Licht in seiner dritten Dimension Der biologische Aspekt in der Lichtplanung für mehr Lebensqualität

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1 Licht in seiner dritten Dimension Der biologische Aspekt in der Lichtplanung für mehr Lebensqualität

2 DIE DIMENSIONEN DES LICHTS Die Entdeckung des menschlichen Wohlbefi ndens Bisher hatte Kunstlicht vor allem die Aufgabe, dem Menschen bei seiner Wahrnehmung zu helfen. Die durch Forschung und Wissenschaft gewonnenen Erkenntnisse gefasst in Normen und Gesetze dienen Architekten und Ingenieuren bisher als Grundlage für die Planung von Beleuchtungsanlagen. Doch neueste Studien zeigen: Licht besitzt noch eine weitere Dimension. Es stimuliert aktivierende Zentren in unserem Gehirn und treibt die innere Uhr des Menschen an. Damit hat es erheblichen Einfl uss auf unser Wohlbefi nden. Lichtlösungen von OSRAM greifen die positiven Wirkungen auf und fördern im Rahmen einer abgestimmten Lichtplanung Konzentration und Lebensqualität, z. B. am Arbeitsplatz oder in der Schule. Die drei Dimensionen des Lichts. Die 1. Dimension: Die Theorie für bestmögliches Sehen unter Zuhilfenahme künstlicher Lichtquellen; ein normatives Regelwerk (z. B. DIN EN 12464) auf Grundlage wissenschaftlicher Erkenntnisse. Die 2. Dimension: Die Umsetzung der Theorie durch den Entwurf und Bau von Beleuchtungsanlagen, welche die menschliche Wahrnehmung verbessern. Die 3. Dimension: Erforschung und Berücksichtigung der biologischen Wirkung des Lichts für mehr Wohlbefinden, mehr Konzentration und insgesamt mehr Lebensqualität. Aufgrund langjähriger Erfahrung mit Licht versteht OSRAM wie kaum ein anderer, welche elementare Rolle das richtige Licht für unser Wohlbefinden und unser Leistungsvermögen spielt und wie man es am Arbeitsplatz oder in ähnlichen Anwendungsbereichen am besten einsetzt. Um bei der Beleuchtung dem Tageslicht so nahe wie möglich zu kommen, bietet OSRAM deshalb verschiedene Möglichkeiten und Produkte, sowohl bestehende Lichtlösungen bestmöglich aufzuwerten als auch neu zu planende Projekte optimal auszustatten. Individuelle Möglichkeiten Austausch der Leuchte oder des Leuchtmittels, Einsatz von Tageslichtsystemen oder Lichtmanagementsystemen für alles und jeden die richtige Lösung! Umfangreiche Produktrange Traditionelle Lichtsysteme (TLS) und zukunftsweisende LED-Lösungen neue innovative Leuchten, Leuchtmittel und Betriebsgeräte in jeder Lichttechnologie! 2

3 DIE DIMENSIONEN DES LICHTS INHALT Erkenntnisse aus der Wissenschaft 4 Grundlagen für ein biologisches Lichtkonzept 6 Tageslichtsysteme und Leuchten 10 Lichtmanagementsysteme (LMS) 12 Leuchtstoffl ampen und Betriebsgeräte 14 LED-Module und Betriebsgeräte 16 Glossar 18 Literaturverzeichnis 19 3

4 ERKENNTNISSE AUS DER WISSENSCHAFT Der Mensch steuert Licht. Aber Licht steuert auch den Menschen Wir brauchen gutes Licht, um gut zu sehen. Licht hat aber für den Menschen eine viel weiter reichende Bedeutung. Ohne dass wir dies bewusst wahrnehmen, steuert das Tageslicht viele biologische Vorgänge in unserem Körper und damit unsere innere Uhr. Auch vom Licht hängt ab, ob wir aktiv oder müde sind, ob wir uns konzentrieren können und uns wohlfühlen. Wann wir aufwachen, wann wir müde werden und einschlafen, aber auch die Körpertemperatur und vieles mehr unterliegt diesem biologischen Rhythmus. Das Steuerzentrum für die innere Uhr sitzt im Gehirn und wird ganz wesentlich durch Licht beeinflusst. Zwar ist der sogenannte circadiane Rhythmus des menschlichen Körpers in seinen Grundzügen genetisch vorgegeben. Trotzdem muss unsere innere Uhr täglich aufs Neue durch das Tageslicht synchronisiert werden. Denn fehlt Licht als wichtigster Zeitgeber, so kommt der Lauf der inneren Uhr bald durcheinander: Schlafschwierigkeiten, chronische Müdigkeit und im schlimmsten Fall Depressionen können die Folgen sein. Circadianer Rhythmus, Hormonausschüttung: Für den circadianen Rhythmus* sind beim Menschen im Wesentlichen zwei Hormone verantwortlich: Melatonin, das nur mit zunehmender Dunkelheit freigesetzt wird und schlaffördernd wirkt, und Cortisol als biologischer Gegenspieler und Gradmesser für menschliche Aktivität. 06:00 12:00 18:00 24:00 06:00 12:00 18:00 24:00 06:00 Cortisolspiegel Melatoninspiegel 4

