Im Zwiespalt

Text: Viktoria Wolf

Energieeffiziente Lichtsysteme spielen eine immer bedeutendere Rolle. Die aktuellen Entwicklungen gehen hin zu ökonomischen und umweltfreundlichen Lichttechnologien unter Verwendung von LED (lightemitting diode) und OLED (organische LED). Diese Lichtquellen haben eine lange Lebensdauer, sind quecksilberfrei und emittieren keine UV-Strahlen. Zur Freude der Architekten sind sie kompakt und flexibel.

48-49_Artikel_ — Hier wird ein Standardbeispiel eines Besprechungsbereiches mit starkem Kontrast von blendender LED-Hängeleuchte zur erdrückend wirkenden dunkleren Decke gezeigt.

48-49_Artikel_2 — Mit nach oben gerichtetem Lichtstrahl versuchen mehrere Hersteller die Situation in den Griff zu bekommen. In diesem Beispiel – eine Arbeitssphäre – wäre eine gleichmäßige Raumausleuchtung von Vorteil.

48-49_Artikel_3 — Beim Lightboard-System können Räume gleichmäßig und farblich ausgewogen ausgeleuchtet werden.

Abstrahlwinkel und Lichtfarbe

Für LED- und OLED-Lampen gibt es in Europa viele Normen zu

Produktspezifikationen, Sicherheitsanforderungen, Grenzwerten, Messungen von Funkstörungen und sonstigen lichttechnischen Größen. Aufgrund der schnellen technologischen Weiterentwicklung unterliegen sie allerdings einem steten Wandel. Erfahrungen über das tatsächliche Langzeitverhalten liegen ebenfalls noch nicht vor. Für die Lichtplanung ist es wichtig zu wissen, dass LEDs gerichtetes Licht erzeugen und die Lampen somit den Lichtstrom anders als herkömmliche Leuchtmittel verteilen. Das führt zu einer Veränderung der lichttechnischen Merkmale der Raumbeleuchtung, sodass die Vorschriften und Normen möglicherweise nicht mehr erfüllt werden, beispielsweise die Arbeitsstättenrichtlinien und die DIN EN 12464-1 „Licht und Beleuchtung Beleuchtung von Arbeitsstätten – Teil 1: Arbeitsstätten in Innenräumen“. Die Hersteller sind daher aufgefordert, zumindest bei Lampen mit Richtwirkung zwingend unter anderem den Abstrahlwinkel und neben dem Lichtstrom in Lumen auch die Lichtstärke in Candela zu nennen.

Der Abstrahlwinkel von LED-Lampen kann zwischen 25 und 120 Grad (zum Beispiel bei LED-Streifen) variieren. Im Vergleich dazu beträgt der Abstrahlwinkel bei einer Glühbirne 360 Grad und bei Halogenstrahlern zwischen 30 und 35 Grad. Abstrahlwinkel und Abstrahlrichtung der Leuchtmittel müssen daher im Zuge der Planung sorgfältig überprüft werden. Ein kleiner Abstrahlwinkel bedeutet einerseits eine intensive Flächenbeleuchtung, aber gleichzeitig einen größeren Schattenbereich, der einen Kontrast zu der nicht beleuchteten Fläche bildet. Generell eignet sich für die Grundbeleuchtung von Wohnräumen ein Abstrahlwinkel von etwa 120 Grad; für Wegbereiche sind 90 Grad zu empfehlen.

Bei der Planung der Beleuchtung ist weiterhin die Dosierung der Wirkung von Helligkeit und Lichtfarbe des Leuchtmittels wichtig: Kalte Lichtfarben regen zu Aktivitäten an, aber übermäßige Helligkeit sowie ein erhöhtes Blauspektrum führen zu Nervosität. Dies kann zu Aggressivität oder Abneigung beim Aufenthalt im Raum führen. Bei LEDs sind aber gerade der Blauanteil sowie die Leuchtdichte („Helligkeit“) sehr hoch. Das blaue Licht, das zur Erzeugung von weißem Licht bei den LEDs benötigt wird, belastet die Netzhaut. Kinder sind dieser Gefahr besonders ausgesetzt, weil sich ihre Augenlinsen noch in der Entwicklung befinden und das Licht nicht ausreichend filtern können. Außerdem können die neuen Lichtsysteme Intensitäten entwickeln, die herkömmliche Systeme weit übertreffen. Daher besteht die Gefahr von Blendung.

Paneele und Deckenlandschaften

48-49_Artikel_4 — Inszenierter Tagesrhythmus: Beispiel einer Beleuchtung, die farbige Akzente setzt und vom Sonnenaufgang bis zum Sonnenuntergang die Lichtverhältnisse simulieren kann.

Lichtpaneele mit eingelassenen LEDs, die gewöhnliche Oberlichter imitieren, können diese Probleme lösen. Sie sind flach und fügen sich in vorhandene Rasterdecken ein. Die LEDs sind so platziert, dass ihr Licht durch matte Abdeckplatten zerstreut wird. Vorzugsweise sind sie dimmbar und können mit kaltem oder warmem Licht je nach eingestellter Farbtemperatur den Raumeindruck verändern. Um das Gefühl, erdrückt zu werden, beim Nutzer zu vermeiden, sollten die Deckenflächen helle Farbtöne aufweisen. Alternativ ist eine zusätzliche Deckenbeleuchtung beziehungsweise ein Deckenfluter möglich.

