Vernetzte Lampen, LED und die Auswirkungen von Licht

Am 30. Januar hat in Basel das zehnte Swiss Lighting Forum stattgefunden, durchgeführt vom Fachverband Electrosuisse. Im vergangenen Jahr hiess der Event noch "LED Forum". Zum Jubiläum spendierte der Anlass sich einen neuen Namen.

Von Blaulichtgefährdung bis Lichtemissionen

Die Themen deckten alles ab, was die moderne Beleuchtung betrifft: von Human Centric Lighting (HCL) über Lichtemissionen bis hin zur Blaulichtgefährdung.

HCL ist erst seit einigen Jahren im Fokus der Lampenhersteller. Licht, das sich an den natürlichen Rhythmus des Menschen anpasst und das Wohlbefinden fördern soll. Ein Thema, das ganz zum Trend "Healthy Lifestyle" passt.

Lichtemissionen, besser bekannt als Lichtverschmutzung, sollte vielen ein Begriff sein. Am einfachsten erkenntbar ist Lichtverschmutzung, wenn man nachts auf eine Stadt schaut und sieht, wie weit der Himmel noch von Autos, Strassenlaternen und Häusern erleuchtet wird.

Unter Blaulichtgefährdung versteht man die Schädigung eines Menschen durch kurzwelliges, blaues Licht. Viele Bildschirme und LED-Lampen arbeiten mit blauem Licht. Obwohl bewiesen ist, dass blaues Licht den menschlichen Schlafrhythmus verändert, kann man nicht direkt von Schädigung sprechen.

Ingolf Baur, Moderator des Wissenschaftsmagazins "Nano", begann den Tag mit einer Rede über die 10-jährige Geschichte des Events. Dabei erzählte er wie die LED-Technik ihren Kinderschuhen entwuchs und streifte das Glühfadenlampen-Verbot, das eine dazu passende Weltuntergangsstimmung und Hamsterkäufe auslöste. In Deutschland allein kauften die Konsumenten 2009 etwa 10 Millionen Glühbirnen ein.

Danach sprach Jürgen Waldorf, Managing Director bei Zvei Lighting Division, über die Entwicklung von LED als Innen- und Aussenbeleuchtung in den letzten zehn Jahren. Anfangs unterschätzte man die neue Technologie, doch heute sei LED als Beleuchtung etabliert. Die Lebensdauer, Unterhaltskosten und Energieeinsparungen hätten genau so dazu beigetragen, wie Gesetze und Verbote.

Wie bereits 2019 war auch in der aktuellen Ausgabe des Forums das Internet der Dinge (IoT) in aller Munde. Lesen Sie hier den Eventbericht aus dem vergangenen Jahr. IoT eröffne viele spannende Möglichkeiten, so könne man etwa im Sockel des Beleuchtungssystems vernetzte Sensoren einzubauen. Dadurch lasse sich die Luftfeuchtigkeit, Lufttemperatur und sogar die Luftqualität messen und regulieren. Die Sensoren in der Beleuchtung zu verbauen, macht Sinn, da die Stromzufuhr gewährleistet ist. Die idealen Voraussetzungen also für ein smartes Überwachungsnetzwerk.

Das "smarte Rückgrat" für das Bürogebäude

Ein Beispiel für ein Smart Building ist ein Neubau der Firma Roche. Dieses wurde von Signify vernetzt. Ziel war es, wie Referent Tobias Bächtold von Roche erklärte, eine Basis für kommende Neuerungen zu schaffen. Sozusagen "ein smartes Rückgrat", das nach der Installation auch für zukünftige Veränderungen bereit ist.

Roche erhofft sich durch diese smarten Büros eine Effizienzsteigerung. Besseres Licht soll weniger Kopfschmerzen, zufriedenere Mitarbeiter und auch Energieeinsparungen bewirken. Auch das Facility Management profitiert laut Bächtold davon. Anstatt jeden Tag alle Arbeitsplätze zu reinigen, können die Reinigungskräfte auf einem Tablet sehen, welcher Platz wie lange genutzt wurde und deswegen als dreckig eingestuft wird.

Derweil sprach Andreas Hartwig von Siemens Schweiz über die Daten, die Sensoren in Lampen sammeln können. Er zeigte, wie sie etwa anhand von Köpfen und Schultern erkennen, wie viele Menschen sich in einem Raum befinden. So lässt sich etwa die Auslastung von Konferenzräumen erfassen.

