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HCL: Licht nach dem Vorbild der Natur

 HCL: Licht nach dem Vorbild der Natur (Bild: licht.de)

Bild: licht.de

Ein intelligentes Zuhause macht das Leben bequemer. Und es kann sogar einen Beitrag zur Gesundheit leisten. Human Centric Lighting (HCL) setzt nach dem Vorbild der Natur wichtige Impulse für einen besseren Schlaf, mehr Vitalität und Wohlbefinden.

Lichttherapiegeräte gibt es auch für zu Hause oder für das Büro. Sie können unkompliziert am Morgen eingesetzt werden, um einer saisonal abhängigen Depression (SAD) vorzubeugen (Bild: licht.de)

Lichttherapiegeräte gibt es auch für zu Hause oder für das Büro. Sie können unkompliziert am Morgen eingesetzt werden, um einer saisonal abhängigen Depression (SAD) vorzubeugen (Bild: licht.de)

Tageslichtweißes Licht mit hohen Beleuchtungsstärken bringt den Körper morgens im Badezimmer in Schwung (Bild: licht.de)

Tageslichtweißes Licht mit hohen Beleuchtungsstärken bringt den Körper morgens im Badezimmer in Schwung (Bild: licht.de)

Heute wie vor tausenden von Jahren benötigen Menschen Tageslicht. Auch ein vergleichbares künstliches Licht kann in Innenräumen Taktgeber für die innere Uhr und die damit verbundenen biologischen Prozesse sein. Diese am Menschen orientierte, an den Tagesverlauf und an individuelle Gegebenheiten anpassbare LED-Beleuchtung wird Human Centric Lighting (HCL) genannt. Sie vereint die visuellen, biologischen und emotionalen Lichtwirkungen.

HCL unterstützt einen gesunden Schlafrhythmus und fördert damit auch Vitalität, Leistungskraft und Stimmung. Gesundheit und Prävention sind den Deutschen wichtig: Im Jahr 2015 wurden laut Statistischem Bundesamt in Deutschland 344 Mrd. € für die Gesundheit ausgegeben. Jeder Haushalt steuerte monatlich rund 100 € dazu.

HCL@Home

Am Morgen helfen langsam heller werdendes Aufwachlicht oder ein Lichtwecker dabei, schneller munter zu werden. Helles tageslichtweißes Licht im Badezimmer und am Frühstückstisch fördert die Aktivität sowie Leistungsfähigkeit und einen guten Start in den Tag. Menschen, die tagsüber zu Hause arbeiten, profitieren besonders von einer Lösung, die dem Tageslichtverlauf nachempfunden ist. Wird ein Home Office ganztägig genutzt, empfiehlt licht.de, dass sich die Lichtlösung an der Beleuchtung professioneller Büros orientiert.

Bei einer HCL-Beleuchtung werden am Abend hohe Blauanteile vermieden und bevorzugt warmweißes Licht eingesetzt. Dies gilt nicht nur für die Leseleuchte am Bett oder das Bade­zimmerlicht, sondern auch für das Licht von Computer-, Tablet- oder Smartphone-Bildschirmen. Sie sollten in den Nachtmodus geschaltet werden. HCL kann Symptome von Wintermüdigkeit und Winterblues mindern und für mehr Lebensqualität in der dunklen Jahreszeit sorgen. Bei schweren Winterdepressionen ist der Arztbesuch jedoch unerlässlich und eine Lichttherapie angezeigt. Für den Haus­gebrauch gibt es tragbare Geräte. In jedem Fall sollten Menschen so viel Zeit wie möglich unter freiem Himmel verbringen.

Von der Morgendämmerung über Tageslichtblau bis zum Abendrot

Im Laufe eines Tages variiert eine biologisch wirksame Beleuchtung die Farbtemperatur. Auch die Lichtverteilung orientiert sich an der Natur: Der Himmel beleuchtet unser Auge frontal und von oben. So sollten auch möglichst großflächige Lichtquellen installiert werden. Ideal ist eine Kombination aus direkt abstrahlenden Leuchten und Wand- und Deckenflutern mit indirekter Lichtverteilung. So ist eine angenehme und natürliche Lichtverteilung sichergestellt, die genügend Helligkeit ohne Blendung gewährleistet.

