Oberlichter: Lichtplanung
DURCH EINE SORGFÄLTIGE LICHTPLANUNG KÖNNEN WIR SICHERSTELLEN, DASS DAS NATÜRLICHE LICHT DIE BEDÜRFNISSE UNSERER MITARBEITER ERFÜLLT UND GLEICHZEITIG ENERGIEKOSTEN SPART
Bei der Lichtplanung müssen auch die Sicherheitsanforderungen berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass die Oberlichter einen angemessenen Einbruchsschutz bieten. Die Zusammenarbeit mit erfahrenen Lichtplanern gewährleistet, dass unsere Oberlichter optimal positioniert und gestaltet sind, um maximale Effizienz und Sicherheit zu erreichen.
Planung von Oberlichtern für Lichtverhältnisse und Sicherheit
- Lichtplanung
- Lichtmangel
- Tageslicht am Arbeitsplatz
- Beleuchtungsstärke
- Leuchtdichteverteilung
- Studienergebnisse
- Circadian Rhythm
- sichtbare Licht
- Berechnungen
- Auswirkungen
Während des Sehens führen wir beim Arbeiten die beiden folgenden Funktionen aus:
unbewusste und zugleich bewusste Wahrnehmung der Räumlichkeit und der Arbeitsumgebung
bewusstes Sehen und Erkennen (Begreifen) des Arbeitsgegenstandes sowie der Arbeitsaufgabe.
Laut Medizinern benötigen wir etwa 25 % unserer Energie für das Sehen, und gleichzeitig werden 80 % unserer Nerven durch optische Reize beansprucht. Das sind beträchtliche Prozentsätze aus Laiensicht.
Nehmen wir den Begriff des bewussten Sehens des Arbeitsgegenstandes. Dabei gelten für die Anforderungen des Lichts die gleichen Voraussetzungen, unabhängig davon, ob es sich um Kunstlicht oder Tageslicht handelt. Für die Planer bedeutet das, dass sie formal die gleichen Bedingungen bei Tageslicht erfüllen müssen, die auch für die Beleuchtung mit künstlichem Licht festgelegt wurden. Beispiele hierfür sind das erforderliche Beleuchtungsniveau und die Vermeidung von Spiegelungen. Allerdings gibt es tatsächlich deutliche Unterschiede zwischen dem Sehen bei künstlichem und bei Tageslicht. Diese Unterschiede sollen in den folgenden Abschnitten erläutert werden.
Fallbeispiel zur Erläuterung:
Der Tageslichtquotient an einer Arbeitsstätte bezeichnet das Verhältnis der Beleuchtungsstärke am Arbeitsplatz im Raum zur Beleuchtungsstärke im Freien.
Das in der oben dargestellten Abbildung gezeigte Diagramm bezieht sich auf eine Arbeitsfläche, die sich 0,85 m über dem Fußboden befindet. Es stellt sich die Frage, welcher Prozentsatz der Arbeiten ausschließlich bei Tageslicht durchgeführt werden kann.
Mindestbeleuchtungsstärke am Arbeitsplatz
wenn eine Mindestbeleuchtungsstärke von 100 lx
oder wenn eine Mindestbeleuchtungsstärke von 500 lx
am Arbeitsplatz gefordert wird.
Es sind zwei Fälle in der Grafik dargestellt. Im ersten Fall zeigt sich, dass nur 33 % der Arbeiten ausschließlich bei Tageslicht durchgeführt werden können, wenn der Tageslichtquotient nur 1 % beträgt und die Arbeit eine Beleuchtungsstärke von 500 lx erfordert. Im zweiten Fall hingegen können fast alle Arbeiten ausschließlich bei Tageslicht ausgeführt werden (nämlich 92 %), wenn der Tageslichtquotient 8 % beträgt.
Das Ergebnis ist nicht überraschend, auch wenn konkrete Zahlen nur durch Berechnungen oder Messungen ermittelt werden können. Das Beispiel verdeutlicht jedoch, unter Berücksichtigung der Abbildung "Devise: Mehr Licht von oben", dass Zenitlicht wesentlich besser genutzt werden kann und die Ergebnisse im vorliegenden Fallbeispiel verbessert würden, wenn Oberlichter vorhanden wären.
Circadian Rhythm
In Bezug auf die Wirkung (Bildung) des Melatonins im menschlichen Körper spielen die sogenannten circadianen Sensoren in der menschlichen Netzhaut eine wichtige Rolle. Diese Sensoren steuern die Produktion von Melatonin. Ihre spektrale Empfindlichkeit erstreckt sich über eine Wellenlänge des spektralen Lichts von 380 bis 580 nm, wie auf dem folgenden Bild dargestellt. Die Abszisse zeigt diesen Bereich. Auf der Senkrechten ist der Helligkeitsempfindlichkeitsgrad des menschlichen Auges aufgetragen, wobei die höchste Empfindlichkeit in diesem Bild 1,0 beträgt.