5 Prof. Dr. Jürgen Staedt, Privatpraxis für seelische Gesundheit, Berlin: Eine tägliche Dosis hellen Lichts mit ausreichend blauem Anteil ist insbesondere in den dunklen Wintermonaten für die Stabilisierung unseres Tag-Nacht-Rhythmus und folglich auch für unser Wohlbefinden äußerst ratsam. Selbst in der medizinischen Anwendung setzen wir verstärkt auf die Wirkung des Lichts, um bei unseren Patienten eine Stimmungsaufhellung zu erreichen. Licht beeinflusst unseren Körper: Tageslicht mit hohem Blauanteil wirkt aktivierend und konzentrationsfördernd, denn es stimuliert die Rezeptoren im Auge und damit das Steuerzentrum unseres Gehirns sehr viel stärker als Licht mit höheren Rotanteilen. Licht beeinflusst aber nicht nur unseren Rhythmus, es stimuliert auch direkt aktivierende Zentren in unserem Gehirn. Es wirkt durch den erst vor wenigen Jahren entdeckten dritten Fotorezeptor im Auge auf die Steuerzentren im Gehirn. Dabei ist die Wirkung von tageslichtähnlichem Licht mit hohen Blauanteilen sehr viel stärker als etwa Glühlampenlicht mit hohen Rotanteilen. Studien haben z. B. gezeigt, dass die Reaktionszeiten in Tests durch höhere Blauanteile im Licht gesteigert werden können. Dies führt dazu, dass wir uns bei besserem Licht am Tag leistungsfähiger fühlen, unser Konzentrationsvermögen steigt. Außerdem fördert Licht die Bildung von Serotonin, ein Botenstoff, der als Glückshormon bekannt ist und uns positiv stimmt. Tageslichtähnliches Licht wirkt nicht nur heller, es stimuliert uns auch. Denn Licht mit ausgeprägtem Blauanteil findet effektiveren Eingang in aktivierende Zentren in unserem Gehirn und das Steuerzentrum für unsere innere Uhr. So erhöht es Wachheit, Aufmerksamkeit und Konzentrationsfähigkeit für die Leistung am Tag. Die Erholung leidet nicht darunter, im Gegenteil: Biologisch effektives Licht am Tag erhöht die Ausschüttung des Hormons Melatonin in der Nacht. Melatonin ist das körpereigene Signal für die Dunkelheit und fördert den Schlaf. So stabilisiert geeignetes Licht am Tag den circadianen Rhythmus des Menschen und unterstützt die Aktivität in der Hellphase und den Schlaf bei Dunkelheit. Die Folgen sind offensichtlich: bessere Nachtruhe durch kürzere Einschlafzeiten und tieferer Schlaf in der Nacht. Ein nachts ausgeruhter Mensch bringt auch eine höhere Leistung am Tag. Tageslichtähnliches Licht (Spektrum und Dynamik) am Arbeitsplatz wirkt also gleich zweifach positiv auf Leistungsfähigkeit und Wohlbefinden. So kann modernes Licht entwickelt nach neuen wissenschaftlichen Erkenntnissen die Freude an der Arbeit und den Erfolg steigern. 5

6 GRUNDLAGEN FÜR EIN BIOLOGISCHES LICHTKONZEPT Gutes Licht muss richtig ins Auge fallen Am stärksten ist die biologische Wirkung, wenn das Licht von einer großfl ächigen Quelle und von oben kommt. Eine indirekte Beleuchtung, bei der eine große, helle Fläche, z. B. eine Wand das Licht refl ektiert, hat deshalb stärkere Wirkung als das gebündelte Licht eines Spots, das nur einen kleinen Bereich ausleuchtet. Das liegt daran, dass die Fotorezeptoren im Auge sehr gleichmäßig über die Netzhaut verteilt sind. Am stärksten ist die Übermittlung an das Steuerzentrum im Gehirn und damit auch die biologische Wirkung, wenn möglichst viele Fotorezeptoren gleichzeitig stimuliert werden. Eine so großflächige Ausleuchtung der Netzhaut kann nur aus einer entsprechend großen Fläche im Gesichtsfeld kommen. 0 bis ~30 unwirksam ~30 bis ~45 weniger gut 45 bis ~90 gut [acv optimal] g Biologische Lichtwirkung über das menschliche Auge: Entscheidend für eine aktivierende Wirkung des Lichts sind neben der Lichtfarbe auch eine großflächige Lichtquelle (indirekte Beleuchtung) und der richtige Einfallwinkel der Lichtstrahlen ins Auge. 90 bis 180 nicht gewünscht (Blendungsgefahr) 6

