Licht12.

Beleuchtung von Büroarbeitsplätzen Grundlagen und Beispiele

E I N E I N F O R M A T I O N D E S

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Licht12.

T H E M E N

Vorwort 3Was ist Licht? 5Grundbegriffe 7Leuchtmittel 13Leuchten 22Licht und Auge 25Lichtwirkung und Oberflächenwahrnehmung 29Licht- und Raummilieu 35Licht im Büro 44Gesetzliche Vorschriften, Normen und Richtlinien 58Zukunftsthemen 63Anhang 66

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Vorwort

Licht und Sehen sind eng miteinander verbunden. Eine ausreichendeBeleuchtung ist deshalb Voraussetzung, dass Büroarbeit überhaupt statt-finden kann. Dabei reicht der Einfluss des Lichts deutlich über das reineErkennen von Unterlagen und Umgebungsinformationen hinaus. Zahlreichewissenschaftliche Untersuchungen haben bestätigt, dass die Lichtsituationam Arbeitsplatz eng mit Produktivität, Leistungsbereitschaft und Wohl -befinden verbunden ist.

Es ist daher nicht damit getan, nur für eine „ausreichende Helligkeit“ zu sorgen und Blendungen zu vermeiden. Darüber hinaus sind bei derBeleuchtungsplanung die komplexen Zusammenhänge zwischen derArbeitsaufgabe, der Arbeitsumgebung und der Lichtsituation zu berück-sichtigen. Die Herausforderungen sind groß. Sie reichen von der Abstimmungdes direkten Arbeitsbereichs mit der näheren und ferneren Umgebungüber Wechselwirkungen zwischen den Lichteigenschaften und den um -gebenden Materialien bis zur Berücksichtigung altersspezifischerVeränderungen des Auges.

Ausgehend von den wichtigsten lichttechnischen Begriffen und einerkurzen Einführung in das komplexe Thema „Sehen“ beleuchtet diese Fach-schrift die Wirkungszusammenhänge bei der Beleuchtung von Büroräumen.Sie zeigt auf, welche Anforderungen die einschlägigen Normen und Richt-linien definieren und wo es sinnvoll ist, über diese hinauszugehen. Vielekonkrete Planungsbeispiele zeigen, wie eine gute Arbeitsplatzbeleuchtungin der Praxis aussehen kann.

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= vertiefende Informationen

Hinweise/Zeichenerklärungen

Das Stichwortverzeichnis im Anhang enthält eine komprimierte Erläuterung derverwendeten Fachbegriffe. Zitierte Quellen sind ebenfalls im Anhang zusammen-gefasst.

Autoren: Christian Bartenbach Andreas Danler Judith Groß

Die Autoren Christian Bartenbach, Andreas Danler und Judith Groß sindlangjährige Lichtexperten des Bartenbach LichtLabor. Bartenbach LichtLaborgilt als Vorreiter und weltweit führendes Unternehmen für effiziente undgesunde Tageslicht- und Kunstlichtplanung. Neben der Lichtplanungbesitzt das Bartenbach LichtLabor eine eigene Abteilung für lichttechnischeForschung und Entwicklung. Das Wissen wird seit 2003 an der Licht -akademie Bartenbach in Kooperation mit der Universität Innsbruck in einemLichtlehrgang und Masterstudiengang vermittelt.

Kontakt:Bartenbach LichtLabor GmbHRinner Straße 14A-6071 AldransTelefon + 43 512 3338-0Telefax + 43 512 3338-88www.bartenbach.comoffice@bartenbach.com

Co-Autoren: Dr. Dieter Lorenz, Professor für Arbeitswissenschaft an der THM (Technische Hochschule Mittelhessen)

Charlotte A. Sust

Die ABoVe – Arbeitswissenschaft Büroorganisation Veränderungsmanage-ment – GmbH realisiert arbeitswissenschaftliche Forschungs- und Beratungs -projekte, unter anderem zu Wirkungen von Umgebungsbedingungen wie Licht/Beleuchtung auf Wohlbefinden und Leistung. Darüber hinaus werden Bürokonzepte entwickelt, geplant, umgesetzt und evaluiert.

Kontakt:ABoVe GmbHAbtshof 14D-79291 Merdingen Telefon + 49 7668 9960021info@abovegmbh.de

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Was ist Licht?

Licht und die Fähigkeit des Sehens werden fast automatisch zusammengenannt, weil das Licht das Medium des Sehens ist. Ohne Licht ist nichtssichtbar, Licht ermöglicht es uns erst Dinge überhaupt visuell zu erfassen.

So spielt das auf der Erde regelmäßig vorkommende Lichtspektrum, welches über Jahrmillionen von der Sonne abgegeben wurde, einewesentliche Rolle für unser heutiges Sehvermögen. Unser menschlichesAuge hat sich diesem angepasst und kann elektromagnetische Strahlungin einem bestimmten Wellenlängenbereich wahrnehmen, der durchunsere Atmosphäre hindurch fällt. Sprechen wir also von Licht, so mei-nen wir elektromagnetische Strahlung in einem Wellenlängenbereichvon 380 bis 780 Nanometer.

Zu jeder Wellenlänge gehört ein bestimmter Farbeindruck: Währendeine elektromagnetische Welle mit einer Wellenlänge von 380 Nano -meter vom Auge als sichtbares violettes Licht wahrgenommen wird,erzeugt eine Wellenlänge von 780 Nanometer einen roten Farbeindruck.Dazwischen befindet sich das gesamte sichtbare Farbspektrum von Violett über Blau, Grün, Gelb, Orange bis zu Rot.

Abb. 1

Wellenlänge in Nanometer [nm]

380 nm 780 nm

10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014

[1nm =10-9m]

1m 1km

KosmischeStrahlung

Gamma-strahlung

Röntgen-strahlung

RadarMikrowelle

FernsehenRadio

TelefonWechselstrom

„Licht“

Sichtbares Licht

ULTRAVIOLETT

INFRAROT

Bereiche elektromagnetischer Strahlung

Die Abbildung veranschaulicht das gesamte Energiespektrum, d. h. die volle Bandbreiteder bekannten elektromagnetischen Wellen.

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Um den visuellen Nutzlichtstrom einer Lichtquelle zu bestimmen,muss der physikalische Strahlungsfluss der Lichtquelle an der Hellempfindlichkeitskurve des Auges relativiert werden. Dazu wirdan jedem Wellenlängenpunkt des sichtbaren Spektrums (380 –780 nm) der physikalische Strahlungsfluss [ф(λ)] mit dem jeweiligenHellempfindlichkeitswert multipliziert, um den λ-spezifischenLichtstromanteil [ф(λ) * V(λ)] zu erhalten. Die integrative Summeüber den gesamten sichtbaren Spektralbereich ergibt folglich denGesamtlichtstrom der Lichtquelle.

Alle im Folgenden beschriebenen lichttechnischen Größen sindbereits mit der V(λ) Kurve und damit mit der menschlichen visuellenWahrnehmung „bewertet“.

Spektrale Empfindlichkeit des menschlichen Auges

Pflanzen und Tiere haben eine von der des Menschen abweichendeHellempfindlichkeit, die je nach Art und Spezies variieren kann. Diespektrale Empfindlichkeit des menschlichen Auges beschreibt, mitwelcher Intensität elektromagnetische Strahlung einer bestimmtenWellenlänge wahrgenommen wird. Dargestellt wird diese in dersogenannten Hellempfindlichkeitskurve „V(Lambda)“.

1,6

1,4

1,2

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

1,8

400 500 600 700 nm0

400 500 600 700 nm 400 500 600 700 nm Lichtstrom (ф)

Hellempfindlichkeit des Menschen V(λ)

physikalischer Strahlungsfluss (λ)

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Grundbegriffe

Lichtstrom ϕMaßeinheit: lm (Lumen)

Der Lichtstrom ф (Phi) bezeichnet die gesamte von einer Lichtquelle abgestrahlte und vom Auge „bewertete“ Lichtleistung.

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Abb. 2 Lichtstrom ϕ

Beispiele für Lichtströme

Kerze 10 lmGlühlampe 100 W 1.400 lmHochdruck-Metall-Dampflampe 2 kW 200.000 lmSonne 4 · 1028 lm

Lichtstärke I

Maßeinheit: cd (Candela)

Eine ideale, punktförmige Lichtquelle strahlt ihren Lichtstrom gleichmäßigin alle Richtungen ab, und ihre Lichtstärke ist theoretisch in alle Richtungengleich. In der Praxis entsteht durch die Bauart des Leuchtmittels oderdurch das Lenken des Lichts durch einen Reflektor eine ungleichmäßigeräumliche Verteilung des Lichtstroms. Es ist daher sinnvoll, ein Maß fürdie räumliche Verteilung des Lichtstroms anzugeben: Die Lichtstärke.

Sie ist ein Maß für den pro Raumwinkel Ω (Omega) abgegebenenLichtstrom ф und bezeichnet die Intensität des Teil-Lichtstroms, der ineiner bestimmten Richtung abgestrahlt wird.

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Lichtstärke IAbb. 3

A

I = Ωф

ф = von der Leuchte abgestrahlter Lichtstrom in Lumen (lm)

Ω = Raumwinkelelement (sr)

I = mittlere Lichtstärke in das Raumwinkelelement (lm/sr) = (cd)

Ω

ф

I

Der Raumwinkel Ω

Der Raumwinkel ist das Verhältnis einer beliebigen geformten Teil-fläche einer Kugeloberfläche zu dem Quadrat des Kugelradius. DieEinheit des Raumwinkels ist ein Steradiant (sr).

Radius R

A2

A1

Der Raumwinkel ist abhängig vom Aufbau der Lichtquelle bzw. von der Lichtlenkung durch die Leuchte.

Zur Darstellung der räumlichen Verteilung der Lichtstärke dient im Allgemeinen die Lichtverteilungskurve (LVK). Im Polardiagramm füreine bestimmte Leuchte kann man ablesen, welche Lichtstärke in einerbestimmten Richtung von einer entsprechenden Lichtquelle oderLeuchte zu erwarten ist. Um die Lichtstärke unterschiedlicher Lichtquellendirekt vergleichen zu können, werden die Werte jeweils auf 1.000 lmLichtstrom bezogen, also in cd/1.000 lm angegeben.

Teilfläche einer Kugel Ω =

(Radius der Kugel)2

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Grundbegriffe

Lichtstärkeverteilungskurven (LVK) verschiedener LeuchtenartenAbb. 4

Mittels Lichtstärkeverteilungskurven (LVKs) kann die Strahlungscharakteristik einerLeuchte beurteilt werden, d. h. sie zeigen auf, welcher Lichtstromanteil in welche Richtung abgestrahlt wird.

150° 160° 180° 160° 150°140°140°

130°130°

120°

110°

100°

90°

80°

70°

60°

50°

120°

110°

100°

90°

80°

70°

60°

50°

40°0° 10° 20° 30°20°30°40° 10°

150° 160° 180° 160° 150°140°140°

130°130°

120°

110°

100°

90°

80°

70°

60°

50°

120°

110°

100°

90°

80°

70°

60°

50°

40°0° 10° 20° 30°20°30°40° 10°

150° 160° 180° 160° 150°140°140°

130°130°

120°

110°

100°

90°

80°

70°

60°

50°

120°

110°

100°

90°

80°

70°

60°

50°

40°0° 10° 20° 30°20°30°40° 10°

150° 160° 180° 160° 150°140°140°

130°130°

120°

110°

100°

90°

80°

70°

60°

50°

120°

110°

100°

90°

80°

70°

60°

50°

40°0° 10° 20° 30°20°30°40° 10°

150° 160° 180° 160° 150°140°140°

130°130°

120°

110°

100°

90°

80°

70°

60°

50°

120°

110°

100°

90°

80°

70°

60°

50°

40°0° 10° 20° 30°20°30°40° 10°

150° 160° 180° 160° 150°140°140°

130°130°

120°

110°

100°

90°

80°

70°

60°

50°

120°

110°

100°

90°

80°

70°

60°

50°

40°0° 10° 20° 30°20°30°40° 10°

tief-/engstrahlend breitstrahlend freistrahlend

indirekt strahlend schrägstrahlend direkt-indirekt strahlend

LVK bei nicht rotationssymmetrischen Leuchten

Für rotationssymmetrische Leuchten, d. h. für Leuchten, die ihr Lichtgleichmäßig in alle Richtungen abstrahlen, genügt die Darstellungeiner Lichtstärkeverteilungskurve. Bei nicht-rotationsymmetrischenLeuchten werden zwei Lichtstärkeverteilungskurven längs (C90-Ebene) und quer (C0-Ebene) zur Leuchte angegeben.

Bild links: Schematische Darstellung C0-Ebene und C90-Ebene Bild rechts: Die blaue Kurve zeigt die Lichtverteilung in der C0-Ebene (quer zur Leuchtenachse); die rote Kurve zeigt die LVK für die C90-Ebene (längs zur Leuchtenachse)

C0-Ebene/C180-Ebene

C90-Ebene/C270-Ebene

150° 160° 180° 160° 150°140°140°

130°130°

120°

110°

100°

90°

80°

70°

60°

50°

120°

110°

100°

90°

80°

70°

60°

50°

40°0° 10° 20° 30°20°30°40° 10°

120°

80°

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Beleuchtungsstärke E

Maßeinheit: lx (Lux)

Die übliche Kenngröße zur Beurteilung der Lichtsituation an Büroarbeits-plätzen ist die Beleuchtungsstärke E. Die Beleuchtungsstärke ist die Mengedes Lichtstromes, der auf eine bestimmte Fläche auftrifft, gemessen inLux. Diese bezieht sich immer auf eine bestimmte Flächeneinheit undwird in Lumen pro Quadratmeter ausgedrückt.

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Beleuchtungsstärke EAbb. 5

ф

A E = Aф

ф = von der Leuchte abgestrahlter Lichtstromin Lumen (lm)

A = Fläche, auf die der Lichtstrom auftrifft inQuadratmeter (m2)

E = mittlere Beleuchtungs-stärke auf der Fläche inLux (lx)

Ein Lichtstrom von 1 lm erzeugt auf einer Fläche von 1m² eine Beleuchtungsstärke von 1 lx.

Je nach Lage der betrachteten Fläche unterscheidet man:

• horizontale Beleuchtungsstärke Eh

• vertikale Beleuchtungsstärke Ev

Horizontale und vertikale BeleuchtungsstärkeAbb. 6

EhEv

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Grundbegriffe

Beispiele für Beleuchtungsstärken

Mittagssonne Sommer 100.000 lxBewölkter Himmel Winter 10.000 lxKlarer Vollmond 1 lxNeumond (Sternenlicht) 0,01 lxChirurgische Operationen 100.000 lx

Büroarbeitsplatz 500 lx

Leuchtdichte L

Maßeinheit: cd/m2 (Candela/Quadratmeter)

Die gemessene Beleuchtungsstärke sagt jedoch unter Umständen nochwenig über die tatsächlich wahrgenommene Helligkeit aus. Denn einewichtige Einflussgröße des Helligkeitseindrucks eines beleuchtetenObjekts, z. B. einer Arbeitsplatte, ist deren Oberflächenreflexion. Ab -hängig davon, ob die Oberfläche z. B. weiß oder schwarz ist, variiert diegesehene Helligkeit trotz gleichbleibender Beleuchtungsstärke. Diesberücksichtigt die Leuchtdichte.

Die Leuchtdichte ist der tatsächlich gesehene Helligkeitseindruck, dersich aus der auftreffenden Beleuchtungsstärke und dem Reflexionsgraddes Materials ergibt.

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Eine weitere Kenngröße ist die zylindrische Beleuchtungsstärke Ez. Sie bezeichnet den Mittelwert der vertikalen Beleuchtungsstärken(gemessen in alle Richtungen) für einen bestimmten Punkt im freienRaum. Die zylindrische Beleuchtungsstärke wird herangezogen, um die allgemeine vertikale Ausleuchtung von Personen oder Objekten im Raum bewerten zu können.

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Für matte (diffus reflektierende) Oberflächen kann die Leuchtdichtesehr einfach anhand der Beleuchtungsstärke und des Reflexionsgrades„ρ“ (Rho) berechnet werden (siehe auch Seite 31ff).

Zusammenhang zwischen Beleuchtungsstärke und LeuchtdichteAbb. 8

L = Leuchtdichte L [cd/m2]E = Beleuchtungsstärke E [lx]ρ = Reflexionsgradπ = 3,14159

E

ρ L

L = πE · ρ

Veränderung der Leuchtdichte durch die OberflächenwahlAbb. 7

Durch Veränderung des Reflexionsgrades der Möblierung (von schwarzen Stühlen aufweiße Stühle) wird ein neuer Raumeindruck erzeugt. Die weißen Stühle weisen einehöhere Leuchtdichte als die schwarzen Stühle auf und beeinflussen das wahr genommeneLichtmilieu.

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Leuchtmittel

Als Leuchtmittel oder Lampe bezeichnet man die elektrische Lichtquelleeiner Leuchte. Seit der Erfindung des ersten elektrischen Leuchtmittels,der Glühlampe, haben wir einen immensen Technologiesprung erlebt.Da nun im Rahmen der Energieeinspardiskussion das Argument der Öko -logie auch bei Leuchtmitteln immer mehr an Bedeutung gewinnt, gehtes heute bei der Bürobeleuchtung meist um die Frage „Leuchtstofflampeoder LED“. Betrachtet man das Thema Licht in seiner Wirkung undAnwendung allerdings ganzheitlich, sind weitaus mehr Kriterien aus-schlaggebend für die Wahl des richtigen Leuchtmittels. Hier sind wichtigePunkte wie die Lichtfarbe, die Farbtemperatur, die Farbwiedergabe, dieLichtausbeute und die Lebensdauer zu nennen. Diese werden im zwei-ten Teil dieses Kapitels detailliert verglichen. Der erste Teil widmet sichden grundlegenden Typen von Leuchtmitteln und ihren allgemeinenVor- und Nachteilen.