Ein weiteres Anwendungsbeispiel sind Digital Twins - digitale Zwillinge. Dabei handelt es sich um eine digitale Kopie eines Gebäudes. Wie die Technologie funktioniert, können Sie hier im Hintergrundbericht nachlesen. Hartwig erläuterte die Technik am Beispiel eines Krankenhauses. Das Pflegepersonal sucht im Durchschnitt täglich 72 Minuten nach Material. Mithilfe des Digital Twins und der in den Lampen eingebauten Sensoren könne man eine Lösung für dieses Problem bieten. Man konnte so alle Geräte, welche mit einem kleinen Sensoren ausgestattet waren, im Gebäude lokalisieren. Per App werden auf einen Blick der Aufenthaltsort und die Bewegung aller Geräte in Echtzeit übermittelt.

Marcel Hubeli von Bartenbach erörterte die Planung von HCL (Source: Netzmedien)

Licht, das den Menschen beeinflusst

Als künstliches Licht erstmals weit verbreitet war, stand etwas klar im Vordergrund: den Tag zu verlängern, um mehr zu leisten. Human Centric Lighting setzt dagegen heute einen neuen Fokus. Aus Licht und Beleuchtung soll ein positiver Nutzen für den Menschen und seinen natürlichen Rhythmus gezogen werden. Denn vor einigen Jahren fanden Forscher eine neue Klasse von Fotorezeptoren, die photosensitiven Ganglienzellen. Diese Bausteine des Auges steuern die innere Uhr eines jeden Säugetiers. Während Christian Cajochen von der Universitätspsychiatrie Basel den eher komplizierten chronobiologischen Aspekt erklärte, erörterte Marcel Hubeli von Bartenbach die Ansprüche und Konzepte. Je nach Tätigkeit, Tageszeit und Faktoren wie dem Alter, braucht der Mensch anderes Licht. Hubeli betonte aber, dass es nicht unbedingt ein "HCL-Produkt" gäbe, sondern es eine umfassende Lösung mit diversen Teilen benötige. Während sich rotes Licht beruhigend auf den Menschen auswirkt, passiert das genaue Gegenteil mit blauem Licht.

Ein weiteres Merkmal von sinnvollen Beleuchtungs-Strategien ist die einfache Steuerung. Als Beispiel zeigte er ein Foto eines Beleuchtungssystems mit zahllosen Schaltern. Benutzerfreundlichkeit? Weit gefehlt. Wie kann etwas den Arbeitsalltag erleichtern, wenn die Bedienung so kompliziert ist, fragte Hubeli.

HCL war auch Thema des Vortrags von Christoph Schierz von der TU Ilmenau. Wird die LED-Beleuchtung aufgrund von Blaulichtschädigung schlechtgeredet? Sind Bildschirme so schädlich, wie sie teilweise dargestellt werden? Blaues Licht an sich sei nicht schädlich, es beeinflusst den Menschen jedoch in seinem natürlichen Rhythmus. Wer lange und viel blauem Licht ausgesetzt ist, wird im Durchschnitt später müde. Auch die Dauer der Tiefschlaf-Phase wird verkürzt. Cajochen betonte aber, dass nicht jeder unter dem blauen Licht leide. Eine LED-Lampe ist im Vergleich zur Sonne absolut keine Gefahr.

Der Nutzen von Licht im Büro-Alltag

Der Nutzen von Licht in der Arbeitswelt wandelt sich immer mehr. Sebastian Godenzi von Flexoffice verglich die "normale" Bürobeleuchtung eines klassischen Zellbüros mit der modernen, durchdachten Beleuchtung eines non-territorialen Multizonenkonzepts. Gemeint sind nicht fest zugewiesene Arbeitsplätze, die Mitarbeiter suchen sich ihren Platz jeden Tag selber.

Anstatt das Büro nur als Workplace zu sehen, unterteilt er in den Raum in "Taskspaces". Dabei unterscheidet man zwischen drei Tätigkeiten: Konzentration, Kommunikation und Kollaboration. Jeder Aufgabe teilt er eine spezielle Beleuchtung zu. Passend dazu zeigte er anhand von Bildern, was ein modernes Beleuchtungskonzept ausmachen kann. Um ein Büro optimal zu beleuchten, müssen laut Godenzi am besten drei verschiedene Fachplaner eng zusammenarbeiten: Der Elektroplaner, um die homogene Ausleuchtung nach Vorschrift zu gewährleisten. Der Officeplaner bringt das Wissen über die Nutzung der Fläche und der Lichtplaner sein Know-how zur Architektur und repräsentativen Zonen.

Am Schluss gab er noch Tipps zur Beleuchtung eines Büros. Man soll sich etwa aktiv Gedanken machen, welche Nutzungsart eine spezifische Beleuchtung erfüllen soll. Zusätzlich sollte man auf vielfältige Beleuchtungsarten setzen anstatt auf einseitige.

Das Swiss Lighting Forum 2021 findet am 28. Januar in Basel statt.