7 GRUNDLAGEN FÜR EIN BIOLOGISCHES LICHTKONZEPT Decken- und Wandflächen mit möglichst heller Farbe können daher sehr gut als große Sekundär-Reflektoren genutzt werden, um die entsprechenden Fotorezeptoren im menschlichen Auge optimal anzusprechen. Die Leuchtdichten der Raumflächen dürfen die zulässigen Werte jedoch nicht überschreiten, da sonst eine unerwünschte Direkt- und Reflexblendung entstehen kann. Optimale Leuchten werfen daher das Licht entweder indirekt auf Wand- und Deckenflächen oder verfügen selbst über große reflektierende Flächen. 7

8 GRUNDLAGEN FÜR EIN BIOLOGISCHES LICHTKONZEPT Jeder Raum stellt besondere Ansprüche Die Räume, in denen wir leben, arbeiten, lernen oder uns entspannen, sind äußerst verschieden. Eine professionelle Lichtplanung berücksichtigt Raumgröße und Deckenhöhe, den Tageslichteinfall und natürlich die Tätigkeit, die von den Menschen in den jeweiligen Räumen hauptsächlich ausgeübt wird. 1 2 In Abhängigkeit von diesen Kriterien sind passende Leuchten auszuwählen und anzuordnen. Lichtplanung unter biologischen Gesichtspunkten stellt daher auch besondere Ansprüche an die Leuchten und die Lichtverteilung im Raum. Leuchten, abgestimmt auf jeden Raum. Bei Standardräumen können Leuchten, die parallel zu den Wänden in die Decke integriert werden, die Wandflächen erhellen. 1 Denselben Zweck erfüllen Wandvorsatzschalen mit integrierter Indirekt-Beleuchtung. 2 3 Bei sehr großen Räumen mit nicht allzu hoher Decke sind die Wandflächen relativ unwichtig hier sollte die Decke wirken. Lichtdecken aus transluzenten Materialien, hinterleuchtet mit Leuchtmitteln mit einem hohen Blauanteil (8000 K) können hier gute Dienste leisten. 3 4 Sind keine Lichtdecken möglich, können auch Leuchten mit starkem Indirektlicht-Anteil die Deckenfläche mit biologisch wirksamem Licht erhellen. 4 In Fabrikhallen oder sehr hohen und großen Räumen helfen abgependelte Leuchten mit großen reflektierenden Flächen, an denen das Licht sichtbar wird

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10 TAGESLICHTSYSTEME UND LEUCHTEN 10

11 TAGESLICHTSYSTEME UND LEUCHTEN Auf die richtige Mischung kommt es an: Tageslicht und Kunstlicht Tageslicht ist das ideale Licht für das menschliche Sehen. Es umfasst das vollständige Farbspektrum durch Tageslicht erscheinen Gegenstände in ihrer natürlichen Farbe. Mit seiner Hilfe kann unser Körper sich in Raum und Zeit orientieren. Der Einsatz von Tageslicht bringt jedoch auch Nachteile wie zum Beispiel Blendung und störende Wärme mit sich. Zur Vermeidung dieser negativen Einflüsse hat Siteco, ein Unternehmen der OSRAM AG, Tageslichtsysteme mit Prismen- oder Rastertechnik entwickelt, die eine dynamische, farbechte Lichtstimmung schaffen und dabei wirkungsvoll vor zu viel Sonne und Wärme schützen. Darüber hinaus wird durch die Nutzung des Tageslichts der Energieverbrauch deutlich reduziert. Doch auch beim Einsatz von Tageslichtsystemen kann in der Regel nicht vollständig auf zusätzliches Kunstlicht verzichtet werden. Je harmonischer jedoch das Kunstlicht auf das Tageslicht abgestimmt ist, desto weniger strengt es den Menschen an und desto höher ist sein Wohlbefinden. Gerade an Arbeitsplätzen ist eine hochwertige Beleuchtung mit ausgewogenen Kontrasten eine wichtige Voraussetzung für dauerhaftes, konzentriertes Arbeiten. Bei der Leuchte Mira von Siteco sorgt die Kombination aus direkter Lichtverteilung und indirekter Deckenaufhellung für eine angenehme Raumatmosphäre. Die Abdeckung mit der ausgefeilten Mikroprismentechnologie garantiert eine gleichmäßige, blendfreie Lichtverteilung und hohen Sehkomfort. Oben: Tageslicht-Prismensysteme haben einen Sperrbereich, in dem das komplette auftreffende Licht reflektiert wird. Licht aus anderen Winkeln kann passieren. Unten: Tageslicht-Rastersysteme nutzen ihre besondere Form und hochwertige Verspiegelung. Das direkte, heiße Sonnenlicht wird zurück reflektiert, das kühle, diffuse Himmelslicht wird durchgelassen. Deshalb ist die Leuchte besonders geeignet für die Montage direkt über den Arbeitsplätzen. Auch ermöglicht sie eine vom Raumlayout unabhängige Leuchtenanordnung und gibt große Flexibilität in der Raumgestaltung als Einbau-, Anbau- oder Pendelleuchte. Durch die Nutzung von Tageslicht mit den Tageslichtsystemen von Siteco, der passenden Leuchte und Lichtmanagementsystemen von OSRAM kann der Energieverbrauch bestmöglich optimiert werden. Mira : Dank völlig neuer Prismenstruktur erzielt diese Intelligente Leuchte extrem hohe Wirkungsgrade und eine einzigartig strahlende Lichtwirkung 11