Auch die Beleuchtungsstärke passt sich dem circadianen Rhythmus des Menschen an und setzt je nach Tageszeit die richtigen Impulse. Für die erforderliche Dynamik in der Beleuchtung sorgen Lichtmanagementsysteme. Die Ansteuerung der einzelnen Leuchten erfolgt harmonisch und stufenlos, sodass die Veränderung nicht unmittelbar wahrgenommen wird – ihre biologische Wirkung sich aber nachhaltig entfalten kann.

Der Fachplaner muss verantwortungsbewusst die geeignete Lichtlösung entwickeln und das passende Lichtszenario spezifizieren. Üblicherweise ist die Beschreibung der Lichtlösung der erste Schritt im Planungsprozess. Damit werden die Wirkung und die Aufgabe des Lichts im Raum auf­gezeigt. Im Laufe des Lighting-System-Design-Prozesses entstehen vorzugsweise verschiedene Lichtszenarien, für die diese Planungsgrundsätze notwendig und sinnvoll sind.

Hoher Lichtkomfort mit moderner Steuerungstechnik

Eine HCL orientierte Beleuchtung kann als Gesamtlösung mit zentraler Steuerungsanlage ausgeführt werden. Eine umfassende HCL-Beleuchtung mit Lichtmanagement und zahlreichen Beleuchtungselementen bedarf einer guten Planung für den optimalen Einsatz von großvolumigen Flächenleuchten, direkt und indirekt strahlenden Leuchten und weiteren Elementen. Mit Steuerungsmöglichkeiten wie Digital Addressable Lighting Interface (Dali) ist ein automa­tischer Tageslichtverlauf in jedem Raum realisierbar und mit komplexeren Gebäudesystemen kombinierbar. Individuell ausgelegte Lichtmanagementsysteme mit applikationsgerechter Sensorik können hier einen wesentlichen Anteil leisten, den Energiebedarf einer HCL-Lösung gering zu halten: Tageslichtsensorik spart bis zu 35 % Energie ein, kombiniert mit Zeit- und Anwesenheitserfassung sind Einsparungen von 55 % und mehr möglich.

Als klassische drahtgebundene Systeme im Bereich der Lichtsteuerung haben sich neben Dali auch Digital Multiplex (DMX) und KNX bewährt. In den vergangenen Jahren sind immer mehr Systeme dazugekommen, die auf Funkbasis (Zigbee, Bluetooth, Enocean, WLAN oder LAN/Ethernet) aufsetzen. Künftig werden sämtliche elektrotechnisch, aber auch autark funktionierenden Komponenten in einem Gebäude oder im öffentlichen Raum bereits mit einer individuellen IP-Adresse ausgestattet und im Internet of Things (IoT) angekommen sein.

Komplex, aber sehr nützlich sind kompatible Signalschnittstellen zur Vernetzung verschiedener Systeme. Lösungen für HCL-Anwendungen müssen vor allem Zeitbausteine beinhalten, damit eine „circadiane“ Tagessequenz vollautomatisch und dynamisch ablaufen kann. Bevor der Programmierer die Anlage in Betrieb nehmen kann, muss er ganz genau wissen, welche Lichteinstellungen, zu welcher Zeit wie spezifiziert sind.

Hinweise zur Lichtplanung

Zur Unterstützung von Konzentration und Aufmerksamkeit tagsüber sind Beleuchtungsstärken von 300 lx bis 500 lx am Auge über den gesamten Arbeitstag hinweg richtig und das Lichtniveau soll der Tageslichtqualität entsprechen. Bis zum frühen Nachmittag beträgt die Farbtemperatur mindestens 5.500 K. Zum Ende des Tages werden die biologisch wirk­samen Blauanteile auf ein Minimum reduziert und warm­weißes Licht mit 2.700 K oder maximal 3.000 K verwendet. In der Nacht reicht ein geringes Beleuchtungsniveau zur Orientierung in dunkler Umgebung vollkommen aus.

Planungsempfehlungen bietet DIN SPEC 67600, und Umrechnungswerte für Lichtquellen und Beleuchtungs­stärken nennt DIN SPEC 5031-100.

www.licht.de


Dr. Jürgen Waldorf ist Geschäftsführer der ZVEI-Brancheninitiative licht.de in Frankfurt/M.

Autor:
Dr. Jürgen Waldorf ist Geschäftsführer der ZVEI-Brancheninitiative licht.de in Frankfurt/M.