Leuchtmittel – Überblick

GlühlampenDie Glühlampe ist ein Temperaturstrahler, bei dem durch Widerstands -erhitzung Licht erzeugt wird. Sie besteht aus einem Wolframdraht ineinem Glaskolben, der mit Edelgas (z. B. Argon) gefüllt ist. Durch dieEdelgasfüllung wird die Temperatur der Wolframwendel erhöht und dieAbdampfung verringert. Somit wird die Lichtausbeute verbessert unddie Lichtstromabnahme, bedingt durch die verhinderte Schwärzung derInnenseite des Glaskolbens, reduziert. Eine weitere Verbesserung derLichtausbeute wird durch die doppelte Wendelung des Widerstands-drahtes erreicht.

Glühlampen erzeugen ein brillantes warmweißes Licht, haben jedocheine vergleichsweise geringe Lebensdauer und eine schlechte Lichtaus-beute.

HalogenglühlampenEine Weiterentwicklung der Glühlampe ist die Halogenlampe, bei derder Kolben mit Halogengas gefüllt ist. Dieser Füllgaszusatz sorgt dafür,dass sich abdampfende Wolfram-Atome nach einem „Kreisprozess“wieder auf der Wendel ablagern und so eine Kolbenschwärzung ver-hindert wird.

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Unterschieden werden Halogenglühlampen in Hochvoltlampen für denBetrieb an 230 V und in Niedervoltlampen für Spannungen von 6, 12oder 24 V.

Die Halogenglühlampe zeichnet sich durch helles warmweißes Licht mitkontinuierlichem Spektrum und sehr guten Farbwiedergabeeigenschaf-ten aus. Die Lichtausbeute von Halogenglühlampen liegt über der vonherkömmlichen Glühlampen.

Alle Temperaturstrahler können problemlos gedimmt werden. Niedervolt-Lampen benötigen dafür jedoch einen speziellen Dimmer, der auf den Transformator abgestimmt sein muss.

EntladungslampenEntladungslampen erzeugen Licht beim Stromdurchgang durch ionisier-tes Gas oder Metalldampf. Je nach Gasfüllung wird sichtbares Lichtdirekt abgestrahlt oder UV-Strahlung durch Leuchtstoffe auf der Innen-seite der Glaskolben in sichtbares Licht umgewandelt. Entsprechenddem Betriebsdruck im Entladungsrohr unterscheidet man Niederdruck-und Hochdrucklampen.

Entladungslampen benötigen zum Betrieb ein Vorschaltgerät, dashauptsächlich dazu dient, den durch die Lampen fließenden Strom zubegrenzen. Zur Zündung werden Starter oder Zündgeräte gebraucht,die genügend hohe Spannungs- und Energieimpulse liefern, um dieGassäule (Entladungsstrecke) zu ionisieren und dadurch die Lampe zuzünden. Bei Verwendung von elektronischen Vorschaltgeräten (EVG)wird die Lichtausbeute und Lebensdauer der Lampen erhöht. Darüberhinaus starten die Lampen sofort und flackerfrei und erzeugen ein ruhi-ges flimmerfreies Licht. Defekte Lampen werden automatisch abge-schaltet.

Die für die Innenraumbeleuchtung wesentlichen Entladungslampensind die Leuchtstofflampen (Niederdruckentladung) sowie die Halogen-Metalldampflampen (Hochdruckentladung).

Halogen-MetalldampflampenHalogen-Metalldampflampen sind sehr energieeffizient, haben einenkleinen Brenner und geben deshalb ein sehr brillantes Licht ab. Sie sindin verschiedenen Lichtfarben erhältlich. Nachteilig für einige Anwen-dungen ist vor allem das Zünd- und Schaltverhalten, da die Halogen-Metalldampflampe einige Minuten benötigt um nach dem Einschaltenden vollen Lichtstrom zu erreichen. Nach dem Ausschalten einer Lampe,muss die Lampe außerdem einige Minuten abkühlen, ehe ein Wieder-einschalten möglich ist. Ein Dimmen der Lampe ist nicht sinnvoll möglich.

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Leuchtmittel

LeuchtstofflampenLeuchtstofflampen sind Niederdruck-Entladungslampen. Sie habendrei oder fünf besonders prägnante Spektralbereiche im blauen, grü-nen und roten Bereich, welche die Farbwiedergabeeigenschaftenbestimmen. Die auf der Innenseite der Lampenrohre aufgetrageneLeuchtstoffschicht wandelt die im Wesentlichen unsichtbare UV-Strah-lung der Gasentladung in sichtbares Licht um. Die chemische Zusam-mensetzung des Leuchtstoffs bestimmt u. a. die Lichtfarbe und Farb-wiedergabe.

Dreibanden-Leuchtstofflampen mit 26 mm Rohrdurchmesser habeneine hohe Lichtausbeute und lange Lebensdauer. Eine noch höhereLichtausbeute besitzen Dreibanden-Leuchtstofflampen mit 16 mmRohrdurchmesser und reduzierter Lampenlänge. Diese T5-Leucht-stofflampen können ausschließlich an elektronischen Vorschaltgeräten(EVG) betrieben werden.

Zwei Baureihen stehen zur Verfügung: Lampen mit „hoher Licht -ausbeute“ (HE) mit 14 W bis 35 W sind auf höchste Wirtschaftlichkeit ausgelegt; ein „hoher Lichtstrom“ (HO) ist das Kennzeichen der zweitenBaureihe mit 24 W bis 80 W für Anwendungsbereiche mit indirekterBeleuchtung oder direkter Beleuchtung in Räumen mit großenHöhen.

Leuchtstofflampen mit 7 mm Rohrdurchmesser und 6 W bis 13 W werden in Display-, Möbel- und Bilderleuchten eingesetzt.

Im Gegensatz zu punktförmigen Lichtquellen, wie z. B. der Glühlampe,wird das Licht bei Leuchtstofflampen von einer großen Oberflächeabgestrahlt. Somit wird hauptsächlich diffuses Licht erzeugt, das sichweniger zur brillanten Akzentbeleuchtung als vielmehr zu einer groß-flächigen gleichmäßigen Beleuchtung eignet.

KompaktleuchtstofflampenKompaktleuchtstofflampen besitzen die gleichen Eigenschaften wieDreibanden-Leuchtstofflampen. Sie besitzen eine kompaktere Form,die durch die gebogenen Entladungsrohre zustande kommt. Allerdingssind Kompaktleuchtstofflampen nicht so energieeffizient, wie klassi-sche, lineare Leuchtstofflampen. Auch hier werden die Lichtausbeute,die Lebensdauer und der Lichtkomfort beim Betrieb mit EVG erhöht.

Leuchtstofflampen und Kompaktleuchtstofflampen können angeeigneten EVG zudem problemlos gedimmt werden.

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LEDsLEDs gibt es in zahlreichen Formen und Farben. LEDs sind Leucht dioden,das Kürzel steht für „Licht Emittierende Diode“ bzw. für „Light EmittingDiode“. Dabei handelt es sich um elektronische Halbleiter-Bauelemente,die unter Spannung Licht in den Farben Rot, Grün, Gelb oder Blauerzeugen. Das Emissionsspektrum des so entstehenden Lichts istschmalbandig und abhängig vom Material des Halbleiters. Mit Hilfeunterschiedlicher chemischer Phosphor beschichtungen können blauleuchtende LEDs auch weißes Licht erzeugen.

Die speziellen Vorteile dieses Leuchtmittels sind die kleine Bauform, die hohe Lebensdauer und die damit einhergehende Wartungsfreiheit.Darüber hinaus zeichnet sich die LED durch einen geringen Energie -verbrauch, Farbstabilität und Stabilität gegen Erschütterungen aus. Durchdie kleine punktuelle Bauform ist eine präzise Lichtlenkung möglich.Außerdem emittieren LEDs keine Infrarot (IR)- oder Ultraviolett (UV)-Strahlung.

Durch die speziellen Eigenschaften der LED sind ganz neue Lichtkonzepterealisierbar, wie z. B. Stimmungslicht in unterschiedlichen Lichtfarben,Tag-Nacht-Umschaltung der Lichtfarbe und besonderes Effektlicht. ImBürobereich ist ein wichtiges Argument sicher auch die lange Lebensdauer,die in der Folge die Kosten für Wartung der Leuchten senkt.

Leuchtmittel – Vergleich

Die Lichtausbeute η

Maßeinheit: lm/W

Die Lichtausbeute (η), also das Verhältnis von abgegebenem Lichtstrom zur aufgewendeten elektrischen Leistung, gibt Aufschluss über dieWirtschaftlichkeit einer elektrischen Lichtquelle:

η = Lichtausbeute in lm/Wф = Lichtstrom in lm (Lumen)P = elektrische Leistung in W (Watt)

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η = Pф

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Leuchtmittel

LichtausbeuteAbb. 9

Glühlampe10 – 13 lm/W

NV-Halogen-Glühlampe15 – 25 lm/W

Kompaktleuchtstofflampe50 – 60 lm/W

Leuchtstofflampe 70 – 95 lm/W

Halogen-Metalldampflampe70 – 100 lm/W

LED< 140 lm/W lumen

Beispiele für Lichtausbeuten verschiedener Lichtquellen

Leuchtmittel mit weniger als 90 lm/W sollte man eher vermeiden. D. h.,dass klassische Leuchtstofflampen und LEDs sich prinzipiell gut für denEinsatz im Bürobereich eignen. Speziell bei LEDs sollte man aber auf dieangegebene Lichtausbeute besonders achten, denn es gibt LEDs, diebereits wesentlich effizienter sind als Leuchtstofflampen, aber auch solche,die nicht die Leistungsdaten der Leuchtstofflampe erreichen.

Die Lebensdauer

Maßeinheit: h (Stunde)

Die Lebensdauer des Leuchtmittels spielt immer dann eine große Rolle,wenn die Wartung der Beleuchtungsanlage hohe Kosten verursachtoder die Leuchten schwer zugänglich sind, z. B. bei großen Decken höhen.Massiven Einfluss auf die Lebensdauer eines Leuchtmittels haben diejeweiligen Nutzungsbedingungen. Während sich bei Glühlampen die Betriebsspannung auf die Lebensdauer auswirkt, ist es bei Entladungs -lampen die Schalthäufigkeit.

Bei Glühlampen wird die Lebensdauer als durchschnittliche Lebens-dauer bis zum Ausfall von 50 % der Lampen angegeben. Bei Entladungs -lampen beziehen sich die Angaben hingegen auf die wirtschaftlicheLebensdauer bis zu einer Lichtstromreduzierung auf 80 %.

Bei LEDs wird die Lebensdauer mit dem Rückgang des Leuchtmittellicht-stroms auf einen definierten Schwellwert definiert. So bedeutet z. B.

lumen

lumen

lumen

Watt

Watt

Watt

Watt

Watt

Watt

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50.000 h/LM70 bei LEDs, dass nach 50.000 h die LEDs nur noch 70 %ihres Anfangslichtstromes haben. Gerade bei der Lebensdauerangabevon LEDs muss man deshalb besonders darauf achten, wie die Lebens-dauer definiert ist, d. h. mit welchem Lichtstromschwellwert die ange-gebene Lebensdauer des LED-Produktes in Bezug gebracht wird.

LebensdauerAbb. 10

Glühlampe1.000 h

NV-Halogen-Glühlampe4.000 h

Kompaktleuchtstofflampe15.000 h

Leuchtstofflampe20.000 h

Halogen-Metalldampflampe8.000 h

LED50.000 h +

Die Lebensdauer verschiedener Lichtquellen

Die Farbtemperatur TF

Maßeinheit: K (Kelvin)

Die Lichtfarbe einer Lampe wird mit der Farbtemperatur TF und derMaßeinheit Kelvin (K) beschrieben. Die Kelvin-Temperaturskala beginntbeim absoluten Nullpunkt (0 Kelvin ≈ – 273 °C).

Die Farbtemperatur der Farbe einer Lichtquelle wird durch Vergleichmit der Farbe eines „Schwarzen Strahlers“ bestimmt. Der „SchwarzeStrahler“ ist ein „idealisierter“ Körper, z. B. aus Platin, der alles Licht,das auf ihn fällt, schluckt und dessen Reflexionsstrahlung somitgleich Null ist. Wenn ein „Schwarzer Strahler“ langsam erhitzt wird,durchläuft er eine Farbskala von Dunkelrot, Rot, Orange, Gelb, Weißbis zum Hellblau. Je höher die Temperatur, desto weißer wird die Farbe. Die Temperatur eines „Schwarzen Strahlers“ in K, bei der mitder zu bestimmenden Lichtquelle Farbgleichheit besteht, ist die ähnlichste Farbtemperatur der Lichtquelle.

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Leuchtmittel

Typische Farbtemperaturen einiger LampenTab. 1

Warmweiß – NeutralweißDie Norm DIN EN 12464 teilt die Lichtfarben der Lampen in drei Gruppen tw – tageslichtweiß, nw – neutralweiß und ww – warmweiß ein:

Warmweiß unter 3.300 K Neutralweiß 3.300 – 5.300 K Tageslichtweiß (auch Kaltweiß) über 5.300 K

Eine hohe Farbtemperatur wird folglich als „kaltes“ Licht empfundenund eine niedrige Farbtemperatur als warmes Licht. Das führt oft zuVerwirrungen, da mit der Farbtemperatur die physikalische Tempe-ratur in K ausgedrückt wird und mit dem Begriff Lichtfarbe die visuell-psychologische Empfindung des Lichtes für den Menschen.

Glühlampe 2.600 – 2.700 K

NV-Halogen-Glühlampe 3.000 – 3.200 K

Leuchtstofflampe 2.700 – 6.500 K

Halogen-Metalldampflampe 3.000 – 5.400 K

Zum Vergleich

Tageslicht 6.500 K

Blauer Himmel 12.000 K

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FarbspektrenAbb. 11

Kontinuierliches Spektrum

Linien Spektrum

Nahezu kontinuierlichesSpektrum bei weißen LEDs

Die Farbwiedergabe Ra

Maßeinheit: dimensionslos

Korrekte Farbwahrnehmung auch bei künstlichem Licht ist eine wichtigeAufgabe guter Beleuchtung. Der Farbeindruck wird durch die Wechsel-wirkung zwischen der Farbe der betrachteten Gegenstände, also derenspektralen Reflexionsgraden und der spektralen Zusammensetzung desLichtes bestimmt.

Aus der Erfahrung des täglichen Lebens sind dem Menschen eine Reihe von „Körperfarben“ bekannt, die je nach Beleuchtung zwarunterschiedlich aussehen können, für die aber unabhängig davonbestimmte „Erfahrungs-Sehwerte“ vorhanden sind. Z. B. ist die Farbeder menschlichen Haut bei Tageslicht „gespeichert“. Fehlt im künst -lichen Licht eine Spektralfarbe oder sind einige im Spektrum der Lampeüberbetont (z. B. bei Glühlampenlicht), erscheint die Hautfarbe zwar

Das Licht von Lampen mit gleicher Lichtfarbe kann eine völlig unter-schiedliche spektrale Zusammensetzung haben.

Glühlampe

NV-Halogen-Glühlampe

Kompaktleucht-stofflampe

Leuchtstofflampe

Halogen-Metalldampflampe

LED

21

Leuchtmittel

Farbwiedergabe gemäß DIN 6169-1Tab. 2

andersfarbig, aber aufgrund der Erfahrung trotzdem „natürlich“. Beianderen farbigen Materialien, für die keine „Erfahrungswerte“ vor -liegen, können jedoch völlig andere Farbwahrnehmungen eintreten.

Zur Beschreibung der farblichen Wirkung der Lichtquellen werden derenFarbwiedergabeeigenschaften angegeben. Dies erfolgt in Stufen fürden „allgemeinen Farbwiedergabe-Index“ Ra. Der Farbwiedergabe-Index kennzeichnet das Maß der Übereinstimmung der Körperfarbe mit ihrem Aussehen unter der jeweiligen Bezugslichtquelle. Zur Be -stimmung der Ra-Werte von Lichtquellen werden acht – in der Umweltdominante und festgelegte – Testfarben jeweils mit der Bezugslicht-quelle (mit Ra = 100) und der zu prüfenden Lichtquelle beleuchtet. Je geringer oder größer die Abweichung der Farbwiedergabe derbeleuchteten Testfarbe ist, umso besser oder schlechter ist die Farb -wiedergabeeigenschaft der geprüften Lichtquelle.

Eine Lichtquelle mit Ra = 100 lässt alle Farben wie unter der Bezugs-lichtquelle optimal erscheinen. Je niedriger der Wert für Ra ist, umsoweniger gut werden die Körperfarben der beleuchteten Gegenständewiedergegeben.

Für Büroräume fordert die Norm DIN EN 12464 einen Farbwieder -gabe-Index von Ra ≥ 80, das entspricht der Farbwiedergabestufe 1B. Weitere Empfehlungen enthält die DIN 6169-1.

Weil das Licht von Lampen mit gleicher Lichtfarbe unterschiedlichespektrale Zusammensetzung haben kann (s. o.), ist es nicht möglich, ausder Lichtfarbe einer Lampe auf die Qualität ihrer Farbwiedergabe zuschließen.

Bezeichnung Farbwiedergabe- Farbwiedergabe-stufe Index Ra

sehr gut 1A Ra ≥ 90

1B 80 ≤ Ra < 90

gut 2A 70 ≤ Ra < 80

2B 60 ≤ Ra < 70

weniger gut 3 40 ≤ Ra < 60

4 20 ≤ Ra < 40

Licht12.

22

Leuchten

Für die Beleuchtung von Büroarbeitsplätzen steht eine Vielzahl vonLeuchtensystemen am Markt zur Verfügung. Dabei ist es für den Laienschwer, einen Überblick zu finden und die für die jeweilige Bürosituationam besten geeignete Leuchtenart zu sondieren. Natürlich spielen nebender optimalen Beleuchtungsqualität auch gestalterische und nutzungs-spezifische Aspekte sowie die Wirtschaftlichkeit eine wichtige Rolle.