12 LICHTMANAGEMENTSYSTEME (LMS) Alles unter Kontrolle: Tageslichtsimulation und Lichtregelung mit OSRAM LMS Ein ideales Beleuchtungssystem folgt hinsichtlich Intensität, Farbtemperatur und Dynamik dem natürlichen Verlauf des Tageslichts. OSRAM Lichtmanagementsysteme können das natürliche Tageslicht simulieren und die Raumbeleuchtung so regeln, dass zu jeder Zeit das richtige Licht in der richtigen Menge vorhanden ist und das Wohlbefi nden gefördert wird. Konfigurationssoftware USB- Anschluss >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> Zeitschaltuhr EASY-Tasterkoppler Synchronisation von bis zu 16 DALI EASY III pro EASY-System Gesamtleitungslänge max. 100 m EASY Color Control Licht nach Lust und Laune Tageslicht steigert die menschliche Aktivität und fördert das Wohlbefinden. Für die Arbeit in geschlossenen Räumen muss es durch künstliche Beleuchtung ersetzt werden. Mit dem EASY Color Control System kann die Beleuchtung so gesteuert werden, dass Lichtintensität, Farbtemperatur und Dynamik dem natürlichen Tageslicht entsprechen. Die Ansteuerung der Leuchten erfolgt dabei sehr harmonisch, so dass die Veränderung nicht unmittelbar wahrgenommen wird. Umso deutlicher jedoch die beeindruckenden Ergebnisse: Leistungsbereitschaft, Motivation und Effizienz der Mitarbeiter steigen. DALI EASY III DALI EASY III QTi DALI QTi DALI 2 700K 8 000K 2 700K 8 000K Weiße Leuchtstofflampen 12

13 LICHTMANAGEMENTSYSTEME (LMS) Leuchtmittel Leuchtmittelbetriebsgerät Steuergerät Bedienschnittstelle Sensoren LS/PD MULTI 3 LS/PD MULTI 3 FL LS/PD MUL- TI 3 B Standardtaster LS/PD MULTI 3 CI DALI MULTIeco DIM MULTIeco MULTIeco V DIM ** QTi DALI HTi DALI OTi DALI 75 QTi DIM HT 1 10 V OT DIM LS/PD MULTI 3 A * QT LS/PD MULTI 3 A-W Schaltkontakt * OT MULTIeco bei Bedarf immer genug Licht parat Da sich das natürliche Licht im Tagesverlauf wandelt, ist es wichtig, die Innenraumbeleuchtung optimal darauf abzustimmen. Bei einer tageslicht- und bewegungs-/ präsenzabhängigen Beleuchtungsregelung mit MULTIeco wird das im Raum vorhandene Tageslicht bei Bedarf durch Kunstlicht aus Leuchten mit dimmbaren elektronischen Vorschaltgeräten ergänzt. Lichtsensoren erfassen dabei das vorhandene Beleuchtungsniveau aus Kunst- und Tageslicht. Die im Raum befindlichen Leuchten werden dabei in Abhängigkeit der Raumtiefe und des Tageslichtangebotes so angesteuert, dass ein vorgegebenes Beleuchtungsniveau eingehalten wird. Hierbei kann gezielt auf Normen und Angaben der Beleuchtungsstärke zurückgegriffen werden, die optimal für konzentriertes Arbeiten sind. Der Nutzer hat hierbei jederzeit die Möglichkeit, seine individuell gewünschte Beleuchtungsstärke selbst einzustellen. Wird zusätzlich ein Bewegungs-/Präsenzsensor verwendet, wird die Beleuchtung automatisch nur dann eingeschaltet, wenn Personen den Raum betreten, und nach Verlassen wieder abgeschaltet so wird das Tageslicht optimal ausgenutzt und eine maximale Energieeinsparung erzielt. Weitere Details unter: und * Nicht dimmbare QT-, HT- und OT Vorschaltgeräte ** Geeignete Spannungsversorgung erforderlich 13

