Human Centric Lighting

Neben den bekannten farbübertragenden Zapfen und auch für schwaches Licht empfindlichen Stäbchen wurde vor erst rund 20 Jahren ein weiterer Rezeptor in den Augen entdeckt. Diese nur etwa anderthalb Millionen Ganglienzellen und ihre Axone rund um den gelben Fleck im Auge sind anders als die Zapfen und Stäbchen in der Lage Aktionspotentiale und das Protein Melanopsin freizusetzen. Angeregt durch kurzwelliges bläulich-weißes Licht übermitteln sie diese Impulse an die Schaltzentrale im Gehirn, die ihrerseits die Wach- und Schlafaktivität des Menschen steuert.

So werden tagsüber werden über das Hormon Melanopsin Botenstoffe angeregt, die den nötigen Erregungszustand für die Tagesaktivität erzeugen. Nachts wird ausgehend von dieser Schaltzentrale über das Hormon Melatonin für Ruhe und Entspannung gesorgt. Dieser Millionen Jahre alte Kreislauf wird als circadianer Rhythmus bezeichnet und hauptsächlich durch das Licht gesteuert. Diesem Rhythmus gilt es per HCL zu entsprechen und seine Eigenheiten und Gesetzmäßigkeiten für den Menschen auszunutzen.

Wenn die künstliche Beleuchtung dem circadianen Rhythmus nicht entspricht, zahlen die Menschen mit Stress, Konzentrationsmangel und Krankheitsanfälligkeit einen hohen Preis. Statt einem gleichbleibenden künstlichen Licht geht es beim HCL um das intelligente Zusammenspiel zwischen natürlichen und variablen künstlichen Lichteinflüssen.

Dieses Zusammenspiel geht noch über die reine Farbgebung des künstlichen Lichts hinaus und betrifft außerdem die architektonische Einbeziehung des Tageslichts und seiner Verbindung mit dem Licht aus den LED-Leuchten. Mit automatisch oder manuell veränderten Lichtszenarien durch den Nutzer lässt sich das Licht nach dem jeweiligen Zweck des Raums und der Tätigkeit im Verlauf des Tages optimal einsetzen.

Neben der reinen Beleuchtungsstärke und Farbtemperatur der LED-Leuchten aus den genormten Vorgaben der Technischen Regeln für Arbeitsstätten sind bei der Raumplanung ebenso die zylindrischen Beleuchtungsverhältnisse, die der Lichtrichtung und vor allem auch die der Reflexionseigenschaften der Wände in Betracht zu ziehen. Wie wirken diese und viele andere Faktoren im emotionalen Bereich? Um die “Materialität” des Raums auch stimmungsaufhellend zur Geltung zu bringen, sind bei der HCL-Planung optische Eindrücke der Außenwelt ebenso wie abwechselnde, spielerische oder kreative Lichtszenarien der LED-Leuchten sinnvoll. Dazu kommen die biologischen Licht-Faktoren wie z.B. die Anpassung der Lichtstärke auf das tatsächliche Alter der Betrachter (plus 30% – 50%) und die vertikale Beleuchtungsstärke am Auge. Bei der Planung ist der Bereich zwischen der Horizontale und dem halb gesenkten Blick gesondert zu bedenken.

Die langsame Steigerung der Helligkeit der Beleuchtung via HCL-Planung aus den LED-Leuchten kann am Morgen das zunehmende Licht eines Sonnenaufgangs simulieren. Ähnlich lang dauert das Abklingen des Aktivierungsniveaus nach dem Rückgang der Intensität. Ein gut geplantes Lichtmanagement wird diese Spitzen beim Licht der LED-Leuchten phasenweise einsetzen. Zum Abend hin ist der Einsatz von warmweißen Licht um die 50 lx mit geringeren Blauanteilen erforderlich, damit die Ausschüttung des “Schlaf-Hormons” Melatonin nicht unterdrückt wird. Daher sollte in der HCL-Planung die Zahl der sinnvollen Lichtfarbwerte der LED-Leuchten zwischen 5.500 K über Tag bis zu 2.700 K gegen Abend reguliert werden. Für den Ausgleich jahreszeitlich bedingter Lichtwirkungen kann über die Lichtstärke und Färbung der LED-Leuchtmittel der Wintermüdigkeit am Morgen und der frühen Dunkelheit am Abend effizient entgegengewirkt werden.

Eine solch durchdachte Lichtplanung nach HCL-Prinzipien wirkt sich auf die Konzentrations- und Leistungsfähigkeit ebenso wie auf die Vitalität und generelle Gesundheit aus. Besonders deutlich zeigt sich das im Bildungsbereich. Hier können abhängig von der jeweiligen Beleuchtung im Sinne der HCL-Planung Zahlen wie eine um 35% gestiegene Leseleistung bei 45% gesunkener Fehlerrate der Schüler beobachtet werden. Als wesentlich kann man die Abnahme motorischer Störungen um mehr als 75% bezeichnen. Ähnliches gilt für die Neigung zu Konflikten im direkten Kontakt der Schüler untereinander.

Das wirkt sich dauerhaft positiv auf die Motivation der Schüler aus. Gleiches gilt für die Mitarbeiterzufriedenheit und die messbare Produktivitätssteigerung, die an Arbeitsplätzen erzielt werden kann. Gleichzeitig sinkt die Fehlermarge. In Gesundheitseinrichtungen unterstützt das Licht aus perfekt gesteuerten LED-Leuchten die ärztliche Leistung. Darüber hinaus reduziert sich auch das Stresslevel der Patienten vor Operationen. Der Heilungsprozess beim Menschen verbessert sich. Im Nachtdienst verringern sich die Unfallraten. Dazu wird ein signifikantes Nachlassen der Ruhelosigkeit speziell bei älteren Patienten beobachtet.