Es reicht nicht aus, eine Leuchte nur rein technisch, isoliert von derjeweiligen Anwendungssituation zu bewerten. Es kann nämlich durch-aus sein, dass Leuchten mit lichttechnisch guten Grunddaten bei gewissen Raumsituationen und Anwendungen ihre Stärken gar nichtausspielen können.

Ein einfaches, aber einleuchtendes Beispiel dazu: Eine direkt-indirektstrahlende Pendelleuchte hat effiziente Leuchtmittel und einen hervor-ragenden Leuchtenbetriebswirkungsgrad. Allerdings strahlt die Leuchte80 % ihres abgegebenen Lichtstromes nach oben und nur 20 % nachunten. Beim Einsatz in einem Büroraum mit einer grauen Sichtbeton-decke wird der Großteil des indirekten Lichtes von der schlecht reflek-tierenden Decke geschluckt und der Wirkungsgrad für die Raum -beleuchtung ist dann sogar sehr schlecht.

Trotzdem ist es zunächst wichtig die Leuchten technisch zu differenzieren. Dazu spielen vor allem die nachfolgenden Punkteeine wichtige Rolle:

• Strahlungsart (direkt, direkt-indirekt, indirekt)• Lichtverteilung (engstrahlend, breitstahlend)• Leuchtenbetriebswirkungsgrad• Leuchtmittel (Leuchtstofflampe, Kompaktleuchtstofflampe, LED)• Leuchtmitteleffizienz• Montageart (Deckeneinbau, Deckenanbau, Pendel, Stehleuchte,

Tischleuchte)• Lichttechnik (reflektorisch-glänzend, reflektorisch-matt, prismatisch,

linsenoptisch)• Lichtsteuerung• Lichtqualität

23

Leuchten

Dazu kommen noch die gestalterischen, nutzungsspezifischen und wirtschaftlichen Aspekte:

• Design• Flexibilität (z. B. bei Raum-, oder Möblierungsänderung)• Investitionskosten• Betriebskosten

Generell darf bei der Leuchtenauswahl nie außer Acht gelassen werden,dass neben den genannten Aspekten die gute, nutzungsspezifischeBeleuchtungsqualität große Priorität haben sollte.

Oft werden Leuchten allein nach wirtschaftlichen oder gestalterischenGesichtspunkten ausgewählt und die Beleuchtungsqualität der ausge-führten Anlage wird dann, trotz Normenkonformität der Lösung, alsnicht zufriedenstellend erlebt. Ein Grund kann z. B. sein, dass die Eigen-helligkeit einer im Blickfeld befindlichen Leuchte zu hoch ist und des-halb als störend empfunden wird.

Eine sehr wichtige, grundsätzliche Kenngröße ist der Leuchten -betriebswirkungsgrad.

Er drückt aus, welcher Anteil des vom Leuchtmittel abgegebenen Lichtstromes, im Betrieb auch aus der Leuchte austritt. So heißt z. B. ηLB = 70 %, dass 30 % des Lampenlichtstromes in der Leuchte verlorengehen (z. B. durch: Reflektor, Glas, Abschatter, Prismenstrukturen, …).Für die Büroanwendung gilt, dass rein direkt strahlende Leuchteneinen Leuchtenbetriebswirkungsgrad von ηLB > 70 % haben sollten,rein indirekt strahlende Leuchten von ηLB > 80 %.

Leuchtenbetriebswirkungsgrad ηLBAbb. 12

Eine Leuchte mit einem freistrahlenden Leuchtmittel, ohne Reflektor und Gehäuse, hateinen ηLB von 100 %, jedoch keine Ausblendung und keine Richtwirkung des Lichtes.

ηLB = фф

LeuchteLeuchtmittel

Leuchtengehäuse

Reflektor

Leuchtmittel

Abschlussglas

ф Leuchte = aus der Leuchte austretender Lichtstrom

ф Leuchtmittel = vom Leuchtmittel abgegebener Lichtstrom

Licht12.

24

Die lichtlenkenden Prinzipien von unterschiedlichen Leuchten könnenvon glänzenden Reflektoren über weiße Reflektoren bis hin zu streu -enden oder prismatischen Optiken reichen. Man kann hier die Prinzi-pien nicht allgemein werten. Grundsätzlich gilt, dass glänzende Reflektor-optiken eher ein gerichtetes Licht haben. Sie lassen daher den Einsatzmit einer geringeren Eigenhelligkeit im Abschirmbereich zu, alsstreuende Optiken. Streuende Optiken haben also meist „gutmütigere“,oder „weichere“ Lichtverteilungskurven, allerdings mit dem Nachteil,dass die Eigenhelligkeit der Leuchte unter flachen Betrachtungs -winkeln wesentlich größer ist.

Diese Eigenhelligkeit der Leuchte darf unter flachen Betrachtungs -winkeln gemäß DIN 5035-7 den Wert von 1.000 cd/m² nicht über-schreiten, um störende Reflexblendungen auf dem Bildschirm einzu-schränken.

Für die Blendungsbewertung beim direkten Blick auf die Leuchte imRaum wird nicht die Leuchtdichte der Leuchte, sondern das sogenannteUGR-Verfahren (Unified Glare Rating) herangezogen. Dabei wird dieBlendwirkung der gesamten Beleuchtungsanlage (Leuchte im Zusammen - wirken mit dem jeweiligen Raum) für eine definierte Betrachterpositionbewertet. Der UGR-Wert ist somit kein reines Leuchtenspezifikum. Jeniedriger der UGR-Wert, desto geringer ist die Direktblendung. Füreinen Büroraum fordert die DIN EN 12464-1 einen Wert von UGR ≤ 19.

Mit modernen Lichtplanungsprogrammen ist es möglich, den UGR-Wert für verschiedene Licht-Raum-Situationen zu berechnen.

25

Licht und Auge

Aufbau und Grundfunktion des Auges

Im Auge vollziehen sich die perzeptiv-physikalischen Prozesse des Seh-vorganges. Nach den Gesetzen der geometrischen Optik wird auf derNetzhaut des Auges ein seitenverkehrtes, wegen der Wölbung der Netz -hautebene verzerrtes und auf dem Kopf stehendes Bild der Gegenständeerzeugt. Lichtempfindliche Nervenzellen auf der Netzhaut nehmendie Lichtreize auf. Über den Sehnerv werden die so erzeugten Nerven-impulse zum Sehzentrum des Gehirns geleitet, wo sie letztendlich zumwahrgenommenen Bild verarbeitet werden. Neben den für das Sehenwichtigen Stäbchen und Zapfen gibt es weitere lichtempfindliche Zellen(Ganglienzellen) im menschlichen Auge, die für die Regulierung desSchlaf-Wach-Rhythmus und der inneren Uhr wichtig sind (siehe auchSeite 63).

Die Augenlinse ist durch den ringförmigen Ziliarmuskel in ihremKrümmungsradius veränderbar, wodurch die Brennweite reguliert wirdund sozusagen das Bild scharf gestellt wird. Diesen Vorgang des Scharf-stellens nennt man Akkommodation. Die der Augenlinse vorgelagerteIris funktioniert als eine Art mechanische Blende, mit deren Öffnungs-weite das Auge den wichtigen Ablauf der Helligkeitsanpassung (Adaptation) einleitet.

>

AugeAbb. 13

Netzhaut

SeegrubeFovea centralis

optische AchseFixierlinie

Sehnerv

Blinder Fleck

vordere Augenkammer mit Kammerwasser

Hornhaut

Iris

Ziliarmuskel

Augenlinse

Glaskörper

Licht12.

26

Hell-Dunkel-Sehen / Farbsehen

Die Netzhaut ist mit ca. 120 Millionen Sehzellen für die Erfassung vonHelligkeit und Farbe besetzt.

Die beiden Typen von Sehzellen – Stäbchen und Zapfen – sind hinsicht-lich Ort und Dichte ungleich verteilt. Die Stäbchen sind für das Hell-Dunkel-Sehen zuständig, können jedoch keine Farbe erfassen. Die Zapfensind farbsensitiv und es gibt drei Arten für die Erfassung von rot, grünund blau.

Im Zentrum der Netzhaut befinden sich in großer Dichte sehr feine,farbtüchtige Zapfen, aber keine Stäbchen. Die Dichte der Zapfen nimmtzur Peripherie hin sehr schnell ab – in den äußeren Bereichen der Netz-haut gibt es nur Stäbchen, die zwar kein Farbsehen ermöglichen, aberetwa tausendmal lichtempfindlicher sind als die Zapfen.

>

Netzhaut

Sehnerv

Stäbchen Zapfen

NetzhautAbb. 14

Bei sehr geringen Helligkeiten (z. B. bei Vollmond mit ca. 1 lx) ist keinFarbsehen möglich, man sieht nur über die Stäbchen in Graustufen. DerSpruch „In der Nacht sind alle Katzen grau“ kommt genau daher. Mitzunehmender Helligkeit reagieren dann aber die Zapfen immer stärkerund das Farbsehen setzt ein.

27

Licht und Auge

Gesichtsfeld

Als Gesichtsfeld wird der räumliche Winkelbereich bezeichnet, inner-halb welchem Lichtreize aus der Umgebung wahrgenommen werdenkönnen. Beim Menschen ist das Gesichtsfeld nach oben mit ca. 60°begrenzt. Seitlich ist der Erfassungsbereich größer.

>

GesichtsfeldAbb. 16

Maximales Gesichtsfeldbeider Augen

Gesichtsfeld beiderAugen für Farbsehen

linkes Auge

Blinder Fleck

rechtes Auge linkes Auge rechtes Auge

Leuchtdichtebereich für Hell-Dunkel- und FarbsehenAbb. 15

90 Grad 90 Grad

10 10

30 30

50

70 70

50

Stäb

chen

Ada

ptat

ions

-Leu

chtd

icht

e (c

d/m

2 )

1010

108

106

104

102

10

10-2

10-4

direkterBlick in dieSonne

mittleres Tageslichtan einem klarenSommertag

Grenzen desFarbsehens

Bildschirme10 – 300 ca/m2

unterste Grenzedes Hell-Dunkel-Sehens

BLEN

DU

NG

skot

opis

ch

mes

opis

ch

phot

opis

ch

Zapf

en

Licht12.

28

Helligkeitsanpassung

Neben der Iris übernehmen die lichtempfindlichen Zellen einenwesentlichen Teil der Adaptation, indem sie ihre Empfindlichkeit dergegebenen Helligkeit anpassen. Der Vorgang kann bis zu 30 Minutendauern, bis sich das Auge an extrem dunkle Lichtverhältnisse angepassthat. Die Anpassung an große Helligkeiten geht wesentlich schneller.

Eine Bedeutung hat die Helligkeitsanpassung auch im Kontext der Büro-arbeit, da sehr große Leuchtdichteunterschiede im Raum (z. B. zwischenTischzone und Umgebung) beim Blickwechsel im Raum einen Adap -tationsvorgang bewirken. Die Notwendigkeit von derartigenAdaptations vorgängen wirkt ermüdend und verringert die Leistung.

Licht im Alter

Altersbedingt reduzieren sich einige Funktionen im Auge. Die Linsewird mit zunehmendem Alter unflexibler, sodass vor allem naheliegendeObjekte nicht mehr ausreichend scharf gesehen werden können(Altersweitsichtigkeit). Durch eine zunehmende Gelbfärbung der Linsewird die ins Auge fallende Lichtmenge im Alter reduziert. Dadurch werden für die gleiche Sehleistung größere Helligkeiten benötigt als injungen Jahren. Durch die Einfärbung der Linse geht auch das Vermögen,Farben und Farbsättigung wahrzunehmen zurück.

>

>

200 %

150 %

100 %20 30 40 50 60 70 80

Lebensalter

Zuna

hme

–Li

chtb

edar

f

Blau-weißBedarf

RotBedarf

Zunahme des Lichtbedarfs im Lebensalter Abb. 17

29

Wie wir Dinge wahrnehmen, hängt folglich davon ab, wie unser Gehirndie vom Auge erfasste Information weiterverarbeitet und interpretiert.Die Wahrnehmung ist subjektiv und wird vom Gehirn beeinflusst,Erfahrungen und Erinnerungen fließen in die Weiterverarbeitung desGesehenen ein. Die Wahrnehmung ist also keine einfache Abbildungder Umwelt.

Der Prozess der Wahrnehmung unterliegt zahlreichen Einflussfaktoren,wie z. B. der Selektivität, der Kontextabhängigkeit und der Wissens-und Erwartungsabhängigkeit.

Lichtwirkung und Oberflächenwahrnehmung

Wahrnehmung von Licht

„Sehen ist ein geistiger Vorgang“ PROF. CHRISTIAN BARTENBACH

Ein visueller Raum wird durch die ihn begrenzenden Oberflächenbestimmt und wahrnehmbar (siehe auch Seite 11). Das über das Material reflektierte Licht erreicht als mit Information aufgeladenesSekundärlicht die Netzhaut des Auges. Im nächsten Schritt kommt es zu einer selektiven Verarbeitung: Der Beobachter bewertet und interpretiert das Gesehene – aus der weiteren kognitiven Verarbei -tung resultiert ein Gesamt erscheinungsbild.

>

LichtwahrnehmungAbb. 18

Auge Gehirn

sekundäres Licht Informationslicht

kognitive Verarbeitung

Licht12.

30

> Zusammenspiel von Licht und Material

„Licht ist nicht sichtbar – Licht macht sichtbar“

Durch das Zusammenspiel von Licht und Material ergeben sich vielfäl -tige Gestaltungsmöglichkeiten des Licht- und Raummilieus. Das Licht-und Raummilieu kann auf zwei Ebenen beeinflusst werden: DurchÄnderung des Spektrums der Primärlichtquelle oder durch die Variationdes Materials.

Durch die Änderung der Primärlichtquelle wird eine Büroszene inunterschiedliches Licht getaucht. Somit erscheint ein und derselbeBüroraum unter der Variation der Lichtfarbe jedes Mal anders undbeeinflusst unmittelbar den Raumnutzer.

Änderung der PrimärlichtquelleAbb. 19

Büroraum: Variation der Lichtfarbe, neutralweißes, kaltweißes und warmweißes Licht

Das Spektrum der Primärlichtquelle ist folglich ein wichtiger Aspekt beider Arbeitsplatzgestaltung; darüber hinaus ist zu berücksichtigen, mitwelcher Lichtverteilung und Intensität das Primärlicht auf eine Flächeauftrifft, durch diese moduliert wird und wie dann die Lichtverteilungdes Sekundärlichtes aussieht.

Hierbei nehmen neben Struktur und Farbe auch die Reflexionseigen-schaften großen Einfluss auf die Aussage und Wirkung eines Materials.Man unterscheidet die gerichtete Reflexion (z. B. Spiegel) und die idealdiffuse Reflexion eines Materials (z. B. Gipsplatte). Dazwischen gibt esviele Zwischenstufen, wie z. B. gemischt oder spreizend reflektierendeMaterialien (z. B. Emaille). Die Reflexionseigenschaften können auchals Glanzeffekt in Erscheinung treten, der durch die sogenannte Indi katrixbeschrieben und dargestellt wird.

31

Lichtwirkung und Oberflächenwahrnehmung

LichtwahrnehmungAbb. 20

Gerichtete, gestreute und gemischte Reflexion

Das Maß der Reflexion ist der Reflexionsgrad „ρ“ (Rho). Er gibt das Verhältnis von reflektiertem Lichtstrom zu auftreffendem Licht-strom an. Der Reflexionsgrad wird entweder dimensionslos oderals Prozentwert angegeben. Während eine schwarze Fläche das auftretende Licht fast vollständig verschluckt, reflektiert eine weißeFläche den größten Teil. Bei einem Reflexionsgrad von 70 % bzw.von 0,7 werden 70 % des auftreffenden Lichts reflektiert.

Oberfläche/Material ReflexionsgradAluminium, eloxiert, matt 0,75 – 0,84Chrom, poliert 0,60 – 0,70Ahorn, Birke ca. 0,60Eiche, dunkel poliert 0,10 – 0,15Granit 0,20 – 0,25Marmor, poliert 0,30 – 0,70Verputz / Gips ca. 0,80Zement, Beton, roh 0,20 – 0,30Farbanstrich weiß 0,75 – 0,85Farbanstrich dunkelgrau 0,10 – 0,15Farbanstrich hellgelb 0,60 – 0,70Dunkelrot 0,15 – 0,20Samt schwarz 0,005 – 0,04Zum Vergleich:Vegetation (Mittelwert) ca. 0,25Schnee (frisch) ca. 0,75

gerichtet (Spiegel) unvollkommen gestreut(Aluminium, satiniert)

gemischt (Emaille) vollkommen gestreut(Gipsplatte)

Licht12.

32

Die Reflexionseigenschaften können bei der Gestaltung eines Raumesvorteilhaft genutzt werden. So kann anhand spiegelnder Deckenflächender Raumeindruck entscheidend verändert werden.

Beispiel für Reflexionen an der DeckeAbb. 21

Die Aluminiumdecke bewirkt durch ihre spiegelnde Reflexionseigenschaft virtuelleBilder. Dadurch entsteht ein Erscheinungsbild, welches die obere Raumbegrenzungs-fläche visuell entmaterialisiert.

Entsteht jedoch in einer spiegelnden Bodenfläche (z. B. Marmor) einvirtuelles Bild als Reflexion, so verliert diese seine Begrenzung. Der„Eindruck“ des Bodens – der in seiner Funktion Festigkeit und Stabilitätvermitteln soll – geht verloren und der Benutzer wird verunsichert. Eindiffus reflektierender matter Boden ist in öffentlichen Bereichen folglichgeeigneter.