14 LEUCHTSTOFFLAMPEN UND BETRIEBSGERÄTE Lichtqualität weiß auf weiß Mit einer breiten Auswahl an Farbtemperaturen von 2700 K bis 8000 K sind die hochwertigen weißen LUMILUX Leuchtstoffl ampen von OSRAM die perfekte Wahl für Beleuchtungssysteme, die dem natürlichen Tageslicht hinsichtlich Intensität, Farbtemperatur und Dynamik folgen SKYWHITE Leuchtstofflampen: Natürliches Tageslicht dank hohem Blauanteil und einer Farbtemperatur von 8000 Kelvin. 2. QTi DALI : Die intelligenten elektronischen Vorschaltgeräte mit überlegener Dimmtechnologie. Vor allem in Bereichen ohne Fenster, aber auch wenn Fenster vorhanden sind, reicht die in den Raum eintretende Lichtmenge oftmals für ein konzentriertes, ergonomisches Arbeiten nicht aus. Für einen Großteil des Arbeitstages muss das natürliche Tageslicht mit künstlichem Licht ergänzt werden. SKYWHITE Leuchtstoff- und Kompaktleuchtstofflampen mit Lichtfarbe 880 (Farbtemperatur 8000 K bei guter Farbwiedergabe) zeichnen sich durch ihre besondere Lichtqualität aus: Sie emittieren einen hohen blauen Lichtanteil 14

15 im Wellenlängenbereich von nm und kommen somit dem Charakter des natürlichen Tageslichtes besonders nahe. Das wiederum bedeutet, dass SKYWHITE kontrastreiches, ermüdungsarmes Sehen ermöglichen und das unterstützt bekanntlich die geistige und körperliche Leistungsfähigkeit. Darüber hinaus zeichnen sich SKYWHITE auch durch ihren hohen Lichtstrom und gute Effizienz (bis 85 lm/w) aus. Als perfekte Plattform für solche Anwendungen empfehlen sich Elektronische Vorschaltgeräte QTi DALI von OSRAM mit überlegener Dimmtechnologie. Die intelligente Steuerung der Elektrodenvorheizung bei Dimmvorgängen gewährleistet, dass die Lampen ihre maximale Lebensdauer erreichen. Weitere Details unter: und Paul von Rickenbach, Inhaber der Möbelfabrik Muotathal, Schweiz: Wir haben auf Leuchtstofflampen von OSRAM umgestellt. Mit der Farbtemperatur SKYWHITE (8000 K) wird das Tageslicht jederzeit optimal ergänzt. Nach einer Anpassungszeit von nur zwei Tagen wollte keiner mehr dieses kühlblaue Licht missen. Unsere Mitarbeiter bestätigen: weniger Müdigkeit, kaum mehr Kopfschmerzen und viel bessere Konzentration. 15

16 LED-MODULE UND BETRIEBSGERÄTE Lichtgestaltung ohne Grenzen Extrem effi zient und sehr fl exibel mit weißen LED-Modulen und dem OT EASY 60 II Betriebsgerät: OSRAM LED-Technologie eröffnet Lichtdesignern und Lichtplanern neue Spielräume. In Verbindung mit intelligenten Lichtmanagementsystemen lassen sich damit z. B. ideal dynamische Lichtszenen mit farblichen Effekten realisieren ebenso wie innovative Beleuchtungskonzepte mit dynamischer Tageslichtsimulation zur Steigerung der Lebensqualität. Gerade in Räumen ohne ausreichend natürliches Licht kann mit innovativer LED-Technologie von OSRAM eine Tageslichtsimulation besonders effizient abgebildet werden. Weiße LED-Module von OSRAM sind in unterschiedlichen Bauformen und Farbtemperaturen von 2700 K 6500 K erhältlich, je nach Anwendungsbereich bieten sich davon z. B. folgende an: Wenn es sich um die Hinterleuchtung von großflächigen Lichtboxen oder Lichtdecken handelt, eignet sich besonders gut die flexible LED-Kette DRAGONchain Tunable White. Pro Einzelmodul in der Kette befinden sich jeweils zwei warmweiße LED mit 2700 K und zwei kaltweiße LED mit 6500 K. An ein Lichtmanagementsystem angeschlossen, können so die Effekte von Tageslicht simuliert werden. Für Installationen, in denen nur sehr wenig Platz zur Verfügung steht, kommt idealerweise LINEARlight Flex ShortPitch zum Einsatz. Das LED-Modul benötigt keine zusätzliche Wärmeableitung, ist lediglich 8 mm breit und zeichnet sich durch einen extrem geringen Abstand zwischen den einzelnen LEDs aus: nur 8,33 mm! Aufgrund dieser Vorzüge ist das LINEARlight Flex ShortPitch optimal geeignet für die Lichteinkopplung in Kanten aus diffusem oder halbdurchsichtigem Material oder gefrästem Plexiglas. Die mit Lichtmanagementsystemen gesteuerte Kombination von LINEARlight Flex ShortPitch LED-Modulen in Lichtfarbe 827 und Lichtfarbe 865 ermöglicht ebenfalls eine harmonische Tageslicht simulation. Die verschiedenen OPTOTRONIC Vorschaltgeräte sind perfekt auf den langlebigen und störungsfreien Betrieb der OSRAM LED-Module abgestimmt. Für dynamische Tageslichtsimulationen mit weißen LED-Modulen eignet sich besonders das Betriebsgerät OT EASY 60 II. Weitere Details unter: und 16

17 LED-MODULE UND BETRIEBSGERÄTE 1. DRAGONchain Tunable white: Stufenlos regulierbar für hervorragende Tageslichtsimulation 2. LINEARlight Flex ShortPitch: Schlanke Effizienz dank extrem geringem Abstand zwischen den einzelnen LED. 3. OPTOTRONIC OT EASY 60 II: Optimales Vorschaltgerät für dynamische Tageslichtsimulation Effizient und umweltschonend Tageslichtabhängige Beleuchtungsanlagen von OSRAM arbeiten sehr effizient. Leuchtstoff- und Kompaktleuchtstofflampen sowie LED von OSRAM gehören zu den sparsamsten und langlebigsten Lichtquellen überhaupt. Im Verbund mit den passenden Elektronischen Vorschaltgeräten steigen ihre Effizienz und Lebensdauer weiter. Die Orientierung am Tageslicht und an der Anwesenheit von Personen im Raum (in Verbindung mit Präsenzsensoren eines Lichtmanagementsystems) sorgt dafür, dass Lampen nur dann und nur so hell leuchten, wie es wirklich nötig ist. Alles in allem sinken die Betriebskosten dadurch deutlich. Und auch für die Umwelt bedeutet dies eine enorme Entlastung: Ressourcen werden geschont, der CO 2 -Ausstoß gesenkt. Weitere Tipps und Beratung für Ihre Lichtlösungen finden Sie auch unter: und 17

18 GLOSSAR Aktionsspektrum Ist die spektrale Empfindlichkeit für eine durch Licht ausgelöste Wirkung. Es gibt Aktionsspektren für die verschiedensten biologischen Wirkungen, z. B. für die Entstehung von Sonnenbrand durch UV oder für die Vitamin- D-Bildung durch UV-B. Das Aktionsspektrum für die Hellempfindlichkeit des Auges ist die v(λ)-kurve. Das Aktionsspektrum für biologische Wirkungen entsprechend der neuen Deutschen Vornorm DIN V entspricht dem Aktionsspektrum für die nächtliche Melatoninunterdrückung durch Licht. Man geht heute davon aus, dass auch die anderen biologischen Wirkungen von Licht im Wesentlichen diesem Aktionsspektrum folgen. Circadianer Rhythmus Ein biologischer Rhythmus mit einer Periode von etwa 24 Std. (aus dem Lateinischen circa = ungefähr, dies = Tag). Circadiane Rhythmen findet man bei nahezu allen Lebewesen Tieren wie Pfl anzen. Nicht nur wesentliche Funktionen des gesamten Organismus, sondern nahezu jedes einzelne Organ und sogar jede einzelne Zelle haben ihren eigenen, genetisch vorgegebenen circadianen Rhythmus. Erst aus dem Zusammenspiel der einzelnen Zellen und Organe ergeben sich die nach außen hin sichtbaren oder messbaren circadianen Rhythmen für den gesamten Organismus. Licht ist der wichtigste Zeitgeber für den circadianen Rhythmus. Erst durch seine Einwirkung wird der Rhythmus auf die 24 Std. eines Tages synchronisiert. Die Schreibweise circadian ist in der deutschsprachigen Fachliteratur üblich (Duden: zirkadian). Dritter Fotorezeptor Sinneszellen im menschlichen Auge, die Informationen über die Helligkeit der Umgebung über den SCN an das Gehirn vermitteln und z. B. die Produktion und Ausschüttung des Hormons Melatonin beeinflussen. Durch die Untersuchungen von Brainard wurde nachgewiesen, dass diese Zellen im blauen Spektralbereich empfindlich sind (Brainard 2001). Berson konnte 2002 die melanopsinhaltigen Ganglienzellen in der Netzhaut als verantwortliche Zellen identifizieren (Berson 2002). Sie haben also neben ihrer Funktion in der Reizverarbeitung für visuelle Signale eine eigene (intrinsische) Lichtempfindlichkeit. Die Lichtempfindlichkeit der retinalen Ganglienzellen ist etwa um den Faktor 100 niedriger als die der für das Farbsehen verantwortlichen Zapfen. Ganglienzellen Nervenzellen, welche für die Verarbeitung und Weiterleitung von Nervenimpulsen aus Rezeptorzellen verantwortlich sind. Im Zusammenhang mit der biologischen Wirkung von Licht sind insbesondere die in der Netzhaut liegenden retinalen Ganglienzellen von Bedeutung. Lange Zeit war man davon ausgegangen, dass diese Ganglienzellen nur zur Verarbeitung der Information aus den visuellen Rezeptoren den Zapfen und Stäbchen verantwortlich sind. So erzeugen Ganglienzellen aus der Mischung der Signale von rot- und grünempfindlichen Zapfen ein Signal für Gelb, welches ans Gehirn weitergeleitet wird. Diese Mischung ermöglicht überhaupt erst die Wahrnehmung aller verschiedenen Farben. Etwa 2 3 % dieser Ganglienzellen sind selbst lichtempfindlich im Blauen. Diese wirken als dritter Fotorezeptor. Gesichtsfeld Bereich aus der Umwelt, der vor den Augen liegt und ohne Augenbewegung auf die Netzhaut abgebildet werden kann. Das Gesichtsfeld eines Auges wird durch Größe und optische Eigenschaften der Bauteile des Auges (Hornhaut, Linse, Iris, Glaskörper) und den Besatz der Netzhaut mit Sehzellen (Zapfen und Stäbchen) begrenzt. Die Gesichtsfelder von beiden Augen überlappen sich beim Menschen deutlich. Innere Uhr Auch biologische oder physiologische Uhr genannt. Die innere Uhr ist der zentrale Teil des Timing-Systems und befindet sich im SCN. Ihr Lauf ist genetisch vorgegeben, wird aber maßgeblich durch Licht beeinflusst. Licht ist somit der wichtigste Zeitgeber für die innere Uhr, es synchronisiert die innere Uhr mit dem äußeren Tag. Der Stand der inneren Uhr, d. h. die Phase kann gut aus dem Verlauf des Melatoninspiegels erschlossen werden. iprgc intrinsisch fotosensible retinale Ganglienzellen oder melanopsinhaltige Ganglienzellen. Diese Nervenzellen in der Netzhaut des Auges enthalten das Fotopigment Melanopsin und haben daher eine eigene (intrinsische) Lichtempfindlichkeit. Sie vermitteln das Vorhandensein biologisch wirksamen Lichts in der Umwelt an das Gehirn. Melanopsin Fotopigment, das für die Lichtempfindlichkeit eines Teils der retinalen Ganglienzellen verantwortlich ist (iprgc). Seine Empfindlichkeit kann durch das Aktionsspektrum für die Melatoninunterdrückung beschrieben werden, dessen Maximum bei etwa 464 nm also im blauen Bereich liegt. Melanopsin vermittelt somit durch Absorption von Licht die Nervensignale, welche zur biologischen Wirkung führen. Opsin ist der allgemeine Begriff für einen lichtempfindlichen Farbstoff (Fotopigment) im Auge. Bei Absorption von Photonen (Lichtquanten) wird der Farbstoff umgewandelt und löst eine chemische Signalkette aus, an deren Ende die Umwandlung in elektrische Signale des Nervensystems steht. Der Farbstoff in den Stäbchen für das Hell-Dunkel- Sehen ist Rhodopsin, die Farbstoffe in den Zapfen heißen Iodopsin, Porphyrosin und Cyanopsin. Melatonin(-unterdrückung) Melatonin ist das wichtigste Hormon der Zirbeldrüse und kann als das körpereigene Signal für die nächtliche Dunkelheit bezeichnet werden. Es wirkt bei Menschen Schlaf fördernd, bei nachtaktiven Tieren aktivierend. Melatonin wird in der Zirbeldrüse aus Serotonin gewonnen und gespeichert und in der Nacht, aber nur bei Dunkelheit, freigesetzt. Durch Licht erfolgt eine Unterdrückung der Melatoninausschüttung. Wird kein Melatonin freigesetzt, so sinkt durch Abbauprozesse der im Blut enthaltene Melatoninspiegel. Da Melatonin der wichtigste nach außen messbare Marker für die circadiane Phase der inneren Uhr ist, wird die melatoninunterdrückende Wirkung im Allgemeinen gleichgesetzt mit der circadianen Wirkung, d.h. der biologischen Wirkung von Licht auf die innere Uhr. Netzhaut (Retina) Zellschicht in der hinteren Augenwand, welche die Sehzellen und informationsverarbeitende Nervenzellen, u. a. Ganglienzellen, enthält. Fotorezeptoren Lichtempfindliche Sinneszellen, die auf sie treffende Lichtquanten (Fotonen) in die elektrischen Signale des Nervensystems umwandeln. Die Fotorezeptoren in der Netzhaut des menschlichen Auges heißen Zapfen, Stäbchen und melanopsinhaltige Ganglienzellen. Die Zapfen sind für das farbige Sehen verantwortlich. Ihre höchste Dichte ist im Augenzentrum, dem so genannten gelben Fleck. Hier ist der Netzhautbereich, der die höchste räumliche Auflösung bereitstellt. Die Stäbchen sind für das Hell-dunkel-Sehen zuständig und haben eine höhere Empfindlichkeit als die Zapfen. Sie sind daher für das Sehen bei Nacht wichtig. Sie sind hauptsächlich im äußeren Bereich des Gesichtsfeldes zu finden. Die melanopsinhaltigen Ganglienzellen gelten nicht als Sehzellen, da sie kein Bild in das Zentralnervensystem übermitteln, sondern lediglich eine Helligkeitsinformation die zur Steuerung biologischer Wirkungen von Licht genutzt wird. Retina (s. Netzhaut) SCN Suprachiasmatischer Nukleus: Ansammlung von einigen tausend Nervenzellen, gelegen oberhalb (supra) der Kreuzung der Sehnerven (Chiasma). Gilt heute als die zentrale innere Uhr. Jede der Nervenzellen im SCN hat eine Rhythmik. Im Normalfall gehen die inneren Uhren dieser Zellen synchron und bilden das Zeitgebersignal für die rhythmisch ablaufenden Prozesse im Körper. Streumaterialeigenschaften Eigenschaften von transluzenten Materialien zur Streuung des durchscheinenden Lichts. 18

