Dominanz. 219

5 Schlussfolgerung Mittels dieser detaillierten Betrachtung der veränderbaren Einflussgrössen Lichtschwerpunkt und Beleuchtungsstärke ist es möglich, Lichtszenarien zu entwerfen, die sowohl der Anforderung durch die Tätigkeit als auch dem emotionalen Zustand der Person im Raum gerecht werden. So kann z. B. eine kurzzeitige Erhöhung des Direktanteils zu einer Zunahme der Vigilanz und damit zu einer besseren Arbeitsleistung führen. Dies lässt sich dann auch bei Tätigkeiten verwirklichen, bei denen auf längere Zeit gesehen ein höherer gefordert wird. Wenn es tatsächlich gelingt, durch sich verändernde Lichtsituationen eine Steigerung der Befindlichkeit und der Motivation zu erreichen wie die Auswertung nach dem PAD- Modell vermuten lässt, ergeben sich für ergonomisch sinnvolle Arbeitsplätze neue Planungsansätze: Durch die zeitliche und örtliche Kombination von Direkt- und Indirektbeleuchtung zu Lichtszenarien kann die aktivierende Wirkung der Intensität durch die zeitliche und örtliche Komplexität ersetzt werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit liefern dann die Grundlagen für die Gestaltung der Lichtszenarien. Literatur /1/ FLEISCHER, S., SCHIERZ, CH., KRUEGER, H. (1998): Forschungsvorhaben Harmonisches Licht, Neue Ansätze zur Kombination von Tageslicht und Kunstlicht, Tagungsband Licht `98 P /2/ MEHRABIAN A., RUSSEL J. A. (1974): An Approach to Environmental Psychology. MIT Press, Cambridge, Massachusetts, London. /3/ MEHRABIAN A. (1978): Räume des Alltags oder wie die Umwelt unser Verhalten bestimmt. Campus Verlag; Frankfurt, New York. /4/ SUN Y., SCHIERZ, CH., KRUEGER, H. (1996): Dynamisches Licht: Wohlbefinden mit energiegünstiger Beleuchtung. Licht 96, Leipzig. p /5/ TILLER DALE K. (199): Toward a Deeper Understanding of Psychological Aspects of Lighting, Jounal of the Illuminating Engineering Society V19 No2 p Dipl.- Ing. S. Fleischer fleischer@iha.bepr.ethz.ch Prof. Dr. H. Krueger krueger@iha.bepr.ethz.ch Dr. sc. nat. Ch. Schierz schierz@iha.bepr.ethz.ch Institut für Hygiene und Arbeitsphysiologie Eidgenössische Technische Hochschule, NW CH- 92 Zürich Fax: