Allgemeines zum Thema Innenbeleuchtung
Innenräume müssen ausreichend beleuchtet sein. Dies gilt in besonderem Maße für Büroräume, da die hier arbeitenden Menschen Planungsunterlagen für bevorstehende Fertigungsprozesse, Kontrolltätigkeiten ausüben oder auch allgemeine Planungsunterlagen für Verwaltungsabläufe erstellen. Eine ausreichende Beleuchtung der Arbeitsplätze fördert nicht nur den reibungslosen Ablauf aller anfallenden Bürotätigkeiten, sondern hilft auch, Fehler möglichst zu vermeiden. Außerdem fördert eine optimale Innenbeleuchtung die Motivation der Mitarbeiter und steigert die innerbetriebliche Wohlfühlatmosphäre.
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Physikalische Größen zur Bestimmung der Lichtintensität
Die Intensität einer Lichtquelle wird durch verschiedene fotometrische Größen beschrieben. Die wichtigste Größe ist die Beleuchtungsstärke. Sie hat das Formelzeichen Ev und ihre Einheit ist Lux (lx). Die Beleuchtungsstärke in Lux macht eine Aussage darüber, welche Menge an Licht auf eine Fläche von 1 m2 auftrifft. Die Beleuchtungsstärke stellt einen bestimmten Lichtstrom dar, der in Lumen (lm) gemessen wird und auf eine Fläche von 1 m2 trifft. Der Lichtstrom hat das Formelzeichen Φ. Die Beleuchtungsstärke von 1 lx ist definiert durch die Lichtmenge, die auf eine Fläche von 1 m2 fällt. Die Berücksichtigung des Abstandes der Lichtquelle zur Fläche sowie des Winkels von der Flächennormalen zur Lichtquelle erfordert noch 2 weitere photometrische Größen, nämlich die Lichtstärke I und den Neigungswinkel ε. Die Lichtstärke wird in Candela (cd) und der Neigungswinkel in (°) angegeben.
Zusammenfassung der wichtigsten fotometrischen Größen
- Beleuchtungsstärke E: Gemessen in Lux (lx)
- Lichtstrom Φ: Gemessen in Lumen (lm)
- Lichtstärke I: Gemessen in Candela (cd)
- Abstand r: Gemessen in Meter (m)
- Neigungswinkel ε: Gemessen in Grad (°)
Physikalische Beziehung der fotometrischen Größen
E = Φ / A
Φ = 1 / r2 * I * A * cos(ε)
E = 1 / r2 * I * cos(ε)
Mit zunehmender Entfernung der Lichtquelle von der Fläche nimmt die Beleuchtungsstärke stark ab. Die Formel für die Beleuchtungsstärke E wird auch noch als das fotometrische Entfernungsgesetz bezeichnet.
Beispiel
Eine Lichtquelle mit der Beleuchtungsstärke von 200 lx befinde sich in einem senkrechten Abstand von 2,5 m über einer Fläche. Wie groß ist die Lichtstärke I, die auf der Fläche ankommt?
Gegeben:
E = 200 lx
r = 2,5 m
Gesucht:
I in (cd)
I = 1 / cos(ε) * E * r2
cos(ε) = cos(0) = 1
I = 1 / 1 * 200 * 2,52I = 1250 cd
Vergleich der fotometrischen Größen mit Wasser
Zur besseren Vorstellung dieser fotometrischen Größen ist ein Vergleich mit einem Duschkopf, aus dem Wasser ausströmt, hilfreich. Der Duschkopf ist hier vergleichbar mit der Lichtquelle. Die Hand, die sich in einem gewissen Abstand unter dem Duschkopf befindet, ist die Fläche. Das Wasser, das vom Duschkopf auf die Hand strömt, ist vergleichbar mit der Beleuchtungsstärke. Der Volumenstrom des Wassers pro Zeiteinheit ist hier der Lichtstrom. Je größer der Abstand der Hand zum Duschkopf ist, desto weniger Wasser bekommt die Hand ab.
Behördliche Vorschriften und Empfehlungen zu Beleuchtungen von Innenräumen
In der DIN 12464 und den Technischen Regeln für Arbeitsstätten (ASR A3.4) sind Empfehlungen und physikalische Vorgaben für eine ausreichende Beleuchtung an Arbeitsstätten festgelegt. Die Beleuchtungsstärke an einem Arbeitsplatz muss ausreichend genug sein, um eine zu verrichtende Seh- und Arbeitsaufgabe mit der gebotenen Sorgfalt sicher erledigen und ohne Ermüdung erledigen zu können.
Für Büros und büroähnliche Arbeitsbereiche gelten folgende Mindestwerte für die Beleuchtungsstärke:
- Schreib-, Lesearbeiten und Datenverarbeitung: 500 lx
- Technisches Zeichnen (Handzeichnungen): 750 lx
- Ablage- und Kopierarbeiten: 300 lx
- Archivierungsarbeiten: 200 lx
Messung der Beleuchtungsstärke
Bei der Bürogestaltung mit geeigneten Beleuchtungseinrichtungen müssen keineswegs an jeder Stelle des Büros die vorgesehenen Beleuchtungsstärken nach DIN 12464 und der ASR A3.4 eingehalten werden, sondern nur an den entsprechenden Arbeitsplätzen des Büros. Die Beleuchtungsstärke wird mit dem Luxmeter gemessen. Es gibt hier drei verschiedene Toleranzklassen von Luxmetern, die folgendermaßen definiert sind:
- Klasse A: Die Messgenauigkeit wird mit einer Toleranz von +/-5 % gewährleistet.
- Klasse B: Die Messgenauigkeit wird mit einer Toleranz von +/-10 % gewährleistet.
- Klasse C: Die Messgenauigkeit wird mit einer Toleranz von +/-20 % gewährleistet.
Unterscheidung direktes und indirektes Licht
Die Helligkeit eines Innenraumes wird maßgeblich beeinflusst durch direktes und indirektes Licht. Direktes Licht ist der Lichtanteil, welcher direkt von einer Lichtquelle ausgeht und nach oben, unten oder auch seitlich abgestrahlt wird. Die Lichtquelle ist dabei nicht abgeschirmt und hat auch keine Blende. Das Licht gelangt auf direktem Weg zu Möbeln, Wänden und Fußböden. Direkte Lichtquellen sind beispielsweise Schreibtischlampen, Stehlampen ohne Abschirmung.
Direktes Licht hat folgende Vorteile:
- Die Lichtquelle strahlt das Licht durch die fehlende Abschirmung verlustfrei ab.
- Direktes Licht ist vorteilhaft für genaue Arbeitsabläufe.
- Bestimmte Bereiche im Raum können gezielt ausgeleuchtet werden.
- Der angestrahlte Bereich erhält viel Licht.
- Direktes Licht ermöglicht gezielte Hervorhebungen von ganz bestimmten Objekten.
Die Nachteile von direktem Licht sind:
- Direktes Licht kann unter Umständen blenden.
- Direktes Licht ist vorteilhaft für genaue Arbeitsabläufe.
- Wenn direktes Licht auf helle Flächen trifft, kann dies zu unerwünscht starker Reflexion führen.
- Direktes Licht wirkt meistens weniger dezent und ist daher auch weniger gemütlich.
- Eine gewünschte Streuung von direktem Licht ist kaum möglich.
Indirektes Licht
Indirektes Licht entsteht überall dort, wo es nicht direkt von einer Lichtquelle kommt, sondern von Decken oder Wänden reflektiert wird. Es hat also seine Ursache über den Umweg von einer oder mehreren Lichtquellen über angestrahlte Bereiche von Innenräumen, durch die es reflektiert wird. Auch eine Verblendung an einer Lampe, welche das Licht diffus werden lässt, strahlt indirektes Licht ab. Der auf ein Objekt auftreffende Lichtanteil kann bis auf ca. 20 % absinken. Indirektes Licht kann beispielsweise von Deckenflutern, Wandleuchten, wenn beide eine Verblendung haben, erzeugt werden.
Indirektes Licht hat folgende Vorteile:
- Es hat eine dezente Wirkung, die eine gewisse Gemütlichkeit verbreitet.
- Der Raum kann in einem höherwertigen Stil erscheinen, beispielsweise durch Verwendung von LED-Stripes.
- Indirektes Licht blendet nicht.
- Indirektes Licht kann weiter streuen.
- Es können ganz gezielt bestimmte Zonen ausgeleuchtet werden.
- Mit indirektem Licht können dekorative Effekte erzeugt werden.
- Indirekte Beleuchtung fördert die Entstehung von farbigem Licht.
- Indirekte Beleuchtung hat eine beruhigende Wirkung auf die Augen.
- Durch indirekte Beleuchtung entstehen kaum Schatten, Kanten erscheinen eher weich.
Nachteile von indirektem Licht
- Indirektes Licht ist in der Regel zu schwach für genauere Arbeiten.
- Bei indirektem Licht ist oft noch eine zusätzliche Lichtquelle erforderlich.
Verbesserung der Ausleuchtung durch Stehlampen
Stehlampen sind sehr flexibel einsetzbar, da sie nicht fest stationär montiert sind, sondern überall dort hingestellt werden können, wo die Beleuchtungsstärke noch etwas verbessert werden muss. Besonders an Arbeitsplätzen, die eine erhöhte Aufmerksamkeit erfordern, können durch den gezielten Einsatz von Stehlampen die Lichtverhältnisse entscheidend verbessert werden.
Farbtemperaturen und Farbeindrücke von Licht
Jedes Licht hat, wenn dies auch nicht so wahrgenommen wird, immer eine bestimmte Farbe. Licht kann eher warm oder auch eher kühl wirken. Die Farbtemperatur einer Lichtquelle wird in Kelvin angegeben. Ein genau definierte Farbskala gibt Aufschluss darüber, welche Farbtemperatur in Kelvin und welche Lichtfarbe zusammenpasst. Beim Kauf eines Leuchtmittels ist auf diesem oft eine Farbtemperatur in Kelvin zu finden. Durch diese Angabe in Kelvin ist mithilfe einer Farbskala eine genaue Zuordnung von Farbtemperatur und zugehöriger Lichtfarbe möglich. Der angegebene Wert in Kelvin sagt aus, welche Farbe die Lichtquelle im Betrieb wiedergibt. Daraus wiederum ist ein Rückschluss darüber möglich, welche Wirkung und welche Empfindung diese Lichtquelle auf den Menschen hat. Die Farbtemperatur eines Leuchtmittels darf jedoch nicht mit dem Farbspektrum verwechselt werden. Licht ist eine Zusammensetzung von elektromagnetischen Wellen mit verschiedenen Wellenlängen. Jede Wellenlänge erzeugt eine bestimmte Lichtfarbe. Je nachdem, mit welcher Wellenlänge das Licht vorwiegend auftritt, ändert sich auch die Farbe des Lichtes. Da die resultierende Farbe einer Leuchtquelle mit bloßem Auge nur schwer zu definieren ist, wurde die Farbtemperatur entwickelt. Mithilfe dieser Farbtemperatur erhalten wir eine Information darüber, welche Farbe das Leuchtmittel bekommt.
Menschliches Farbempfinden von Licht
Falls eine Leuchtquelle keine Angabe einer Farbtemperatur enthält, kann diese auch mit einem Kolorimeter gemessen werden. Ein Kolorimeter ist ein Farbmessgerät, welche eine Spektralanalyse durchführt. Hierbei wird das Licht in verschiedene Bereiche aufgeteilt. Jeder Bereich entspricht einer ganz bestimmten Lichtintensität, welche durch den Farbmesser angezeigt wird. Licht kann als warm oder kalt empfunden werden. Je niedriger die Farbtemperatur, desto wärmer und dunkler empfindet der Mensch das Licht. Umgekehrt wirkt das Licht auf den Menschen kälter und heller, je höher die Farbtemperatur ist.
Fazit
Die Art der zu verrichtenden Arbeit entscheidet letztendlich darüber, wie gut der entsprechende Arbeitsplatz ausgeleuchtet werden muss. Es kommt immer auf die erforderliche Konzentration und die Genauigkeit an, die für eine ordnungsgemäße und fehlerfreie Ausführung der Tätigkeit notwendig ist. Durch gezielten Einsatz von geeigneten Beleuchtungsmitteln können ganz bestimmte Bereiche solcher Arbeitsplätze, die eine erhöhte Helligkeit erfordern, besser ausgeleuchtet werden. Dadurch wird nicht nur die erforderliche Beleuchtungsstärke erzielt, sondern auch die Zufriedenheit der Mitarbeiter gesteigert. Außerdem ist eine ausreichende Beleuchtung der Erhaltung von Gesundheit und Wohlbefinden der Menschen dienlich.