Starke Reflexionen am BodenAbb. 22

Die Umgebung spiegelt sich in der hochglänzenden Oberfläche. Das einfallendeTageslicht erzeugt zusätzlich Reflexblendung durch den Boden.

33

Lichtwirkung und Oberflächenwahrnehmung

Oberflächenfarben und ihr spezifisches Verhalten

Auch die Farbe der Raumbegrenzungsfläche spielt bei der Modulationdes Primärlichts eine entscheidende Rolle. Die Wechselwirkung zwi-schen Licht und Farbe kann über das sogenannte Remissionsspektrumbeschrieben werden. Bei Bestrahlung mit einer Normlichtart ergebensich je nach physikalischen Eigenschaften des Materials unterschiedlicheRemissionsspektren. Man erkennt, wie stark die einzelnen Wellenlängender auftreffenden Strahlung vom farbigen Material zurückreflektiertwerden.

So zeichnet sich zum Beispiel ein roter Gegenstand dadurch aus, dass er vor allem den Rotanteil des Spektrums reflektiert. An unbuntenMaterialien (Graustufen) entspricht die Remissionskurve quasi einerLinie, d. h. die Wellenlängen werden zu gleichen Anteilen vom Materialzurückreflektiert.

>

Beispiele für Remissionskurven des LichtsAbb. 23

Rem

issi

on

100 %

80 %

60 %

40 %

20 %

0 %400 450 500 450 600 650 700 nm

Rem

issi

on

100 %

80 %

60 %

40 %

20 %

0 %400 450 500 450 600 650 700 nm

Rem

issi

on

100 %

80 %

60 %

40 %

20 %

0 %400 450 500 450 600 650 700 nm

Rem

issi

on

100 %

80 %

60 %

40 %

20 %

0 %400 450 500 450 600 650 700 nm

Licht12.

34

Durch den Einsatz verschiedener Materialien und die Wahl der Licht-quelle im Raum (Primärspektrum) kann das Licht- und Raummilieumassiv beeinflusst werden.

Der Sanierungsfall eines unterirdischen Hörsaals verdeutlicht das großeGestaltungspotenzial von „Licht + Material“. So kann mittels leuchten-der Glas-Wände (künstliche Lichtfenster) der unterirdische Charakterdes Raumes aufgehoben und durch den Leuchtmittelmix von LEDs undLeuchtstofflampen vielfältige Lichtstimmungen erzeugt werden.

Beispiel Raumwirkung durch „Licht + Material“Abb. 24

Fachhochschule Aargau, Windisch, SchweizLinke Seite: Vor dem Umbau, rechte Seite: Nach dem Umbau

35

Licht- und Raummilieu

Um am Büroarbeitsplatz eine Beleuchtungssituation zu schaffen, diesich in positiver Weise auf die Leistung oder auf eine möglichst geringeErmüdung auswirkt, reicht es meist nicht aus, lediglich die einschlägigenNormen zur Arbeitsplatzbeleuchtung einzuhalten. Diese lassen einensehr großen Spielraum hinsichtlich der Leuchtdichteverhältnisse im Raumzu, sodass sich eine visuell störungsfreie Beleuchtungs situation nichtzwingend einstellt. Eine gute Arbeitsplatzbeleuchtung muss deshalb nochviel stärker auf die verschiedenen Sehaufgaben im Raum abgestimmtwerden, als es die Normung vorschreibt.

Sehaufgaben im Büroraum befinden sich im Infeld und im Umfeld,wobei das Infeld die unmittelbare Sehaufgabe (Bildschirm, Tastatur,Papier) und das Umfeld alle weiteren Bereiche, wie Tisch, Boden, Wände, Decke und Fenster einbezieht.

Beleuchtungsrelevante BereicheAbb. 25

primäres Infeld

sekundäres Infeld

primäres Umfeld

sekundäres Umfeld

tertiäres Umfeld

Gut abgestimmte Helligkeitsverhältnisse zwischen dem Infeld und dem Umfeld fördern nachweislich die Leistung und reduzieren dieErmüdung. Grundsätzlich gilt, dass das Umfeld sich hinsichtlich seinerHelligkeit (Leuchtdichte) gegenüber dem Infeld zurücknehmen sollte.Dadurch wird die „Aufmerksamkeitslenkung“ für die Sehaufgabe positiv unterstützt.

Beleuchtung und Informationsverarbeitung

In der Informationstheorie ist eindeutig belegt, dass bei schlechterBeleuchtung die Informationsaufnahme gehemmt wird.

>

Licht12.

36

Vergleich der Informationsverarbeitung 1Abb. 26

bei schlechter Beleuchtung

verloreneInformation

bei guter Beleuchtung

verloreneInformation

vera

rbei

tete

Info

rmat

ion

I v[b

it/s]

bereitgestellte Information Ib [bit/s] bereitgestellte Information Ib [bit/s]

Zwischen Infeld und Umfeld muss daher ein optimal ausgewogenesLeuchtdichteverhältnis bestehen, um ein fluktuierendes (umherschwei-fendes) Blickverhalten innerhalb des Raumes ohne massive Helligkeits-sprünge zu erlauben und die Ausrichtung der Aufmerksamkeit auf dieeigentliche Sehaufgabe nicht übermäßig durch Ablenkreize aus demUmfeld zu stören. Nur so ist gewährleistet, dass sowohl eine extensiveInformationsaufnahme („ambient vision“) aus der visuellen Umwelt als auch ein inten sives Detailsehen („focal vision“) im Infeld bei guter Sehschärfe möglich ist.

vera

rbei

tete

Info

rmat

ion

I v[b

it/s]

37

Licht- und Raummilieu

>

Leuchtdichteverhältnisse zwischen Infeld und Umfeld für stabileSehbedingungen 2

Abb. 27

Um

feld

leuc

htdi

chte

Lu

(cd/

m2 )

300 Lu = – Li

250

200

150

100

50

Lu = Li

Infeldleuchtdichte Li (cd/m2)

50 450400350300250200150100

labil

labil

stabil

23

Lu = – Li12

Lu = – Li13

Lu = – Li1

10

Gerade bei überwiegend indirekt strahlenden Leuchtensystemen ist es aber meist der Fall, dass das Umfeld (im konkreten Fall die Decke)wesentlich größere Leuchtdichten aufweist als das Infeld. Oft sind dieLeuchtdichten des Umfeldes dann mehr als zehn Mal so hoch wie diedes Infeldes. Die Norm (DIN 5035-7) lässt das zwar zu, doch die mentale Belastung bei Büroarbeit am Bildschirm steigt bei derartigenLeuchtdichteverhältnissen deutlich und signifikant an.

Eine ausführliche, wissenschaftliche Studie 3 von verschiedenen Be -leuchtungssituationen im Büroraum hat die Aussage des „theoretischenLeuchtdichtemodelles“ bestätigt. Die Leistung der Versuchspersonenunter den verschiedenen Beleuchtungssituationen zeigen deutlicheUnterschiede. So sinkt die Leistung um bis zu 20 %, wenn die Umfeld-helligkeit zu groß wird (z. B. überwiegend indirekt strahlende Licht -systeme oder Lichtsysteme mit großer Eigenleuchtdichte). Die Bearbei-tungszeit ist in einem Raum mit ungünstiger Beleuchtung um über 40 %länger als im Raum mit ausgewogenen Leuchtdichteverhältnissen imSinne des Leuchtdichtemodelles.

Leuchtdichteverhältnis zwischen In- und Umfeld

Das von Prof. Christian Bartenbach erarbeitete „Theoretische Leucht-dichtemodell“ zeigt den idealen Zusammenhang zwischen Infeld- undUmfeldleuchtdichte vor dem Hintergrund einer belastungsfreien, stabi-len visuellen Wahrnehmung. So sollte die Infeldleuchtdichte im Mittelca. drei Mal so hoch sein wie die Umfeldleuchtdichte.

Licht12.

38

Vergleich der visuellen Leistung, Ermüdung und Testbearbeitungszeit 3Abb. 28Su

mm

enw

erte

(st

anda

rdis

iert

)

1,81,61,41,21,00,80,60,40,20,0

-0,2-0,4-0,6-0,8-1,0-1,2-1,4-1,6-1,8-2,0-2,2-2,4

LeistungSummenwerte

Bearbeitungszeit(Summen)

ErmüdungU

mfe

ldle

ucht

dich

te L

u(c

d/m

2 ) 300 Lu = – Li

250

200

150

100

50

Lu = Li

Infeldleuchtdichte Li (cd/m2)50 450400350300250200150100

labil

labil

stabil

23

Lu = – Li12

Lu = – Li13

Lu = – Li1

10

Um

feld

leuc

htdi

chte

Lu

(cd/

m2 ) 300 Lu = – Li

250

200

150

100

50

Lu = Li

Infeldleuchtdichte Li (cd/m2)50 450400350300250200150100

stabil

23

Lu = – Li12

Lu = – Li13

Lu = – Li1

10

Es muss also bei der Beleuchtungsplanung nicht nur nach Beleuchtungs-stärken (lx) geplant werden, sondern auch die Leuchtdichten (cd/m²)des Infeldes und des Umfeldes sind von entscheidender Bedeutung füreine visuell störungsfreie Lichtsituation. Dabei ist auch zu bedenken,dass oft die Leuchten selbst eine große Eigenhelligkeit aufweisen (z. B.bei stark streuenden Lichtoptiken) und dass die Leuchten ebenso Teildes Umfeldes sind und damit als Störleuchtdichte in Erscheinung treten.

labil

labil

Einer Skaliereinheit (0,1)entspricht ein Leistungszu-wachs bzw. eine Leistungs-abnahme von 1,92 %

1 2

1

2

400.00 cd/m2

350.50 cd/m2

300.00 cd/m2

200.00 cd/m2

150.00 cd/m2

90.00 cd/m2

40.00 cd/m2

20.00 cd/m2

0.00 cd/m2

39

Licht- und Raummilieu

> Blendung

Wie erwähnt, führen unausgewogene Leuchtdichten zwischen Infeldund Umfeld zu Beeinträchtigungen der Sehleistung und nachlassenderKonzentration. Ist das Auge nicht mehr in der Lage, zu große Leucht-dichteunterschiede auszugleichen, so kommt es zu visuellen Störungenund man spricht von Blendung. Man unterscheidet hierbei Direkt -blendung und Reflexblendung.

Direktblendung entsteht durch zu hohe Leuchtdichten, z. B. durchfalsch angebrachte Leuchten, freistrahlende Lichtquellen und durchdirektes Sonnenlicht im Raum. Lampen sollten zur Blendungs reduzierungdurch Reflektoren abgeschirmt werden, Fenster mit einem Blendschutzversehen werden. Direktblendung wird nach dem UGR-Verfahren(Unified Glare Rating) bewertet (siehe Seite 24).

Reflexblendung kommt durch Spiegelungen auf glänzenden Oberflächen,z. B. Bildschirmen zustande. Direkt- und Reflexblendung lassen sichdurch folgende Maßnahmen vermeiden oder reduzieren:

• Richtige Positionierung der Arbeitsplätze zu Fenstern und Oberlichtern, richtige Anordnung der Leuchten im Raum

• Blendschutzmaßnahmen an Fenstern• Einsatz entblendeter Leuchten• Ausstattung des Raumes mit matten Oberflächen

Die tolerierbare Leuchtdichte von Leuchten, die sich in Bildschirmenspiegeln und dort Reflexionen verursachen, hängt von den verwende-ten Bildschirmen ab. Folgende Tabelle zeigt Leuchtdichtegrenzwerteabhängig von der Bildschirmgüteklasse:

Grenzwerte der mittleren Leuchtdichte von Leuchten, die sich inFlachbildschirmen spiegeln können, DIN EN 12464-1, Tabelle 4

Tab. 3

„High state“-Leuchtdichte Bildschirm mit Bildschirm mitdes Bildschirms Leuchtdichte Leuchtdichte

L > 200 cd · m-2 L ≤ 200 cd · m-2

Fall A(positive Polarität und übliche Anforde-rung im Hinblick auf Farbe und Details derdargestellten Informationen, wie sie z. B.im Büro, Unterricht usw. bestehen)

Fall B(negative Polarität und/oder höhere Anforderungen im Hinblick auf Farbe Details der dargestellten Information,wie sie z. B. bei CAD, Farbprüfung usw. bestehen)

ANMERKUNG „High state“-Leuchtdichte des Bildschirms (siehe EN ISO 9241-302)beschreibt die maximale Leuchtdichte des weißen Teils des Bildschirms. Dieser Wertwird vom Hersteller des Bildschirms angegeben.

≤ 3.000 cd · m-2 ≤ 1.500 cd · m-2

≤ 1.000 cd · m-2≤ 1.500 cd · m-2

Licht12.

40

Die Grenzwerte der mittleren Leuchten-Leuchtdichte in Tabelle 3 dürfenbei einem Ausstrahlungswinkel von ≥ 65° rund um die Leuchte nichtüberschritten werden. Der Ausstrahlwinkel wird bezüglich der nach untengerichteten Vertikalen gemessen.

Neue Bildschirme mit Leuchtdichten von ≥ 200 cd/m² tolerieren relativhohe Leuchtdichten von bis zu 3.000 cd/m². Allerdings bewegen sichso hohe Umgebungsleuchtdichten außerhalb des theoretischen Leucht-dichtemodells.

Direktblendungen und Reflexblendungen müssen an Bildschirmarbeits-plätzen vermieden werden. Die gelbe Fläche in Abbildung 29 zeigt den Bereich, in dem deshalb möglichst keine Leuchten angeordnet werden sollten.

Abb. 29 Kritischer Deckenbereich für Reflexblendungen am Tisch

Arbeitszone Tisch

für Reflexblendungkritischer Deckenbereich

41

Licht- und Raummilieu

Einfluss der Ausstattung

Für eine ausgewogene Leuchtdichteverteilung im Raum, spielen wiebereits erläutert auch die Raummaterialien und deren Reflexions -eigenschaften eine wichtige Rolle. So ergeben sich bei einer Beleuch-tungsstärke von 500 lx auf einem weißen Tisch ca. 125 cd/m², aufeinem grauen Tisch etwa 50 cd/m². Auch Schränke, Wände, Deckeund Boden interagieren mit ihrem Reflexionsgrad mit der auf sie fallen-den Beleuchtungsstärke und erzeugen so die wahrgenommene Helligkeit (Leuchtdichte).

Hinsichtlich der Tischoberflächen hat sich z. B. in Studien 4 gezeigt, dassmittlere Reflexionsgrade wesentlich bessere Sehleistungen ergeben alsweiße oder schwarze Oberflächen.

>

Abb. 30 Einfluss der Helligkeit von Tischoberflächen auf die Arbeitsleistungam Bildschirm 4

Sum

men

wer

te T

eille

istu

ngen

(sta

nd. +

tran

sf.)

4,03,83,63,43,23,02,82,62,42,22,01,81,61,41,21,00,80,60,40,2

0

Summenwerte Teilleistungen

Helligkeit Tischoberflächen

1 2 3

Leistungsdifferenz15,12 %

Weißρ = 0,80-0,85

Grauρ = 0,35-0,45

Schwarzρ = 0,08-0,18

Licht12.

42

Tageslicht am Arbeitsplatz

Arbeitsräume sollten möglichst gut tagesbelichtet sein – eine einleuch-tende Forderung. Leider wird jedoch in der Praxis die Tageslichtsituationfür den Arbeitsplatz sehr oft stiefmütterlich behandelt.

Ein Beispiel soll die Problematik verdeutlichen. Große Fensterflächenliefern zwar in der fensternahen Zone ein Übermaß an Tageslichtmenge,doch Probleme wie Blendung durch die Fensterfläche oder eine Über-hitzung des Raums bei Sonne machen die scheinbar so ideale Situationschnell zu einer problematischen. Die häufigste Lösung sieht klassische,außenliegende Jalousien vor, die für den Sonnenschutz heruntergefahrenund oft weitgehend geschlossen werden. Zwar ist damit die Raumüber-hitzung im Griff, doch nur zu oft leidet die Tagesbelichtung massiv undes muss im Innenraum Kunstlicht zugeschaltet werden, obwohl draußendie Sonne scheint.

Hinzu kommt, dass oft keine Möglichkeit eines unabhängigen Blend-schutzelementes vorgesehen wird. Ein Fenster kann aber selbst dannzum großen Blendungsproblem werden, wenn keine Sonne scheint.Sind nun z. B. lediglich außenliegende Jalousien vorhanden, so kannman diese zwar als Blendschutz nutzen, doch das Tageslicht wird glei-chermaßen abgeschattet und wiederum ist Kunstlicht im Raum not -wendig.

>

Abb. 31 Zu helle Fenster oder zu wenig Tageslicht

Oft hat man nur die Wahl zwischen einem zu hellen Fenster (Blendung, Bild links)oder zu wenig Tageslicht (Jalousie als Blendschutz, Bild rechts)

43

Licht- und Raummilieu

Intelligente Tageslichtlösungen berücksichtigen somit mehrere wichtigeKriterien gesamthaft:

• ausreichende Tageslichtmenge,• ausgewogene Tageslichtverteilung,• Sonnenschutz (Energieeintrag),• Blendschutz und• Bezug nach außen.

Die Arbeitsstättenverordnung fordert, dass Arbeitsstätten „möglichstausreichend Tageslicht“ erhalten sollen. In der ArbeitsstättenrichtlinieASR A3.4 wird dafür ein Tageslichtquotient (TQ) von mindestens 2 %definiert, der sich bei Oberlichtern auf TQ > 4 % erhöht. FensternaheArbeitsplätze sind gemäß ASR A3.4 zu bevorzugen.

Sonnenschutzsysteme sollten idealerweise im Außenbereich vor derFassade, in Doppelfassaden oder Kastenfenstern integriert sein, um densolaren Energieeintrag möglichst gering zu halten. Gleichzeitig solltedarauf geachtet werden, dass das System auch in Sonnenschutzfunktiondie Tageslichtversorgung für den Raum sicherstellen kann.

Ein vom Sonnenschutz getrennter, individuell bedienbarer, Blendschutzempfiehlt sich. Ein solcher Blendschutz kann z. B. in Form eines Screensim Innenraum ausgeführt sein.

Hinsichtlich einer energieeffizienten Nutzung des Tageslichtes solltendie Kunstlichtsysteme tageslichtabhängig gesteuert werden.

Abb. 32 Tageslichtdurchflutung und Blendschutz

Lichtlenkende Jalousien im BMW-Vierzylinder-Hochhaus, München

Licht12.

44

Licht im Büro

„Licht ist das Medium des Sehens und der Seele. Es wirkt aufLebensrhythmus, Stimmung und Leistungsfähigkeit des Menschen.“PROF. CHRISTIAN BARTENBACH

Sehen ist der wichtigste und in unserer Arbeitswelt am stärksten be -anspruchte Sinneskanal. Der richtigen Gestaltung der Beleuchtung inArbeitsräumen kommt daher eine zentrale Rolle zu. Zahlreiche wissen-schaftliche Untersuchungen 5 haben gezeigt, dass Produktivität,Leistungs bereitschaft und Wohlbefinden eng mit der Lichtsituation amArbeitsplatz zusammenhängen. Während akustische Störungen imArbeitsumfeld von den meisten Menschen schnell wahrgenommenwerden, wird schlechte Beleuchtung oft nur unbewusst erlebt undmacht sich dann z. B. in Form von Konzentrationsschwierigkeiten,Ermüdungserscheinungen oder Kopfschmerzen bemerkbar.

Visuelle Störungen resultieren häufig aus Blendungen (siehe Seite 39f)oder aus unausgewogenen Helligkeitsverteilungen am Arbeitsplatz(siehe Seite 37f). Diese Störungen können sowohl durch blendendeTages- als auch durch Kunstlichtsysteme verursacht werden. Umsowichtiger ist deshalb eine auf die visuelle Wahrnehmung des Menschenabgestimmte Beleuchtung, vor allem der Räume, in denen wir uns täg-lich mehrere Stunden aufhalten.

Die wichtigsten Anforderungen

In überwiegend tagesbelichteten Räumen ist die Aufgabe der künst -lichen Beleuchtung das Tageslicht zu ergänzen bzw. in Zeiten des Tages-lichtmangels zu ersetzen. Die künstliche Beleuchtung sollte der Seh -aufgabe angemessen sein und vor allem nicht zu Belastungen der Augenführen.

Eine stabile – also belastungsfreie – Wahrnehmung ist gegeben, wenndie Leuchtdichten des Infeldes (der Bereich der Sehaufgabe, z. B. derMonitor oder das Dokument) und des Umfeldes (die raumbegrenzendenOberflächen, z. B. Wände, Decken, Fenster, aber auch die Lichtsystemeim Raum) in einem ausgewogenen Verhältnis zueinander stehen.

Im Allgemeinen wird die Wahrnehmung dann stabil, wenn die Umfeld-leuchtdichte kleiner als die Infeldleuchtdichte ist. Der stabile Bereichliegt zwischen 1:2 und 1:10 (Infeldleuchtdichte : Umfeldleuchtdichte).

>

45

Licht im Büro

Auf die Arbeitsplatzbeleuchtung bzw. den Sehkomfort Einfluss nehmende Parameter sind:

• die Strahlungscharakteristik der Leuchte – direkt strahlend, indirektstrahlend, direkt-indirekt strahlend, sekundär strahlend und die darausresultierende Lichtverteilung im Raum, sowohl horizontale als auchvertikale Beleuchtungsstärken sind zu berücksichtigen

• die Lichtart und die spektrale Zusammensetzung der Lichtquelle:Leuchtstofflampe, Metalldampflampe, LED usw.

• das Lichtsystem: Investitionskosten, Betriebskosten, Wirkungsgraddes Lichtsystems

• Erscheinungsbild und Design des Lichtsystems

Weitere wichtige Anforderungen sind:

• Blendschutzmaßnahmen zur Konstanthaltung des aufgabenspezifi-schen Adaptationsniveaus, Vermeidung von Direktblendung undReflexblendung

• Sonnenschutzmaßnahmen – zur Verhinderung von übermäßiger Wärmebelastung in Arbeitsräumen

• Sitzposition und Blickrichtung – parallel zum Fenster und Anordnungder Arbeitsmittel (z. B. Bildschirm)

• Abstimmung der Materialien im Raum und Auswahl der Möblierung –insbesondere hinsichtlich deren Oberflächen zur Erreichung ausgewogener Infeld-Umfeldhelligkeiten und eines harmonischenGesamterscheinungsbildes.

Planungsbeispiele – Grundlagen

Um den vielfältigen Anforderungen an eine ergonomisch und licht -technische Beleuchtung gerecht zu werden, ist eine professionelleLichtplanung erforderlich. Bei der Planung empfiehlt sich die Beachtungder Normen und Richtlinien. Sachkundige Lichtplaner gehen jedochüber die Mindestanforderungen der Norm hinaus und berücksichtigendie visuelle und biologische Wirkung von Licht auf den Menschen.

Die wahrnehmungsorientierte Lichtplanung geht vom Menschen undseinen Lichtbedürfnissen aus, berücksichtigt die Sehaufgaben und dieVerteilung der Leuchtdichten im Raum. Die Wahl des Lichtsystems(Leuchte und Leuchtmittel) stehen am Ende des Lichtplanungsprozesses.

Im Folgenden werden anhand von gängigen Bürotypen verschiedeneBeleuchtungskonzepte aufgezeigt. Diese zeigen prinzipielle Beleuch-tungslösungen und veranschaulichen die Vor- und Nachteile, die diejeweilige Lösung mit sich bringt.

>

Licht12.

46

Die Berechnung der Lichtplanungsbeispiele basieren auf den Anforde-rungen der DIN EN 12464-1. Die Norm definiert den Bereich derSehaufgabe, den unmittelbaren Umgebungsbereich und den Hinter-grundbereich.

Soweit nicht anders vermerkt, erfüllen alle dargestellten Szenariendie einschlägigen Normen und Richtlinien. Die Bewertungenberücksichtigen darüber hinausgehende Anforderungen.

Mindestanforderungen der Beleuchtung für Schreiben, Lesen undDatenverarbeitung nach DIN EN 12464-1

Die DIN EN 12464-1 gibt Wartungswerte für Beleuchtungsstärken an, die für übliche Sehbedingungen gelten. Der Wartungswert (Ēm)kennzeichnet den Wert, den die mittlere Beleuchtungsstärke nichtunterschreiten darf, unabhängig von Alter und Zustand der Beleuch-tungsanlage. Neuanlagen werden deshalb mit höheren Beleuchtungs-stärken geplant.

Bereich Wartungswert der Gleichmäßigkeit Beleuchtungsstärke U0

Ēm

lx

Bereich der 500 0,60Sehaufgabe

Unmittelbarer 300 ≥ 0,40Umgebungsbereich

Hintergrundbereich 100 (=1/3 des ≥ 0,10unmittelbaren

Umgebungsbereichs)

Wände > 75 ≥ 0,10

Decke > 50 ≥ 0,10

Personen, freie zylindrische ≥ 0,10Objekte im Raum Beleuchtungsstärke

Ēz> 150

47

Licht im Büro

Planungsbeispiel: 2-Personen-Büro

Beleuchtung mit Stehleuchten, direkt-indirekte-Beleuchtung

>

Zusammenhang zwischen den Beleuchtungsstärken des unmittelbarenUmgebungsbereichs zur Beleuchtungsstärke im Bereich der Sehauf-gabe DIN EN 12464-1, Tabelle 1

Ausgangssituation: 2-Personen-Büro mit Stehleuchten, direkt-indirekte Beleuchtung

Grundriss und Leuchtenanordnung (links), Rendering und Strahlungsart (rechts)

Beleuchtungsstärke Beleuchtungsstärke im Bereich der Sehaufgabe im unmittelbaren

EAufgabe Umgebungsbereichlx lx

≥ 750 500500 300300 200200 150150 EAufgabe

100 EAufgabe

≤ 50 EAufgabe

Licht12.

48

Ergebnisse: 2-Personen-Büro mit Stehleuchten, direkt-indirekte Beleuchtung

Beleuchtungsstärken

Leuchtdichte-Verteilung im Raum

Berechnungsergebnisse

Fläche Mittlere Reflexions- Mittlere Leucht-Beleuchtungsstärken [lx] grad [%] dichte [cd/m²]

direkt indirekt gesamt

Nutzebene 104 173 277 / /Hintergrundbereich 21 132 153 / /Boden 30 85 115 20 7,34Decke 357 80 438 70 98Wand 1 9,92 63 73 50 12Wand 2 37 115 152 50 24Wand 3 89 124 213 50 34Wand 4 35 100 135 50 21

500,00 lx

437,50 lx

375,00 lx

312,50 lx

250,00 lx

187,50 lx

125,00 lx

62,50 lx

0,00 lx

300,00 cd/m2

262,50 cd/m2

225,00 cd/m2

187,50 cd/m2

150,00 cd/m2

112,50 cd/m2

75,00 cd/m2

37,50 cd/m2

0,00 cd/m2

49

Licht im Büro

In diesem Raum werden zwei direkt-indirekt strahlende Stehleuchtenangeordnet. Sie lenken ihr Licht einerseits auf den Bereich der Sehauf-gabe, andererseits tragen sie durch den Indirektanteil zur Raumbeleuch-tung bei. Dies führt zu folgenden Ergebnissen:

Die Stehleuchte reicht meist nicht aus, um die ganze Raumbeleuchtungabzudecken. Oft sind in der Raumtiefe zusätzliche Leuchten nötig, umvertikale Sehaufgaben (z. B. Regale) zu beleuchten. Auch sind die ent-stehenden Deckenleuchtdichten zu beachten. Wird ein großer Teil desLichts verstärkt auf die Decke gelenkt, können hohe blendende Decken -leuchtdichten im Gesichtsfeld entstehen.

Für die Planung mit Stehleuchten spricht die flexible Anordnungsmög-lichkeit der Leuchten. Die Stehleuchte ist eine Komponente der Licht -planung und deckt meist nicht die ganze Raumbeleuchtung ab.

Bezeichnung Em [lx] Emin [lx] Emax [lx] g1 g2

Arbeitsbereich 1 593 432 722 0,728 0,599Umgebungsbereich 363 193 662 0,533 0,292

Beleuchtung mit Pendelleuchten, direkt-indirekte Beleuchtung

Ausgangssituation: 2-Personen-Büro mit Pendelleuchten, direkt-indirekte Beleuchtung

Grundriss und Leuchtenanordnung (links), Rendering und Strahlungsart (rechts)

Licht12.

50

Ergebnisse: 2-Personen-Büro mit Pendelleuchten, direkt-indirekteBeleuchtung

Beleuchtungsstärken

Leuchtdichte-Verteilung im Raum

Berechnungsergebnisse

Fläche Mittlere Reflexions- Mittlere Leucht-Beleuchtungsstärken [lx] grad [%] dichte [cd/m²]

direkt indirekt gesamt

Nutzebene 87 187 274 / /Hintergrundbereich 24 142 166 / /Boden 25 91 116 20 7,39Decke 388 83 471 70 105Wand 1 13 66 79 50 13Wand 2 43 122 165 50 26Wand 3 98 129 227 50 36Wand 4 40 106 146 50 23

300,00 cd/m2

262,50 cd/m2

225,00 cd/m2

187,50 cd/m2

150,00 cd/m2

112,50 cd/m2

75,00 cd/m2

37,50 cd/m2

0,00 cd/m2

500,00 lx

437,50 lx

375,00 lx

312,50 lx

250,00 lx

187,50 lx

125,00 lx

62,50 lx

0,00 lx

51

Licht im Büro

Dieses Beispiel zeigt den Einsatz von direkt-indirekt strahlendenPendel leuchten. Die Pendelleuchten werden quer zum Tisch angeordnet.Zur Beleuchtung des Doppelarbeitsplatzes sind zwei Pendel leuchtenerforderlich.

Auch hier gilt wieder: Ist der Indirektanteil zu groß, können an derDecke hohe Leuchtdichten entstehen und ein ausgewogenes Licht -milieu im Sinne des theoretischen Leuchtdichtemodells ist nicht mehrgewährleistet. Auch sind oft weitere Leuchten in der Raumtiefe für aus-reichend vertikale Beleuchtungsstärke erforderlich. Zu beachten istaußerdem, dass Pendelleuchten ein gestalterisches Element im Raumbilden und sozusagen eine zweite Deckenebene bilden.

Bezeichnung Em [lx] Emin [lx] Emax [lx] g1 g2

Arbeitsbereich 1 544 414 643 0,761 0,644Umgebungsbereich 352 211 537 0,600 0,393

Beleuchtung mit Deckenleuchten, direkte Beleuchtung

Ausgangssituation: 2-Personen-Büro mit Deckenleuchten, direkte Beleuchtung

Grundriss und Leuchtenanordnung (links), Rendering und Strahlungsart (rechts)

Licht12.

52

Leuchtdichte-Verteilung im Raum

Berechnungsergebnisse

Fläche Mittlere Reflexions- Mittlere Leucht-Beleuchtungsstärken [lx] grad [%] dichte [cd/m²]

direkt indirekt gesamt

Nutzebene 231 29 260 / /Hintergrundbereich 120 26 146 / /Boden 84 28 112 20 7,14Decke 0,00 44 44 70 9,89Wand 1 1,71 21 22 50 3,56Wand 2 43 35 78 50 12Wand 3 80 37 117 50 19Wand 4 35 30 65 50 10

Ergebnisse: 2-Personen-Büro mit Deckenleuchten, direkte Beleuchtung

Beleuchtungsstärken

300,00 cd/m2

262,50 cd/m2

225,00 cd/m2

187,50 cd/m2

150,00 cd/m2

112,50 cd/m2

75,00 cd/m2

37,50 cd/m2

0,00 cd/m2

500,00 lx

437,50 lx

375,00 lx

312,50 lx

250,00 lx

187,50 lx

125,00 lx

62,50 lx

0,00 lx

53

Licht im Büro

Die Lichtlösung mit direktstrahlenden Deckenleuchten bietet folgendeVorteile: Das Licht wird direkt auf den Bereich der Sehaufgabe gelenkt.Durch die Mehrfachreflexionen des Lichts an den Wänden und Möbelnentsteht zusätzliches Raumlicht.

Auch hier kann es erforderlich sein in der Raumtiefe zusätzliche Leuch-ten zur Beleuchtung der vertikalen Sehaufgaben vorzusehen. DieDeckenleuchten können mit einen Spiegelraster ausgestattet werdenund sind somit optimal entblendet. So wirkt nur noch das Licht, derLeuchtenkörper tritt in den Hintergrund und integriert sich bei Decken-einbauleuchten optimal in die Architektur.

Bezeichnung Em [lx] Emin [lx] Emax [lx] g1 g2

Arbeitsbereich 1 507 402 575 0,794 0,699Umgebungsbereich 365 174 475 0,477 0,367

Planungsbeispiel: Großraumbüro

Beleuchtung mit Deckenleuchten, direkte Beleuchtung

>

Ausgangssituation: Großraumbüro mit Deckenleuchten, direkte Beleuchtung

Grundriss und Leuchtenanordnung (oben), Rendering und Strahlungsart (unten)

Licht12.

54

Beleuchtungsstärken

Leuchtdichte-Verteilung im Raum

Ergebnisse: Großraumbüro mit Deckenleuchten

Berechnungsergebnisse

Fläche Mittlere Reflexions- Mittlere Leucht-Beleuchtungsstärken [lx] grad [%] dichte [cd/m²]

direkt indirekt gesamt

Nutzebene 444 65 508 / /Besprechung 412 61 473 / /Boden 280 56 336 20 21Decke 0,00 103 103 70 23Wand 1 117 70 187 50 30Wand 2 82 72 155 50 25Wand 3 131 79 210 50 33Wand 4 59 73 132 50 21

300,00 cd/m2

262,50 cd/m2

225,00 cd/m2

187,50 cd/m2

150,00 cd/m2

112,50 cd/m2

75,00 cd/m2

37,50 cd/m2

0,00 cd/m2

500,00 lx

437,50 lx

375,00 lx

312,50 lx

250,00 lx

187,50 lx

125,00 lx

62,50 lx

0,00 lx

55

Licht im Büro

Durch die Anordnung von direktstrahlenden Deckenrasterleuchtenergibt sich eine gleichmäßige Beleuchtung und die Möglichkeit einerflexiblen Bürogestaltung. Die Büromöblierung könnte jederzeit geän-dert werden, da die mittlere Beleuchtungsstärke von Em= 500 lx nachDIN EN 12464 auf der ganzen Nutzfläche gegeben ist.

Diese Art der Leuchtenanordnung gewährleistet zwar einerseits die flexible Büromöblierung, andererseits sind damit eine hohe Leuchten-stückzahl und somit hohe Anschlusswerte nötig.

Wenn die Bürogestaltung Zonen vorsieht und Arbeitsinseln gezielt voneinander getrennt sein sollen, so ist auch eine zonierte Beleuchtungsinnvoll. Diese konzentriert sich auf den Bereich der Sehaufgabe (z. B.den Schreibtisch) und sieht im Umgebungs- und Hintergrundbereichgeringere mittlere Beleuchtungsstärken vor. Auf diese Weise kannEnergie gespart werden.

Beleuchtung mit Deckenleuchten und Stehleuchten sowie differenzierter Mittelzone

Ausgangssituation: Großraum mit Decken- und Stehleuchten

Grundriss und Leuchtenanordnung (oben), Rendering und Strahlungsart (unten)

Bezeichnung Em [lx] Emin [lx] Emax [lx] g1 g2

Arbeitsbereich 1 628 557 674 0,888 0,827Umgebungsbereich 604 492 676 0,813 0,727Hintergrundbereich 477 106 667 0,221 0,158

Licht12.

56

Beleuchtungsstärken

Leuchtdichte-Verteilung im Raum

Ergebnisse: Großraumbüro mit Decken- und Stehleuchten

Berechnungsergebnisse

Fläche Mittlere Reflexions- Mittlere Leucht-Beleuchtungsstärken [lx] grad [%] dichte [cd/m²]

direkt indirekt gesamt

Nutzebene 171 187 358 / /Besprechung 338 163 501 / /Boden 103 118 221 20 14Decke 267 97 364 70 81Wand 1 138 142 280 50 45Wand 2 83 129 212 50 34Wand 3 144 147 292 50 46Wand 4 98 122 220 50 35

300,00 cd/m2

262,50 cd/m2

225,00 cd/m2

187,50 cd/m2

150,00 cd/m2

112,50 cd/m2

75,00 cd/m2

37,50 cd/m2

0,00 cd/m2

500,00 lx

437,50 lx

375,00 lx

312,50 lx

250,00 lx

187,50 lx

125,00 lx

62,50 lx

0,00 lx

57

Licht im Büro

In diesem Planungsbeispiel ist eine Zonierung vorgesehen. Die Schreib-tisch-Arbeitsplätze sind in der fensternahen Zone angeordnet. DieserBereich wird mittels Stehleuchten mit direkt-indirekter Lichtverteilungbeleuchtet. Der Einsatz von Stehleuchten ermöglicht hier eine flexibleMöbelanordnung.

Die Schreibtische werden normgerecht ausgeleuchtet; es muss jedochdarauf geachtet werden, dass auch für vertikale Sehaufgaben (Regale)die Beleuchtungsstärken erfüllt sind. Durch den Indirekt-Anteil derSteh leuchten können unter Umständen hohe Deckenleuchtdichten ent-stehen, die zu einem unausgewogenen Leuchtdichteniveau zwischenInfeld und Umfeld führen können. Im Bereich, in dem Stehleuchten zumEinsatz kommen, empfiehlt es sich Lichtmanagementsysteme einzusetzen.Sie steuern und regeln die Beleuchtung nach Bedarf des Nutzers,Anwesenheit, Tages- und Jahreszeit. Sie erhöhen den Komfort derBeleuchtung und senken die Energiekosten.

Die Mittelzone mit Mischnutzung (Besprechungsinsel, Kopierer etc.)erhält direkt strahlende Deckenrasterleuchten, die eine ausreichendeGrundbeleuchtung bei wechselnder Tätigkeit garantieren.

Bezeichnung Em [lx] Emin [lx] Emax [lx] g1 g2

Arbeitsbereich 1 500 289 883 0,578 0,327Umgebungsbereich 401 249 828 0,623 0,301Hintergrundbereich 272 109 720 0,400 0,151

Gesetzliche Vorschriften, Normenund Richtlinien

Gesetzliche Anforderungen

Die richtige Beleuchtung am Büroarbeitsplatz findet auch einen hohenStellenwert in der europäischen und deutschen Gesetzgebung. Im Fol-genden wird auf einzelne Aspekte der gesetzlichen Anforderungen ein-gegangen, um sie in Bezug zu den Beleuchtungssituationen im Büro zusetzen.

ArbeitsschutzgesetzIm Arbeitsschutzgesetz wird in mehreren Paragraphen auf Licht undBeleuchtung im Büro indirekt Bezug genommen. Und zwar im Einzelnen:

Begriffsbestimmungen:Maßnahmen des Arbeitsschutzes im Sinne dieses Gesetzes sind Maßnahmen zur Verhütung von Unfällen bei der Arbeit und arbeits -bedingten Gesundheitsgefahren einschließlich Maßnahmen der menschengerechten Gestaltung der Arbeit.

Zur menschengerechten Gestaltung der Arbeit zählt auch die richtigeGestaltung der Arbeitsumgebungsfaktoren, wie Licht, Akustik und Klima.

Allgemeine GrundsätzeBei den Maßnahmen sind der Stand der Technik, Arbeits medizin,Hygiene sowie sonstige gesicherte arbeitswissenschaftliche Erkennt-nisse zu berücksichtigen.

Unter dem Stand der Technik sind vor allem aktuelle Normen (ISO/EN/DIN) sowie die Arbeitsstättenrichtlinie ASR A3.4 zu ver stehen. Zu den gesicherten arbeitswissenschaftlichen Erkenntnissen werden im Allgemeinen die Schriftenreihen der Verwaltungsberufsgenossen -schaften (BGIs) und das einschlägige Schrifttum der Bundesanstalt fürArbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) gerechnet. Die Formulierungin § 4 (3) „zu berücksichtigen“ bedeutet nicht, dass z. B. die Aussagendes hier aufgeführten Schrifttums umgesetzt werden müssen, sondernder Arbeitgeber hat sich damit auseinanderzusetzen, kann aber auchandere ebenso gute oder bessere Lösungen zum Arbeits- und Gesund-heitsschutz wählen. Entscheidend ist das Ergebnis einer Gefährdungs-beurteilung, wie in § 5 des Arbeitsschutzgesetzes gefordert.

Maßnahmen sind mit dem Ziel zu planen Technik, Arbeits organisation,sonstige Arbeitsbedingungen, soziale Beziehungen und Einfluss derUmwelt auf den Arbeitsplatz sachgerecht zu verknüpfen.

>

Licht12.

58

§ 2

§ 4 § 4 (3)

§ 4 (4)

59

Gesetzliche Vorschriften, Normen und Richtlinien

Im §4 (4) wird explizit darauf hingewiesen, dass die einzelnen zu treffenden Maßnahmen aufeinander abzustimmen sind, damit sie in der Gesamtheit zu einer guten Lösung führen. Auch hier wird explizitder Einfluss der Umwelt (z. B. Licht, Beleuchtung) angesprochen.

Noch konkreter als das Arbeitsschutzgesetz setzt sich die Bildschirm -arbeitsverordnung mit der Thematik der Beleuchtung am Bildschirm -arbeitsplatz auseinander.

BildschirmarbeitsverordnungBeurteilung der ArbeitsbedingungenIn diesem Paragraphen wird ausgeführt:Bei der Beurteilung der Arbeitsbedingungen nach § 5 des Arbeits-schutzgesetzes hat der Arbeitgeber bei Bildschirmarbeitsplätzen dieSicherheits- und Gesundheitsbedingungen zu ermitteln und zu bewerten, insbesondere hinsichtlich:• einer möglichen Gefährdung des Sehvermögens• körperlicher Probleme und• psychischer Belastungen

Hier wird unter der möglichen Gefährdung des Sehvermögens im Kon-text der Beleuchtung vor allem auf eine ausreichende Beleuchtungs -stärke und geeignete Leuchtdichteverteilung am Bildschirmarbeitsplatzhingewiesen sowie die Blendfreiheit (Reflex- und Direktblendung)angesprochen.

Anhang der BildschirmarbeitsverordnungDies wird im Anhang zur Bildschirmarbeitsverordnung weiter konkre -tisiert. So wird dort im Punkt 15 ausgeführt:

Die Beleuchtung muss der Sehaufgabe entsprechen und an das Seh-vermögen der Benutzer angepasst sein; dabei ist ein angemessenerKontrast zwischen Bildschirm und Arbeitsumgebung zu gewährleisten.Durch die Gestaltung des Bildschirmarbeitsplatzes sowie Auslegungund Anordnung der Beleuchtung sind störende Blendwirkungen,Reflexionen oder Spiegelungen auf dem Bildschirm und den sonsti-gen Arbeitsmitteln zu vermeiden.

Die Sehaufgabe am Bildschirmarbeitsplatz setzt sich i. d. R. aus demLesen von Belegen (Papiervorlage) und dem Arbeiten mit dem Bild-schirm zusammen. Gerade für diese unterschiedlichen Bedingungen(Papier benötigt Licht, um davon zu lesen; Bildschirm ist ein Selbst-leuchter und verschlechtert das Lesen bei zu hohen Beleuchtungs -stärken). Das unterschiedliche Sehvermögen der Benutzer kann sichdurch unterschiedliche Alterung des Auges (Trübungen von Hornhaut,Linse und Glaskörper mit zunehmendem Lebensalter und dadurcherhöhtem Lichtbedarf) und dem Bedarf von Sehhilfen manifestieren.Die Beleuchtung am Bildschirmarbeitsplatz muss allen Nutzern optimaleBedingungen bieten.

§ 3

Licht12.

60

Punkt 16 des Anhangs zur Bildschirmarbeitsverordnung:Bildschirmarbeitsplätze sind so einzurichten, dass leuchtende oderbeleuchtete Flächen keine Blendung verursachen und Reflexionen aufdem Bildschirm soweit wie möglich vermieden werden. Die Fenstermüssen mit einer geeigneten verstellbaren Lichtschutzvorrichtung aus-gestattet sein, durch die sich die Stärke des Tageslichteinfalls auf denBildschirmarbeitsplatz vermindern lässt.

Unter dem hier gewählten Begriff der Blendung ist nicht nur die physio-logische, sondern auch die psychologische Blendung zu verstehen. Auchwenn immer wieder argumentiert wird, dass dieser Verordnung odergenauer gesagt der dieser Verordnung zu Grunde liegenden Europäi-schen 5. Einzelrichtlinie „Arbeit an Bildschirmgeräten“ aus den 1980erJahren sich mit Kathodenstrahlbildschirmen beschäftigt hat und dochheute mit Flachbildschirmen eine viel bessere Technologie zur Verfü-gung steht, so scheinen sich doch manche Probleme zu wiederholen.Die Bildschirme moderner Laptops spiegeln oft mehr, als die altenKathodenstrahlmonitore.

ArbeitsstättenverordnungAls letztes der für Bildschirmarbeitsplätze relevanten Gesetze soll hierdie Arbeitsstättenverordnung aufgeführt werden. In der Fassung von2012 wird hier Nachfolgendes zum Thema Beleuchtung von Arbeits-stätten allgemeinster Form ausgeführt. So heißt es im Anhang derArbeitsstättenverordnung unter:

Beleuchtung und Sichtverbindung:Die Arbeitsstätten müssen möglichst ausreichend Tageslicht erhaltenund mit Einrichtungen für eine der Sicherheit und dem Gesundheits-schutz der Beschäftigten angemessenen künstlichen Beleuchtung aus-gestattet sein.

Auch wenn es sich hierbei nur um eine Zielformulierung handelt, sokönnen diese Forderungen anhand der gesicherten arbeitswissenschaft-lichen Erkenntnisse und der untergesetzlichen Anforderungen (Normenund Richtlinien) sehr konkret umgesetzt werden.

3.4

61

Gesetzliche Vorschriften, Normen und Richtlinien

Normen, Richtlinien und Informationen

Moderne Gesetzgebung arbeitet zunehmend mit Zielformulierungen.Das hat einerseits den großen Vorteil, dass keine Eingrenzung auf eineLösungsvariante, sondern ein Spektrum unterschiedlicher guter Lösungenzugelassen wird (Deregulierung) und andererseits stets die neuestengesicherten Erkenntnisse umgesetzt werden können, ohne das Gesetzzu aktualisieren. Ein hoher Stellenwert kommt dabei den sogenanntenuntergesetzlichen Regelungen zu, wie Normen und Richtlinien, dieregelmäßig überarbeitet und an die neuesten wissenschaftlichen Erkennt-nisse angepasst werden. Dabei ist jedoch zu beachten, dass gerade beiNormen immer auch davon auszugehen ist, dass die dort formuliertenAnforderungen nicht unbedingt das maximale Spektrum der Erkennt-nisse darstellen, da es sich oft um einen – wenn auch i. d. R. guten –Kompromiss handelt. Die Anforderungen der Normen einzuhalten, istsomit eine Mindestforderung, diese durch noch bessere Lösungen zuübertreffen, nicht nur vornehmstes Ziel menschengerechter Arbeits -gestaltung, sondern häufig auch ökonomisch sinnvoller mit Blick auf diemotivierende und/oder gesundheitsförderliche Wirkung für die Arbeitenden.

Um den Rahmen der Ausführungen nicht zu sprengen wird nachfolgendnicht auf alle Normen, Richtlinien und Informationsschriften eingegangen.Grundsätzlich wird dem Leser die Lektüre der aktuellen Arbeitsstätten-Richtlinien, der nationalen und internationalen Normung sowie desSchrifttums der Verwaltungsberufsgenossenschaft empfohlen. EineAuswahl des Schrifttums findet sich am Ende dieses Kapitels.

DIN EN 12464 – Licht und Beleuchtung – Beleuchtung von Arbeitsstätten – Teil 1: Arbeitsstätten in InnenräumenIm Kontext der Beleuchtung von Bildschirmarbeitsplätzen im Büro wirddie DIN EN 12464-1 als Grundlage für die Beleuchtung herangezogen.Neben den bereits zitierten Anforderungen (siehe u. a. Seiten 39 und 46f)nennt diese Norm die nachfolgend aufgeführten Beleuchtungsanforde-rungen für bürotypische Tätigkeiten.

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Die DIN EN 12464-1 beschäftigt sich jedoch mit der Beleuchtung unter -schiedlicher Arbeitsplätze und ist nicht so speziell auf die Anforderungenvon Bildschirmarbeitsplätzen ausgerichtet, wie die DIN 5035-7.

DIN 5035-7 – Beleuchtung mit künstlichem Licht – Teil 7: Beleuchtung von Räumen mit Bildschirmarbeitsplätzen Diese Norm fordert neben der an Bildschirmarbeitsplätzen gefordertenmittleren horizontalen Beleuchtungsstärke Eh,m 500 lx u. a.:

5.3.2 Leuchtdichteverhältnisse an Bildschirmen mit positiver PolaritätÜblicher Wert bei Positivdarstellung ist 100 cd/m2; hierfür werden folgende Leuchtdichteverhältnisse empfohlen:

• Arbeitsmittel, z. B. Belege, Papier LAM = LBS

• Schreibtisch- bzw. Arbeitstischoberfläche 0,3 x LBS< LT< 0,8 x LBS

• Größere Flächen im Raum 0,1 x LBS< LU< 10 x LBS

LBS die Leuchtdichte des Bildschirmhintergrundes;LAM die Leuchtdichte der Arbeitsmittel;LT die Leuchtdichte der Schreibtisch- bzw. Arbeitstischoberfläche;LU die Leuchtdichte großer Flächen;

Auch wenn diese Norm nur einen Teilbereich des theoretischen Leucht-dichtemodells nach Bartenbach (siehe Seite 37) umfasst, so wird dochauf die Bedeutung der Leuchtdichteverhältnisse am Arbeitsplatz konkreteingegangen. Vor allem sollten die Leuchtdichte von Bildschirm, Tastaturund Beleg möglichst gleich sein. Eine schwarze Tastatur am Arbeitsplatzmit einem Bildschirm mit positiver Polarität (dunkle Zeichen vor hellemBildschirmhintergrund) verbietet sich damit.

Beleuchtungsanforderungen für Büros, Bereiche der Sehaufgaben undBereiche der Tätigkeiten DIN EN 12464-1, Tabelle 5.26 – Büros

Art des Innenraum(bereich)s, Ēm UGRL Uo Ra Spezifischedes Bereichs der Sehaufgabe lx – – – Bedingungenoder des Bereichs der Tätigkeit

Ablegen, Kopieren, usw. 300 19 0,40 80

Schreiben, Schreibmaschineschreiben 500 19 0,60 80 Bildschirm-Lesen, Datenverarbeitung arbeit s. 4.9.

Technisches Zeichnen 750 16 0,70 80

CAD-Arbeitsplätze 500 19 0,60 80 Bildschirm-arbeit s. 4.9.

Konferenz- und 500 19 0,60 80 Beleuchtung sollteBesprechungsräume regelbar sein

Empfangstheke 300 22 0,60 80

Archive 200 25 0,40 80

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Zukunftsthemen

Licht und Gesundheit

Neben dem Aspekt eines immer weiter optimierten Energieverbrauchesder Beleuchtungsanlagen, wird die Thematik „Licht und Gesundheit“ mitSicherheit in Zukunft mehr und mehr an Bedeutung gewinnen. Es gehtin Zukunft nicht mehr nur darum, wie energieeffizient, ökologisch undnachhaltig die Beleuchtungslösung ist, sondern auch darum, wie sich dieLichtsituation am Arbeitsplatz in psychophysischer bzw. biologischerHinsicht auf den Menschen auswirkt.

Biologisch wirksames Licht orientiert sich an der Natur und verändertsich dementsprechend ähnlich dem Tageslicht im Tagesverlauf. Esunterstützt die biologischen Prozesse im menschlichen Körper. So ist amTag Licht mit hohem Blauanteil im Spektrum und hohen Intensitätenvorzusehen, um die Aktivierung des menschlichen Körpers zu begünsti-gen. Nachts hingegen ist Licht mit wenig Blauanteil wichtig, um z. B. dieAusschüttung des Schlafhormons Melatonin nicht zu unterdrücken.Richtig eingesetztes, biologisch wirksames Licht fördert die Aktivierungwährend des Tagesverlaufs und führt in weiterer Folge zu bessererSchlafqualität, was sich wiederum positiv auf Motivation und Leistungenauswirkt. Die Erkenntnisse zur photobiologischen Wirkung von Strahlungsind Gegenstand der Vornorm E DIN 5031-10.

Leider stehen die beiden Aspekte Energieeffizienz und positive bio -logische Wirkung in einem gewissen Widerspruch, da man für eine biologisch positive Wirkung wesentlich größere Beleuchtungsstärkenals die heute von der Norm geforderten 500 lx benötigt. Zumindest fürgewisse Zeiträume über den Tag sollten Beleuchtungsstärken von über1.000 lx am Auge wirken, was bei normalen Beleuchtungsprinzipieneiner Beleuchtungsstärke am Arbeitsplatz von fast 2.000 lx entspricht.Das widerspricht wiederum dem Energiespargedanken. Unter anderemaus diesem Grund sind heute Bürobeleuchtungen mit integrierter bio -logischer Lichtwirkung noch wenig verbreitet.

Es ist allerdings zu erwarten, dass die Gesundheitsthematik im Allge-meinen und im Arbeitsplatzkontext im Speziellen immer mehr in denFokus der Gesellschaft rückt. Aktuell laufen zahlreiche Forschungenzum Thema Licht und Gesundheit, deren Ergebnisse sich mittel- bislangfristig auf die Arbeitsplatzbeleuchtung auswirken werden und bishin zu diesbezüglichen Anforderungsnormen führen können.

Das könnte z. B. bedeuten, dass neben einer noch höheren Anforderungan eine gute Tageslichtversorgung auch die Kunstlichtlösung mehr alsnur die Erfüllung der arbeitsspezifischen Sehanforderungen zu leistenhat. So könnten zeitlich über den Arbeitstag variabel gesteuerte

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Beleuchtungsstärken mit teilweise wesentlich höheren Werten als heuteund variable Farbtemperaturen bzw. Lichtspektren zukünftig in moder-nen Bürowelten Einzug halten.

LED und OLED

Die zahlreichen Vorteile der LED (siehe Seite 16) führen mit Sicherheitdazu, dass allein aus wirtschaftlichen Betrachtungen immer mehr Büro-beleuchtungen mit LED-Technik ausgestattet werden. Verglichen mitder Lichtausbeute der besten Leuchtstofflampen hat die LED dieLeuchtstofflampe bereits überholt und in den kommenden Jahren wirddie LED weiter und das sehr rasch an Effizienz zunehmen. Das bedeutetneben geringeren Anschlussleistungen auch immer weiter sinkendeInvestitionskosten für LED-Lösungen.

Abb. 33

300

250

200

150

100

50

02005 2010 2015 2025

Jahr

Effiz

ienz

[lm

/W]

Die OLED („Organische Licht Emittierende Diode“ oder „Organic LightEmitting Diode“) ist ein dünnes, flächiges Element aus organischen,halbleitenden Materialien. Die OLED leuchtet flächig-diffus und unter-scheidet sich allein dadurch wesentlich von der punktförmigen LED.

Die OLED ist aber noch lange nicht so weit ausgereift, dass vernünftige,wirtschaftliche Bürobeleuchtungslösungen mit ihr realisierbar sind.Neben sehr hohen Kosten und (noch) viel zu geringen Lichtausbeutenspricht auch die geringere Lebensdauer gegenüber der LED noch nichtfür Lösungen mit der OLED.

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am Markt verfügbare LEDs

Laborwerte

Prognose zur Lichtausbeute (lm/W) von LEDs

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Zukunftsthemen

Abb. 34

Effiz

ienz

[lm

/W]

200

220

180

160

140

120

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80

60

40

20

0

Jahr

Licht, Material und Leistungsfähigkeit

Das Zusammenspiel von Licht und Material ermöglicht eine kreativeRaumgestaltung – zahlreiche Raumatmosphären lassen sich inszenieren.So ergibt sich einerseits eine große Bandbreite an Gestaltungsmöglich-keiten, aber zugleich auch eine direkte Beeinflussung der psychophy-siologischen Behaglichkeit des Nutzers.

Dies zeigt eine Laborstudie des Bartenbach LichtLabor 6. Es wurde derEinfluss von 14 verschiedenen Raumausstattungen auf die psycho -physiologische Behaglichkeit von über 450 Versuchspersonen erfasst.Es stellte sich dabei heraus, dass sowohl die Lichtintensität als auch dieLichtfarbe und das Oberflächenmaterial der Raumbegrenzungsflächendie visuelle Leistungsfähigkeit, die Aufmerksamkeit und das subjektiveRaumerleben der Versuchspersonen beeinflussten.

Diese Forschungsarbeit macht deutlich, dass die Planung der Raum -beleuchtung und der Rauminnenausstattung sich wesentlich beeinflussenund beide maßgeblich auf den Menschen wirksam werden.

untere Grenze derPrognosen

obere Grenze derPrognosen

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Prognose zur Lichtausbeute (lm/W) von OLEDs

2005 2010 2015 2020

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Anhang

Glossar

AdaptationVorgang der Anpassung der Sehfunktionen des Auges an die Helligkeiten (Leuchtdichten)im Gesichtsfeld. Der Adaptationsverlauf und damit die Adaptationszeit werden bestimmtvon den Leuchtdichten an Beginn und Ende der Helligkeitsänderung. Der jeweilige Adaptationszustand bestimmt die Sehleistung.

AkkommodationDie Fähigkeit des Auges, sich auf ein Objekt in beliebiger Entfernung zwischen 6 cm unddem Unendlichen so einzustellen, dass dieses Objekt scharf gesehen werden kann.

AllgemeinbeleuchtungBeleuchtungssystem, das einen Raum ohne Berücksichtigung besonderer Erfordernisseeinzelner Raumteile beleuchtet. Zusätzliches gerichtetes Licht wirkt der Monotonie entgegen und unterstützt die jeweiligen Sehaufgaben.

ArbeitsplatzbeleuchtungBeleuchtungssystem, das die Hauptarbeitsfläche eines Arbeitsplatzes zusätzlich zur All -gemeinbeleuchtung entsprechend den Anforderungen aus der Sehaufgabe beleuchtet. Sieist im Allgemeinen Bestandteil der kombinierten Beleuchtung.

AusstrahlwinkelWinkel, der die Lichtausstrahlung (Lichtstärke) in eine bestimmte Richtung angibt. In einer Anlage wird der Ausstrahlwinkel einer Leuchte von der Senkrechten aus gerechnet.

Beleuchtung, diffusBeleuchtungsart, bei der die Beleuchtung auf der Nutzebene oder auf einem Objekt auskeiner bevorzugten Richtung erfolgt.

Beleuchtung, direktBeleuchtungsart mittels Leuchten, die über 80 % ihres Lichtstromes direkt auf die Nutz -fläche(n) strahlt.

Beleuchtung, gerichtetBeleuchtungsart, bei der die Beleuchtung auf der Nutzebene oder auf einem Objekt auseiner Vorzugsrichtung erfolgt.

Beleuchtung, indirektBeleuchtungsart, die hauptsächlich über die Reflexion an Materialoberflächen (Decken,Wänden) als sekundäres Licht zustande kommt.

Beleuchtung, sekundärBeleuchtungsart, bei welcher die Lichtquelle in der Leuchte nicht direkt einsehbar ist, sondern der Lichtstrom über das Reflektorsystem geleitet wird.

BeleuchtungsstärkeLichttechnische Größe, welche die Dichte des auf eine Fläche auftreffenden Lichtesbeschreibt. Die Einheit wird in Lux [lx] angegeben. Die Beleuchtungsstärke ist der Licht-strom ф, der pro beleuchtete Fläche auftrifft (E=ф/A).

BlendungHerabsetzen des Sehvermögens bzw. Störempfindungen durch sehr unterschiedlicheLeuchtdichten im Gesichtsfeld oder eine für den Adaptationszustand zu hohe Leuchtdichteim Gesamtgesichtsfeld.

BezugsebeneEbene zur Festlegung der Messangaben am Arbeitsplatz.

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Anhang

BildschirmleuchtdichteMittlere Leuchtdichte, die beim Betrieb von Datensichtgeräten in Abhängigkeit von der Darstellungsart (Positiv-, Negativ- Farbdarstellung) auftritt. Beim Betrieb von Bild-schirmen ist die Bildschirmleuchtdichte der Umgebungsleuchtdichte anzupassen (undumgekehrt), um Bildreflexe durch Lampen, Leuchten und helle Wände zu vermeiden.

Blendung, direktBlendung durch echte Lichtquellen innerhalb des Blendschutzwinkels. Die Blendgefahr istumso größer, je geringer die mittlere Leuchtdichte des Gesichtsfeldes, je größer die Flächen -ausdehnung der Blendquelle und je näher die Blendquelle der Blicklinie ist.

Blendung, indirektBlendung durch Reflexionsbilder von Lichtquellen oder lichtstreuende Flächen imGesichtsfeld. Sie entstehen als Reflexblendung durch Spiegelungen in Fenstern und anderen Glasflächen (Bildschirmen), Wasserflächen, nassen Straßenoberflächen, Kunst-druckpapier, glänzenden Maschinenteilen etc.

Blendung, physiologischWirkung einer Lichtquelle mit messbarer Verringerung der Sehleistung als Kriterium (z. B. Scharfsehen, Kontrastsehen, Farbsehen etc.).

Blendung, psychologischWirkung einer Lichtquelle, die im Gesichtsfeld Unbehagen auslöst und zur Unbequem-lichkeit beim Sehen führt (discomfort glare, Unbehaglichkeitsblendung).

BlendwinkelEin Winkel, dessen Scheitel im Auge liegt und dessen Schenkel durch die Verbindungs linienvom Auge zum Sehobjekt und vom Auge zur Blendquelle gebildet werden.

BlickfeldGesamtheit der Objektpunkte, die bei ruhiger Kopfbewegung nur durch Augenbewegungangeblickt werden können.

Empfindlichkeit, spektralMaß für das Hervorrufen einer bestimmten Lichtwirkung durch einzelne Wellenlängen-bereiche.Die spektrale Empfindlichkeit des menschlichen Auges wird durch die V(λ)-Kurve (für Tag- und Nachtsehen) wiedergegeben.

Ermüdung, visuellNachlassen der Aufmerksamkeit beim Einwirken von visuellen Dauerreizen. Durch un günstige Beleuchtung des Auges entsteht eine Erregbarkeitsherabsetzung, die sich ineiner Erhöhung des Schwellenwertes für Signalerkennung äußert. Die visuelle Ermüdungverläuft umso langsamer, je weniger Lichtreize vom Adaptationszustandes des Augesabweichen.

FarbeVorwiegend qualitative Sinnesempfindung, die von einem physikalischen Lichtreiz aus -gelöst wird. Die Farbe ist durch drei voneinander unabhängigen Kenngrößen eindeutig zu beschreiben: Farbton, Sättigung und Helligkeit.

FarbtemperaturAngabe zur Kennzeichnung der Lichtfarbe einer bestimmten Lampe. Erhitzt man einenschwarzen Strahler, so nimmt er je nach Temperatur eine bestimmt Farbe an. Stimmt dieFarbe bei einer bestimmten Temperatur mit der Farbe eines zu kennzeichnenden Strahlersüberein, so ordnet man der Lichtfarbe diese Farbtemperatur zu. Man spricht auch von derähnlichsten Farbtemperatur. Sie ist definiert in Kelvin [K]. Eine gebräuchliche Halogen-Glühlampe hat eine Farbtemperatur von ca. 2.900 K, das Tageslicht zwischen 5.000 und10.000 K.

Farbwiedergabe durch LampenAuswirkung einer Lichtart auf den Farbeindruck von Objekten, die mit dieser beleuchtetwerden, im Vergleich (bewusst oder unbewusst), zu dem Farbeindruck der gleichenObjekte, die mit einer Bezugslichtart beleuchtet werden.

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GesichtsfeldGesamtheit der Objektpunkte, die bei ruhendem Auge wahrgenommen werden. Infolgeder geringen Sehschärfe und der herabgesetzten Empfindlichkeit der Zapfen und Stäb-chen im peripheren Gebiet der Netzhaut, nimmt die Wahrnehmbarkeit vom Zentrum zurPeripherie hin ab und ist von Leuchtdichte und Größe des Testobjektes zur Leuchtdichtedes Umfeldes abhängig.

GesichtsfeldleuchtdichteDurchschnittliche Leuchtdichte im Gesichtsfeld. Die Gesichtsfeldleuchtdichte beeinflusstentscheidend die Gesichtsfeldgröße und die Sehleistung.

GlanzEmpfindung, die beim Betrachten von Körperoberflächen unter gerichteter Beleuchtungaus bestimmten Winkeln durch Reflexionsmaxima entsteht. Die physiologischen und psychologischen Phänomene des Glanzes sind sehr vielschichtig. Sie tragen wesentlich zursubjektiven Beurteilung der Beleuchtungssituation bei.

Hellempfindlichkeitskurve, spektralRelative Empfindlichkeit der drei für das Farbsehen verantwortlichen Zapfenarten einesBeobachterauges, bei monochromatischer Strahlung des sichtbaren Spektralbereiches.Die verschiedenen monochromatischen Lichtreize erzeugen, je nach ihrer Wellenlänge,unterschiedliche Hellempfindungen. So wird z. B. bei gleicher Leistung ein monochro - matischer Lichtreiz von 555 nm Wellenlänge (grün-gelb) viel heller empfunden als Licht-reize von 400 nm (blau) oder 700 nm (rot).

HellempfindungStärke des Helligkeitseindruckes eines Sehobjektes. Die Hellempfindung ist je nach den Sehbedingungen das empfindungsmäßige Korrelat zur fotometrischen Größe derLeuchtdichte. Diese hängt von dem auf die Netzhaut auftreffenden Lichtstrom (Netz -hautbeleuchtungsstärke) ab und wird wesentlich durch die Adaptation und den Adaptationszustand beeinflusst.

InfeldFläche des Sehobjektes als Position innerhalb des gesamten Gesichtsfeldes. Das Infeldbefindet sich für ein Sehobjekt stets in der Hauptblickrichtung und wird in seiner Größedurch die Größe des Sehobjektes bei geringen Blickbewegungen bestimmt. Es ist im Allgemeinen nicht größer als 20° und wird vom Umfeld umgeben.

Infeld, primärPunktuelles, foveales, fokussives Infeld. Kleinster Ausschnitt aus dem Gesichtsfeld, aufden aktuell fixiert wird. Die raumwinkelbezogene Ausdehnung des primären Infeldesbeträgt nur etwa 1 – 2°, sodass der Sehinhalt des primären Infeldes zum größten Teil inder Netzhautgrube abgebildet wird, wo optimales Scharf- und Farbsehen gewährleistetist. Das primäre Infeld wandert stets mit der Blickrichtung mit (höchste relative Ortsdynamik)und erhält so den höchsten Bewusstheitsgrad im Vergleich zu übergeordneten Infeld-Umfeld-Komponenten.

Infeld, sekundärInfeld im herkömmlichen Sinn. Das sekundäre Infeld ist die an das primäre Infeld unmittel-bar anschließende Umgebung in einem Winkelbereich von etwa 30 – 40°. Seine Hellig-keit ist bestimmend für die Lokaladaptation des Auges. Das sekundäre Infeld begleitetstets das primäre Infeld und ist für die Kontrastwahrnehmung verantwortlich. Es liegt imAllgemeinen auf derselben Akkommodationsebene wie das primäre Infeld. In der Situationeines Bildschirmarbeitsplatzes erstreckt sich das sekundäre Infeld auf die Größe des Bild-schirmes, des Beleges oder der Tastatur. Alle Punkte im sekundären Infeld sind nur mitAugenbewegungen, d. h. noch ohne Kopfbewegung, erfassbar.

InfeldleuchtdichteDie Infeldleuchtdichte entspricht dem Leuchtdichtebereich, der die Sehaufgabe umfasstund damit der „differenziertesten Stufe“ der Wahrnehmung. Die Infeldleuchtdichte ist die durchschnittliche Leuchtdichte in [cd/m²] aller im Infeld befindlichen Objekte. (Siehe auch Theoretisches Leuchtdichtemodell)

LampenlichtstromVon einer Lampe insgesamt abgegebener Lichtstrom

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Anhang

LebensdauerDie Lebensdauer eines Leuchtmittels wird nach unterschiedlichen Definitionen fest -gesetzt. Im Allgemeinen wird damit die Dauer in Stunden angegeben, die eine Lampe leuchtet, bis sie nur noch 70 % ihres anfänglichen Lichtstromes abgibt.

LED ControllerUm eine LED oder auch mehrere LEDs effizient, in unterschiedlichen Helligkeiten betreibenzu können, ist eine aufwendige Elektronik notwendig. LEDs benötigen zum Betrieb keinefeste Spannung, sondern einen festen Strom. Die Helligkeit (Dimmung) erfolgt daherüber einen regelbaren Strom.

LeuchtdichteLichttechnische Größe, welche die Helligkeit von leuchtenden oder beleuchteten Ober -flächen charakterisiert. Der vom Sehapparat wahrgenommene Helligkeitseindruck einesSehobjektes wird nur über dessen Leuchtdichte bestimmt. Gemessen wird die Leucht -dichte in Candela pro Quadratmeter [cd/m2].

LeuchtdichteverteilungDie Leuchtdichteverteilung im Gesichtsfeld bestimmt den Adaptationszustand, der dieSehleistung beeinflusst. Eine ausgewogene Adaptationsleuchtdichte wird zur Erhöhungder Sehleistung benötigt (Sehschärfe, Kontrastempfindlichkeit, Leistungsfähigkeit derAugenfunktionen (wie Akkommodation, Konvergenz, Pupillenveränderung, Augen -bewegungen usw.). Die Leuchtdichteverteilung im Gesichtsfeld beeinflusst auch den Seh-komfort. Deshalb sollten zu hohe Leuchtdichten, die Blendung verursachen können, zuhohe Leuchtdichteunterschiede, die durch ständige Umadaptation Ermüdung verursachenkönnen, zu niedrige Leuchtdichten und zu niedrige Leuchtdichteunterschiede, die eineunattraktive und wenig anregende Arbeitsumgebung schaffen, vermieden werden.

LichtausbeuteMaß für den Lichtstrom, der entsprechend der aufgenommenen elektrischen Leistung von der Lampe in Form von elektromagnetischer Strahlung im sichtbaren Wellenlängen -bereich abgegeben wird. Einheit: Lumen pro Watt [lm/W].

LichtfarbeAngabe zur Farbe einer Lampe. Die Lichtfarbe wird meistens durch die Höhe der Farb-temperatur (Temperaturstrahler) oder die ähnlichste Farbtemperatur (Entladungslampe)angegeben. Die Einheit wird in Kelvin (K) angegeben: warmweiß = ca. 3.000 K, neutral-weiß = ca. 4.500 K, kaltweiß > ca. 5.000 K.

LichtreizLicht, das in das Auge einfällt und eine merkliche oder unmerkliche Veränderung desFunktionszustandes von Sinneszellen (Zapfen, Stäbchen) hervorruft. Die Reizaufnahmeist innerhalb bestimmter Grenzen der Reizintensität möglich, die unterste Grenze ist dieReizschwelle, die oberste die Reizhöhe.

MessebeneEbene, in welcher die Beleuchtung bevorzugt zur Wirkung kommen soll und in der dieBeleuchtungsstärke und Leuchtdichte zu messen ist.

MindestbeleuchtungsstärkeBeleuchtungsstärke, die auf Arbeitsplätzen oder in ständig genutzten Räumen als ergo -nomisch vertretbares Minimum festgelegt ist (Normen, Nennbeleuchtungsstärken).

NennbeleuchtungsstärkeÖrtlicher Mittelwert der Beleuchtungsstärke, der in Abhängigkeit von der jeweiligen Seh-aufgabe für einen Raum, eine Raumzone oder einen Arbeitsplatz (Tätigkeit) in Normenoder Standards festgelegt ist.

NutzebeneDie Nutzebene ist die horizontale oder vertikale Ebene, auf der die Sehaufgabe aus -geführt wird. Sie wird auch als Messfläche der zu ermittelnden Beleuchtungsstärken,Gleichmäßigkeiten etc. herangezogen.

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PrimärlichtPrimärlicht bezeichnet das Licht, das direkt von der Strahlungsquelle (z. B. LED) abge -geben wird. Erst wenn das Primärlicht auf eine Oberfläche trifft, wird es von dieser inmodulierter Form reflektiert. Die spektrale Zusammensetzung des reflektierten Lichtesbestimmt das Sekundärlicht, das in das Auge gelangt und das Erscheinungsbild einerOberfläche oder eines Gegenstandes bestimmt. Die spektralen Anteile des sekundärenLichtes sind dabei nicht unabhängig vom Primärlicht, sodass ein und derselbe Gegenstandunter verschiedenen Primärlichtarten verschieden aussehen kann, weil das sekundäreLicht immer nur von den vorhandenen Wellenlängen im Primärlicht zusammengesetztwerden kann.

RaummilieuDas Anwenden der Erkenntnisse der aktiven visuellen Wahrnehmung, bilden durch denobjektivierbaren Zusammenhang zwischen Leuchtdichte (Theoretisches Leuchtdichte -modell), Beleuchtungsart und Oberflächengestaltung unter Einbeziehung der ökologi-schen Optik, ausgedehnt auf die visuelle Umwelt und bezogen auf den Arbeitsplatz, dasoptisch wahrgenommene Raummilieu.

RaumlichtEntscheidend für die Lichtfarbe in einem Raum sind nicht nur die Lichtfarbe des Primär-lichtes, das aus einer Leuchte austritt, sondern auch die Oberflächenbeschaffenheit(Reflexionsgrad, Glanzgrad, Remissionsspektrum etc.) von Wänden, Decke, Boden undMöbeln. Über die Vermischung des Lichtes der Lichtquelle und des von den Raumober-flächen reflektierten Lichtes entsteht das sog. Raumlicht. Dieses ist entscheidend für unserWohlbefinden in dem jeweiligen Raum verantwortlich. Ein an sich völlig behaglicherRaum kann sein Erscheinungsbild völlig verändern, wenn die Beleuchtung und die Ober-flächenmaterialien nicht aufeinander abgestimmt sind.

RaumwinkelGröße zur Charakterisierung der winkelmäßigen Ausdehnung einer Fläche. Der Raum-winkel ist als das Verhältnis einer Fläche auf einer Kugel zum Quadrat des Kugelradiusdefiniert.

RaumwirkungsgradLichtstromanteil, der im Verhältnis zu dem insgesamt aus einer Leuchte austretendenLichtstrom eine interessierende Fläche im Raum erreicht.

ReflexblendungSiehe Blendung, indirekt

ReflexionsgradDer Reflexionsgrad besagt die Stärke der Reflexionsfähigkeit eines Stoffes, also den Gradder Fähigkeit des Materials, auftreffendes Licht oder Strahlung zurückzuwerfen. Manunterscheidet lichttechnische, strahlungstechnische und spektrale Reflexionsgrade. DerReflexionsgrad wird entweder dimensionslos oder als Prozentwert angegeben. Helle Flächen haben einen hohen, dunkle Flächen einen niedrigen Reflexionsgrad (z. B. weißeWand: ca. 80 %, schwarzer Samt: ca. 3 %) .

SehaufgabeDer Bereich der Sehaufgabe umfasst alle sehrelevanten Elemente der auszuführendenTätigkeit.

SehleistungBezeichnung für die vom menschlichen Sehorgan zu erbringende Leistung. Nach Schoberkann die Tätigkeit des menschlichen Sehorgans, bestehend aus Auge, Nervenleistung undzugehörigen Gehirnteilen, durch vier einfache und vier zusammengesetzte Grundaufgabencharakterisiert werden. Das sind: Helligkeits-, Farb-, und Raumempfindung (Raumwahr-nehmung), Bewegungswahrnehmung, Wahrnehmung von Leuchtdichteunterschieden,Farbvergleich, Sehschärfe oder Trennschärfe von Lichtempfindungen, Wahrnehmen vonFormen und Gegenständen.

SekundärlichtSiehe Primärlicht

Stabiler WahrnehmungszustandSiehe Theoretisches Leuchtdichtemodell

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Anhang

SteuerungDurch das Ansteuern der Lampen in einer Raumsituation kann die Helligkeit einzelnerLeuchten oder Leuchtengruppen reguliert werden. Dimmen verändert die Lichtatmosphäre,und erlaubt die Anpassung an unterschiedliche Raumnutzungen. Zunehmend wird dieHelligkeitssteuerung auch zum Energiesparen eingesetzt, zum Beispiel bei tageslicht -abhängigen Regelungen in Industrie- oder Bürogebäuden. LEDs können über spezielle elektronische Vorschaltgeräte (EVG) betrieben und durch unterschiedliche Steuerungs-module angesteuert werden.

Tageslichtquotient Kennwert für die Beziehung zwischen Innen- und Außenbeleuchtungsstärke bei bedecktemHimmel. Der Tageslichtquotient ist das Verhältnis der Beleuchtungsstärke, die in einemPunkt der horizontalen Messebene innerhalb eines Raumes bestimmt wird, zu der gleich-zeitig vorhandenen Horizontalbeleuchtungsstärke unter freiem Himmel ohne Einfluss derBebauung. Die Verteilung der Tageslichtquotienten in einem Raum wird durch Berech-nung oder Messung für eine vorgegebene Anzahl Punkte ermittelt.

Theoretisches LeuchtdichtemodellBeschreibt die Zusammenhänge von Infeld- zu Umfeldleuchtdichten in Bezug auf die Stabilität der visuellen Wahrnehmung. Grundansatz dabei ist eine möglichst konstanteAdaptationsleuchtdichte. Das heißt, dass die Helligkeitsanpassung des Auges vollständigstabilisiert ist. So können die höchstmögliche Unterschiedsempfindlichkeit und die größtenSehleistungen erreicht werden. Dabei sind die verlorenen Informationen und Ermüdungmöglichst gering. Aus dem Theoretischen Leuchtdichtemodell können zulässige Leucht-dichteverteilungen, Reflexionsgrad-Bereiche und Lichtströme bestimmt werden.

Umfeld, primärDer an die Sehaufgabe (Infeld) anschließende erweiterte Arbeitsbereich im Gesichtsfeld.Das primäre Umfeld kann nicht mehr nur mit Augenbewegung allein erfasst werden,sodass zur aktiven Hinwendung zu Teilarealen des primären Umfeldes, bereits Kopfbewe -gungen notwendig werden. Trotzdem ist das primäre Umfeld immer noch jener Bereichdes globalen Gesichtsfeldes, der im Einzugsgebiet der eigentlichen Arbeitsaufgabe liegt,weil z. B. an einem Arbeitsplatz das zu bearbeitende Material vorzugsweise auf der Tisch-oberfläche platziert ist. Der raumwinkelmäßige Ausschnitt beträgt für das primäre Umfeldetwa 90°. Innerhalb dieses Bereiches kann noch binokular gesehen werden, was für dieTiefenwahrnehmung von Bedeutung ist. Engeres ergonomisches Umfeld.

Umfeld, sekundäresUmfeld im herkömmlichen Sinn – peripheres Umfeld. In einem Arbeitsraum ist das sekun-däre Umfeld der maximal sichtbare Ausschnitt aus der gesamten optischen Situation. Er istdamit durch die Größe des Gesichtsfeldes begrenzt, welches sich aus der Ruhelage desKopfes ergibt (etwa 190° Öffnungswinkel) und sowohl aus den binokularen als auch ausden monokularen Sehbereichen beider Augen resultiert. Beim Hinzukommen von Kopf-bewegungen oder sogar Körperbewegungen, subsumieren sich im sekundären Umfeldalle raumbegrenzenden Elemente (Decke, Fußboden, Wände, funktionelle und dekorativeEinrichtungsgegenstände), die mit unterschiedlicher Dominanz ihren Beitrag zur Visualitätdes Raumes leisten (Erscheinungsbild, Raummilieu). Das sekundäre Umfeld ist ein sehrwichtiger Faktor der menschengerechten Gestaltung von Arbeitsplätzen jeder Art, weshalbdas sekundäre Umfeld auch als erweitertes ergonomisches Umfeld kategorisierbar ist. Espräsentiert sich in erster Linie durch die Materialien, deren Eigenschaften lichtmodulierendeWirkung auf die ganzheitliche Erscheinung eines Raumes haben.

UmfeldleuchtdichteDie Umfeldleuchtdichte ist die durchschnittliche Leuchtdichte in [cd/m²] aller im Umfeldbefindlichen Objekte. (Siehe auch Theoretisches Leuchtdichtemodell)

Visuelle WahrnehmungIst die Aufnahme und Verarbeitung von visuellen Reizen, bei der eine Extraktion relevanterInformationen, Erkennung von Elementen und deren Interpretation durch Abgleich mitErinnerungen stattfindet. Somit geht die visuelle Wahrnehmung weit über das reine Auf-nehmen von optischen Informationen hinaus.

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Ausgewählte Gesetze, Richtlinien und Empfehlungen

Gesetze und VerordnungenArbSchG Gesetz über die Durchführung von Maßnahmen des Arbeitsschutzes zurVerbesserung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes bei der Arbeit (Arbeitsschutz-gesetz - ArbSchG) vom 7. August 1996, BGBl. I S. 1246, zuletzt geändert am 30.7.2004

ArbStättV Verordnung über Arbeitsstätten (Arbeitsstättenverordnung - ArbStättV) vom12. August 2004. BGBl. I Nr. 44 S. 2179, zuletzt geändert durch Art. 388 Arbeitsstätten-verordnung (v. 31.10.2006). BGBl. I S. 2407

BildscharbV Verordnung über Sicherheit und Gesundheitsschutz bei der Arbeit an Bild-schirmgeräten (Bildschirmarbeitsverordnung - BildscharbV), vom 04. Dezember 1996,BGBl. I S. 1841

Untergesetzliche SchriftenASR A3.4: 2011-04 Technische Regeln für Arbeitsstätten. BAuA, (Hrsg.)

BGI 523: Mensch und Arbeitsplatz – BGHM (Hrsg.) – März 2007

BGI 650: Bildschirm- und Büroarbeitsplätze: Leitfaden für die Gestaltung – VBG (Hrsg.) – Online-Ausgabe November 2011

BGI 827: Sonnenschutz im Büro: Hilfen für die Auswahl von geeigneten Blend- undWärmeschutzvorrichtungen an Bildschirm- und Büroarbeitsplätzen – VBG (Hrsg.) –Online-Ausgabe März 2009

BGI 856: Beleuchtung im Büro; Hilfen für die Planung von Beleuchtungsanlagen vonRäumen mit Bildschirm- und Büroarbeitsplätzen – VBG (Hrsg.) – Online-AusgabeMärz 2009

BGI/GUV-I 7007: Tageslicht am Arbeitsplatz – leistungsfördernd und gesund. DGUV (Hrsg.) – Februar 2009

Häufig verwiesen wird auch auf die BGR 131: Natürliche und künstliche Beleuchtung von Arbeitsstätten. DGUV (Hrsg.). Ihre Inhalte wurden in die ASR A3.4 übernommen.

BGR 216: Optische Sicherheitsleitsysteme (einschließlich Sicherheitsbeleuchtung)DGUV (Hrsg.) – Juli 2001

DIN 5032-4: 1999-01 Lichtmessung; Lichtmessung an Leuchten

DIN 5034-1-5: 2011-07 Tageslicht in Innenräumen (Teil 1: Allgemeine Anforderungen;Teil 2: Grundlagen; Teil 3: Berechnung; Teil 4: Vereinfachte Bestimmung von Mindest-fenstergrößen; Teil 5: Messung)

DIN 5035-6: 2006-11 Beleuchtung mit künstlichem Licht; Messung und Bewertung

DIN 5035-7: 2004-08 Beleuchtung mit künstlichem Licht; Beleuchtung von Räumenmit Bildschirmarbeitsplätzen

DIN 5035-8: 2007-07 Beleuchtung mit künstlichem Licht; Arbeitsplatzleuchten –Anforderungen, Empfehlungen und Prüfung

DIN 5040-2: 1995-07 Leuchten für Beleuchtungszwecke –Teil 2: Innenleuchten; Begriffe, Einteilung

DIN EN 12464-1: 2011-08 Licht und Beleuchtung, Beleuchtung von Arbeitsstätten, Teil 1: Arbeitsstätten in Innenräumen (teilweise Ersatz für 5035-2,3,4,7, DIN 67505 und DIN 67528; hierzu auch Norm-Entwurf 2009)

DIN EN ISO 9241-6: 2001-03 Ergonomische Anforderungen für Bürotätigkeiten mitBildschirmgeräten (Teil 6 Leitsätze für die Arbeitsumgebung)

LV 41 Länderausschuss für Arbeitsschutz und Sicherheitstechnik (Hrsg.): Handlungs -anleitung zur Beleuchtung von Arbeitsstätten: Gesicherte arbeitswissenschaftlicheErkenntnisse für Tageslicht in Gebäuden, künstliches Licht in Gebäuden, künstliches Licht im Freien, Sicherheitsbeleuchtung. LASI LV 41; Mai 2005

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Anhang

Literatur- und Quellenverzeichnis

1. Bartenbach, C.; Witting, W. (2009). Handbuch für Lichtgestaltung. Lichttechnischeund wahrnehmungspsychologische Grundlagen. Wien: Springer, S. 58

2. Bartenbach, C.; Witting, W. (2009). Handbuch für Lichtgestaltung. Lichttechnischeund wahrnehmungspsychologische Grundlagen. Wien: Springer, S. 190

3. Bartenbach, C.; Witting, W. (1992 bis 2003). Visuelle Belastung bei Bildschirm -arbeit. Unveröffentlichte Untersuchungsreihen des Bartenbach LichtLabors

4. Bartenbach, C.; Witting, W. (2009). Handbuch für Lichtgestaltung. Lichttechnischeund wahrnehmungspsychologische Grundlagen. Wien: Springer, S. 196

5. Bartenbach, C.; Witting, W. (2001/2002). Tageslicht oder Kunstlicht? In: Flagge, I. (Hrsg). Jahrbuch Licht und Architektur 2001/2002. Köln: Verlagsgesellschaft Rudolf Müller, S. 162 – 169

Bartenbach, C.; Witting, W. (1995). Bildschirmarbeit in unterschiedlichem Licht. In: Flagge I. (Hrsg.): Jahrbuch Licht und Architektur 1995. Bonn: Verlag Ernst & Sohn, S. 156 – 172

Hoffmann, G., Gufler, V., Griesmacher, A., Bartenbach, C., Canazei, M., Staggl, S.,Schobersberger, W. (2008). Effects of variable lighting intensities and colour temperatures on sulphatoxymelatonin and subjective mood in an experimental officeworkplace . In: Applied Ergonomics, Vol. 39, Is. 6, S. 719 – 728.

Bartenbach LichtLabor (Hrsg.) (2006 – 2010). Einfluss von Sonnenlicht auf denBüroarbeitsplatz. Unveröffentlichte Untersuchungsreihen des Bartenbach LichtLabors

Bartenbach LichtLabor (Hrsg.) (2009). Visuelle Lichtwirkungen von inhomogenenUmfeldhelligkeiten bei Büroarbeitsplätzen. Unveröffentlichte Untersuchungsreihedes Bartenbach LichtLabors

6. Bartenbach LichtLabor & Fritz Egger GmbH & Co. OG (Hrsg.) (2006 – 2009). Kriterien der psychophysiologischen Behaglichkeit. Unveröffentlichte Untersuchungs-reihen des Bartenbach LichtLabors

Ein großer Teil des Glossars wurde entnommen aus: Bartenbach, C.; Witting, W. (2009).Handbuch für Lichtgestaltung. Lichttechnische und wahrnehmungspsychologischeGrundlagen. Wien: Springer

Bildnachweise

Abb. 9 – 11: Leuchtmittel und Spektren wurden von der OSRAM AG, München,www.osram.com zur Verfügung gestellt.

Abb. 21, 22, 24 und 32: Peter Bartenbach, München

Alle anderen Bilder und Grafiken sind Eigentum der Bartenbach LichtLabor GmbH oder wurden erstellt in Anlehnung an Bartenbach, C.; Witting, W. (2009). Handbuch für Lichtgestaltung. Lichttechnische und wahrnehmungspsychologische Grundlagen.Wien: Springer

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