Statt einer abgehängten Decke werden heute vielfach Deckensegel oder sogenannte „Deckenlandschaften“ eingesetzt. Durch die unterschiedlichen Aufhänghöhen, Lichtreflexionen und teilweisen Verschattungen durch verschiedene Segel wird das Deckenbild und damit auch die Beleuchtung – wesentlich komplexer. Der daraus resultierende Aufwand für Planung und Ausführung lässt sich mit einer einbaufertigen Deckenlandschaft, die Licht- und Farbeinstellungen mit farbigen LED-Lichtsystemen, Design und Schallschutz in einem Produkt vereint, deutlich reduzieren. Mit einer Bedieneinheit können mehrere Lichtkreise mit jeweils getrennter Steuerungsmöglichkeit geschaltet werden, was mehr Nutzer-Komfort ermöglicht (siehe Bild oben). Die LEDs strahlen in Wandrichtung und gleichzeitig nach oben und unten. Das erzeugte Licht wird dabei von der Decken- und Segelfläche reflektiert und bildet so diffuse Lichtverhältnisse. Diese Art der Lichtverteilung verhindert größere Schatten an Boden und Decke, Blendung und starke Kontraste. Für jeden Lichtkreis können die Lichtfarben gesondert eingestellt und im warmen oder kalten Spektrum gewählt werden. Bei der Zusammenschaltung von mindestens zwei Lichtkreisen mit unterschiedlichen Farben wird eine Farbbalance erreicht. Damit lässt sich vor allem auch das blaustichige Licht einer LED-Leuchte überspielen. Licht, Schatten und Farbe bilden so eine naturgetreue Einheit. Außerdem besteht die Möglichkeit, das Licht zu dimmen. Im Zusammenspiel mit den Farbwechseln kann das Licht der Tageszeit angepasst werden und in den dunklen Wintermonaten auch eine Gegenstimmung erzeugen.

Viktoria Wolf ist Architektin und Inhaberin des Büros Design und Bauprojekt Wolf in Mönchengladbach

WEITERFÜHRENDE LITERATUR

ASR A3.4 Technische Regel für Arbeitsstätten „Beleuchtung“
Entwurf VDI 6011: 2015-04 „Lichttechnik; Optimierung von Tageslichtnutzung und künstlicher Beleuchtung; Grundlagen und allgemeine Anforderungen“, Berlin Beuth Verlag
CIE 845-03-34 CIE-Normfarbsystem siehe EN ISO 11664-3:2013-08: Farbmetrik – Teil 3: CIE-Farbwerte (ISO 11664-3:2012); Colorimetry – Part 3: CIE tristimulusvalues (ISO 11664-3:2012) Deutsche Fassung EN ISO 11664-3:2013, Berlin Beuth Verlag
DIN 5033: 2009-05Farbmessung – Teil 1: Grundbegriffe der Farbmetrik. Berlin Beuth Verlag
DIN EN 13032-4:2015-08 Licht und Beleuchtung – Messung und Darstellung photometrischer Daten von Lampen und Leuchten – Teil 4: LED-Lampen, -Module und -Leuchten; Deutsche Fassung EN 13032-4:2015. Berlin Beuth Verlag
DIN EN 62504:2015-06 Allgemeinbeleuchtung – Licht emittierende Dioden (LED) Produkte und verwandte Ausrüstung – Begriffe und Definitionen (IEC 62504:2014); Deutsche Fassung EN 62504:2014. Berlin Beuth Verlag
DIN EN 62442-3; VDE 0712-27:2015-03 Energieeffizienz von Lampenbetriebsgeräten – Teil 3: Betriebsgeräte für Halogenlampen und LED-Module – Messverfahren zur Bestimmung des Wirkungsgrades des Betriebsgerätes (IEC 62442-3:2014); Deutsche Fassung EN 62442-3:2014. Berlin Beuth Verlag
„Heliosity“-Potenziale der Arbeitsplatzgestaltung durch dynamisches Licht, Fraunhofer IAO,http://www.iao.fraunhofer.de/lang-de/images/produktblaetter/heliosity.pdf
BAuA Verbraucherinformation zu Licht emittierenden Dioden (LED)
EU-Verordnung 1194/2012 zur Durchführung der Richtlinie 2009/125/EG des Europäischen Parlaments und des Rates im Hinblick auf die Anforderungen an die umweltgerechte Gestaltung von Lampen mit gebündeltem Licht, LED-Lampen und dazugehörigen Geräten.
DIN IEC/TR 62778; DIN SPEC 42778:2014-03 Anwendung von IEC 62471 zur Beurteilung der Blaulichtgefahr von Lichtquellen und Leuchten (IEC/TR 62778:2012). Berlin Beuth Verlag