19 LITERATURVERZEICHNIS 1 0,9 V( ) 0,8 0,7 0,6 0,5 c( ) 0,4 0,3 0,2 0, Circadiane Empfindlichkeit Mensch [nm] Visuelle Augen-Empfindlichkeit Mensch 1 V( ) 0,9 0,8 0,7 0,6 c( ) 0,5 0,4 0,3 0,2 0, Circadiane Empfindlichkeit Mensch [nm] Visuelle Augen-Empfindlichkeit Mensch Filterabsorption Linke Grafik: Spektrum einer Leuchtstofflampe, Lichtfarbe 880, a cv = 1;Φ= 4000 lm bei 25 (54 W). Rechte Grafik: Veränderung des Spektrums mit reduzierter spektraler Transmission im Blauen durch Filter wie Kunststoffmaterialien. Das Beispiel für eine Veränderung des Lichts durch Filterung ist unabhängig von der Art der Lichtquelle. Es wirkt sich stärker aus, wenn das Licht einen erhöhten Blauanteil hat, ist aber visuell oft unauffällig und lässt sich dann nur durch exakte Messungen feststellen. Besonders die Alterung von Kunststoffen unter dem Einfluss von höheren Temperaturen oder UV- Strahlung ist zu beachten, denn auch ein leichtes Vergilben kann zu einem deutlichen Filtereffekt und damit zu reduzierter biologischer Effektivität führen. Ein vergleichbarer Effekt tritt auch bei indirekter Beleuchtung auf, wenn Wand-material oder -farbe blaues Licht schlecht reflektieren. Winterdepression Saisonal abhängige Depression (SAD). Bei vielen Menschen kommt es während der Wintermonate vermehrt zu Verstimmungen bis hin zur Depression. Als auslösender Faktor für den Einfluss der Jahreszeit wird die kurze Tageslichtdauer und das niedrige Lichtniveau während der dunklen Jahreszeit angesehen. Als Ursache der Winterdepressionen müssen noch andere (endogene) Faktoren im Auge behalten werden. Die Therapie mit sehr hellem Licht hilft in vielen Fällen, Winterdepressionen zu behandeln. Auch ausreichend helles Licht am Tag kann die Ausprägung von Winterdepressionen verhindern. Zeitgeber Unter Zeitgeber (das Wort wird auch in der internationalen Fachliteratur verwendet) versteht man alle Einflussgrößen, welche die innere Uhr stellen können. Der wichtigste Zeitgeber ist Licht, welches durch das Auge über den retinohypothalamischen Trakt auf den SCN wirkt. Im SCN sitzt die zentrale innere Uhr, welche viele circadiane Rhythmen steuert. Weitere (periphere) Zeitgeber sitzen z. B. in der Leber, von wo aus ebenfalls circadiane Rhythmen gesteuert werden. Zirbeldrüse Die Zirbeldrüse wird auch Epiphyse oder Pinealorgan genannt; engl. pineal gland, med. Corpus pineale. Die Zirbeldrüse sitzt im Zentrum des Gehirns und produziert das Hormon Melatonin, welches bei Dunkelheit ins Blut ausgeschüttet wird. Literatur. Berson, D. M. et al.: Phototransduction by retinal ganglion cells that set the circadian clock. Science 2002, 295: Boyce, P. R. et al.: Lighting quality and office work: two field simulation experiments. Lighting Res Techn 2006, 38(3): Boyce, P. 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