Baunetz_Wissen

Biologisch wirksame Lichtkonzepte (HCL)

Definition, Ziele und Regelwerke

Licht wird nicht allein zum Sehen benötigt. Es wirkt auch biologisch und emotional auf den Menschen, seine Gesundheit und sein Wohlbefinden ein. Zu den nicht visuellen Wirkungen gehört der Einfluss des Lichts auf die innere Uhr des Menschen; damit beschäftigt sich u.a. die Chronobiologie. Ist die Beleuchtung so ausgelegt, dass sie den Tag-Nacht-Rhythmus des Menschen unterstützt, spricht man von circadianer Beleuchtung.

Ein HCL-Beleuchtungskonzept imitiert durch wechselnde Lichtfarbe und Helligkeit den sich verändernden Verlauf des Tageslichts und überträgt die Belichtung im Freien mit ihrer Wirkung auf den Schlaf-Wach-Rhythmus des Menschen in die Innenräume.

Bild: Baunetz (yk), Berlin

Die Leistungsbereitschaft des Menschen ist vormittags und am späten Nachmittag am höchsten und geht gegen Abend zurück (obere Grafik); eine biologisch wirksam gesteuerte Beleuchtung unterstützt den biologischen Rhythmus des Menschen mit aktivierendem Licht am Tage und entspannendem Licht am Abend (untere Grafik).

Bild: licht.de

Beispiel für eine circadian wirksame Beleuchtung in einem Büro, in dem sich Beleuchtungsstärke und Lichtfarbe im Tagesverlauf verändern.

Bild: licht.de

Häufig werden die nicht visuellen Wirkungen des Lichts auch als biologisch wirksame Lichtwirkungen bezeichnet. Nach DIN SPEC 5031-100: Strahlungsphysik im optischen Bereich und Lichttechnik – Teil 100: Über das Auge vermittelte, melanopische Wirkung des Lichts auf den Menschen – Größen, Formelzeichen und Wirkungsspektren werden diese noch zutreffender als melanopische Lichtwirkungen benannt, weil sie sich auf Fotorezeptoren im Auge mit dem lichtempfindlichen Molekül Melanopsin beziehen.

Lichtsteuerungssysteme für Human Centric Lighting (HCL)

Mit der LED-Technik und der Entwicklung elektronischer Lichtsteuersysteme eröffnen sich neue Möglichkeiten, durch intelligente Beleuchtung die biologischen und emotionalen Bedürfnisse des Menschen zu unterstützen und positiv zu beeinflussen. Für eine solche Beleuchtungstechnik hat sich bei den Leuchtenherstellern der Begriff Human Centric Lighting (HCL) eingebürgert. Mit den neuen Lichtquellen und intelligenten Steuerungen kann Licht jetzt relativ einfach in vier Dimensionen beeinflusst werden:

Zeit (unterschiedliches Licht zu unterschiedlichen Tageszeiten)
Intensität (Helligkeit, je nach Sehaufgabe, aber auch nach Anforderungen, wie Aktivität oder Ruhe)
Lichtfarbe (Sonnenaufgang oder -untergang, Tageslicht, Abenddämmerung)
Lichtrichtung (Einfall des Sonnenlichts, Licht und Schatten)

Das Thema Human Centric Lighting (HCL) erlebt eine rasante Entwicklung, die derzeit noch im Fluss ist. Nach heutigem Stand wird darunter Folgendes verstanden: Ein HCL-Beleuchtungskonzept imitiert mit einer entsprechenden Steuerung, insbesondere durch wechselnde Lichtfarbe und Helligkeit, den sich verändernden Verlauf des Tageslichts und überträgt die Belichtung im Freien mit ihrer Wirkung auf den Schlaf-Wach-Rhythmus des Menschen in die Innenräume. Damit lässt sich die im Verlauf des Tages schwankende Leistungskurve des Menschen beeinflussen; sein Wohlbefinden, das Konzentrationsvermögen, die Stimmung, Motivation und letztlich die Gesundheit werden gefördert. Tageslichtweißes Licht mit hohen Blauanteilen (über 5.000 K) in höheren Beleuchtungsstärken wirkt besonders am Morgen aktivierend und stärkt das Leistungsvermögen. Dagegen sollten Räume zum Abend hin mit eher warmen Lichtfarben (bis 3.000 Kelvin) und geringeren Beleuchtungsstärken beleuchtet werden.

Mit geeigneten LED-Leuchten und einer intelligenten Lichtsteuerung kann sowohl die Lichtfarbe (je nach Situation mehr Blau- oder mehr Rotanteil) als auch die Beleuchtungsstärke (von etwa 500 bis 1.500 Lux) im Verlauf des Tages stufenlos und oftmals kaum wahrnehmbar verändert werden und damit den wechselnden Bedürfnissen und dem Rhythmus des Menschen angepasst werden. Mit HCL kann also wahlweise eine aktivierende oder entspannende, eine dem Tageslichtverlauf entsprechende circadiane und nicht zuletzt eine emotional ansprechende Beleuchtung realisiert werden.

Die Normung zum Thema HCL befindet sich noch am Anfang. Für Arbeitsstätten gibt es noch keine Vorgaben für biologisch wirksames Licht für Tages- bzw. Nachtzeiten. Allerdings sind in der DIN SPEC 67600: Biologisch wirksame Beleuchtung – Planungsempfehlungen schon Zielwerte für HCL festgelegt worden. Außerdem gibt es neben der DIN SPEC 5031-100 für die professionelle Lichtplanung den Leitfaden „Human Centric Lighting für die Planung und Anwendung“, herausgegeben von der Fördergemeinschaft Gutes Licht.

Fazit: HCL-Beleuchtung kann den Schlaf-Wach-Rhythmus beeinflussen sowie die Stimmung, Vitalität und Leistungsfähigkeit der Menschen verbessern, was am Ende zu mehr Wohlbefinden, größerer Zufriedenheit und höherer Produktivität am Arbeitsplatz führt.