Interessanterweise erreicht die Wirkung der circadianen Sensoren ihr Maximum bei einer ganz anderen Wellenlänge C(λ) als der relative spektrale Helligkeitsempfindlichkeitsgrad des menschlichen Auges für das Tagessehen, bezeichnet durch V(λ).
Lichttechnische Gestaltung optimaler Arbeitsplätze
Durch Untersuchungen ist festgestellt worden, dass die circadianen Sensoren erst oberhalb 2000 lx reagieren. Das ist oberhalb des Beleuchtungsniveaus von künstlichem Licht – allerdings noch im Bereich des Tageslichtes. Hinzu kommt noch, dass die relative spektrale Strahlungsverteilung bei Tageslicht günstiger ist als bei künstlichem Licht.
Nur derjenige, dem all diese Zusammenhänge klar sind, kann aus lichttechnischer Sicht optimale Arbeitsplätze gestalten. Diese Zusammenhänge können u.a. gut nachvollzogen werden in den in der Tabelle angegebenen Literaturstellen.
„Werbung“ für das Tageslicht
| Regel | Erläuterung |
|---|---|
| Arbeitsstättenverordnung | Bei der Arbeitsstätten- bzw. Arbeitsplatzbeleuchtung hat das Tageslicht Vorrang |
| Berufsgenossenschaftliche Regel 131„Natürliche und künstliche Beleuchtung von Arbeitsstätten" | konkretisieren bzw. ergänzen die Verordnung mit Ausführungsbeispielen und Anwendungsbeschreibungen |
| Berufsgenossenschaftliche Information 7007 „Tageslicht am Arbeitsplatz" | konkretisieren bzw. ergänzen die Verordnung mit Ausführungsbeispielen und Anwendungsbeschreibungen |
| FVLR | beschreibt die der BGR 131 und der BGI 7007 zu Grunde liegenden Zusammenhänge zwischen 1. Tageslicht, 2. der Sehaufgabe 3. sowie seinen physiologischen und psychologischen Wirkungen |
Das sichtbare Licht
Strahlung bezeichnet einen physikalischen Vorgang, bei dem elektromagnetische Wellen abgegeben werden. Dies geschieht innerhalb von Atomen, zum Beispiel wenn Atome, Moleküle oder Atomkerne von einem höheren zum niedrigeren Energiezustand übergehen oder wenn elektrische Ladungsträger beschleunigt werden. Die dabei freigesetzte Energie manifestiert sich in Form von elektromagnetischen Wellen. Diese besitzen eine spezifische Wellenlänge, die in einer Längeneinheit (Meter) gemessen wird, sowie eine bestimmte Frequenz, die in Hertz angegeben wird. Die Gesamtheit dieser elektromagnetischen Wellen wird als elektromagnetisches Strahlungsspektrum bezeichnet, wie in der nächsten Abbildung dargestellt.
Bemerkenswert ist dabei, dass der Bereich, den wir Menschen als Licht wahrnehmen und sehen können, stark eingeschränkt ist.
Es ist jedoch nicht so, dass die Strahlung, die wir nicht als Licht wahrnehmen, keine Wirkung auf uns Menschen hätte. Nehmen wir nur die unscheinbare Infrarotstrahlung, die wir als Wärme empfinden, oder die kurzwelligen Ultraviolettstrahlen, die zu Bräunung oder Sonnenbrand führen können. Bei der Beschäftigung mit Oberlichtern liegt es nahe, sich auf den Bereich des sichtbaren Lichts zu konzentrieren.
Wie wissenschaftliche Untersuchungen zeigen, haben wir Menschen in unseren Augen unterschiedliche spektrale Empfindlichkeitsfunktionen. Eine für das Sehen am Tag (V(λ)) und eine für das Sehen in der Nacht (V(λ‘)). Die folgende Abbildung zeigt diesen Unterschied, wobei die Linien Grün und Violett aus der Abbildung "Wirkungsbereich der circadianen Sensoren vs. Helligkeitsempfindlichkeitsgrad" hier ebenfalls zu finden sind.
Optimale Beleuchtung am Arbeitsplatz
Die Zielsetzung dieser Darlegungen ist nicht, dass ein Facility Manager Medizin studieren müsste. Vielmehr soll er sensibilisiert werden dafür, dass die Entscheidung über die Lichtquelle für die Arbeitsplätze in seinem Verantwortungsbereich nicht beliebig ist. Die Ausführungen sollen ihm ein Gefühl vermitteln, dass es unter bestimmten Bedingungen durchaus sinnvoll ist, Licht von oben zu nutzen, und dass die optimale Auslegung der Beleuchtungsanlage eine echte Herausforderung sein kann.
Aus medizinischer Sicht ist das Diagramm wie folgt zu interpretieren:
Aus der Kurve „Sehen bei Tag“ geht hervor, dass das helladaptierte Auge für Licht im grün/gelben Bereich am empfindlichsten ist. Dagegen ist es für rotes und blaues Licht unempfindlicher.
Weil die Kurve für das Sehen bei Nacht in den kurzweiligen Bereich verschoben ist (und zwar um 50 nm) ist das Auge im Dunkeln für blaues und grünes Licht empfindlicher als für gelbes und rotes Licht.