Das Ende der Dämmerung: Der Mensch ist ein Lichtwesen

30. Mai 2005, 13:00
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Sein Bedürfnis nach Licht wird durch künstliche Beleuchtung nicht wirklich gedeckt. Kunstlicht soll daher bald so angenehm wie Tageslicht sein. Die Forscher eines Tiroler Kompetenzzentrums arbeiten daran

Nimmt man das Tageslicht als Maßstab für optimale Beleuchtung, sind Indoor-Beschäftigte Höhlenbewohner. Allein der Himmel, ohne die Sonne, versorgt uns tagsüber mit 8000 bis 10.000 Lux (Maßeinheit für Lichtstromdichte), im Büro oder gar in Produktionshallen müssen wir uns mit 500 oder gar nur 300 Lux begnügen.

"Für die Menschen als Lichtwesen eigentlich eine Dämmerungssituation", kritisiert Peter F. Hein, Geschäftsführer des Kompetenzzentrums Licht. Die Wechselwirkung von Beleuchtung, Wohlbefinden und Leistungsfähigkeit ist ein wesentlicher Forschungsschwerpunkt der Tiroler Lichttechniker. Denn Tageslicht wird an den meisten Produktionsarbeitsplätzen ausgesperrt. Die Forschung arbeitet an besserer Lenkung des natürlichen Tageslichts ebenso, wie an neuen Technologien, die Kunstlicht dem Tageslicht immer ähnlicher machen.

Der Wettlauf

Da Glüh- und Halogenlampen, aber auch Leuchtstoffröhren die Bedürfnisse nach optimalen Lichtverhältnissen und nach Wirtschaftlichkeit nur bedingt erfüllen, geht der Wettlauf in den Labors um die Weiterentwicklung Licht emittierender Dioden (LED) zu konkurrenzfähigen Produkten. Noch haben die gängigen Leuchtmittel den LEDs zwei wesentliche Vorteile voraus: Sie leisten mehr und kosten weniger. Aber schon in einem Jahr könnten die LEDs, die im Gegensatz zu herkömmlichen Lampen Licht durch Halbleitertechnologie auf direktem Weg erzeugen, an Effizienz gleichziehen. Was nicht so einfach ist, denn höhere Leistung verkürzt die Lebensdauer, den größten Trumpf der LED. Hein: "Höhere Leistung, die man aus einem Chip gewinnt, verursacht mehr Erwärmung. Jede sieben bis zehn Grad Erhöhung der Temperatur im Halbleiter bedeutet halbe Lebensdauer." 2006 wollen die Licht-Netzwerker eine 4-Watt-LED entwickelt haben, die 280 Lumen/ LED bringt.

Ein konkreter Vergleich zeigt den Fortschritt: Eine 50-Watt-Halogenlampe hat einen Wirkungsgrad von 35 Lumen/Watt, lebt aber nur 3000 Stunden, eine LED 50.000. Hein: "Wenn man diese 50-Watt-Lampe ersetzen möchte, bräuchte man beim heutigen Stand der Technik noch 26 LEDs, am Ende des Jahres 14, nächstes Jahr nur noch sechs." Mit der Effizienzsteigerung könnte die Massenproduktion beginnen. Peter F. Hein: "Damit würde auch der Preis erodieren." Noch kostet eine LED einen Euro.

Die Langlebigkeit und damit Wartungsfreiheit der LEDs fasziniert vor allem die Automobilbranche. Die Lichtzukunft heißt hier: nie mehr Scheinwerferlampen wechseln. Denn LED-Scheinwerfer sollen ein Autoleben lang ohne Ausfälle funktionieren.

Voraussetzung für den generellen Einsatz von LEDs ist die Verbesserung der Farbwiedergabe. Leuchtdioden erzeugen rotes, grünes, gelbes oder blaues Licht. Erst durch zusätzliche interne Beschichtung können blaue LEDs auch weißes Licht erzeugen. Erwünscht ist farbiges Licht, aber im therapeutischen Einsatz, und wenn es darum geht, auch am Arbeitsplatz angenehme Bedingungen für Körper und Seele zu schaffen. Hein: "Der Mensch hat über den Tag hinweg mit farbigem Tageslicht zu tun. Morgens, kräftiges blaues Licht, abends rötliches, feuerähnliches Licht." Ein bewegter Himmel, Wolken, die Sonne freigeben oder verdecken, schafften "Veränderungen, mit denen Menschen umgehen können, die ihnen zuträglich sind." Es gehe nun darum, diese "sinnvolle Farbigkeit" auch in den Kunstlicht-Alltag zu bringen. Da sieht Hein ein großes Anwendungsgebiet für LED.

Erstmals kooperieren die Lichttechniker nun auch mit Medizinern. Vor zwei Monaten wurde das Projekt Lichtintensität und Lichtfarbe gestartet. In Zusammenarbeit mit der medizinischen Privatuniversität UMIT/Innsbruck und dem Bartenbach Lichtlabor wird an Probanden, die man verschiedenen Lichtverhältnissen aussetzt, untersucht, wie sich Farbe und Intensität des Lichts auf den menschlichen Körper auswirken. Die Ergebnisse dieser Studie sollen Aufschluss über die bessere Ausstattung von Arbeitsplätzen, aber auch Kliniken und Altenheimen geben. (Jutta Berger/DER STANDARD, Print-Ausgabe, 30. 5. 2005)

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    Bisher galt: Kunstlicht bleibt Kunstlicht, Tageslicht bleibt Tageslicht. In Zukunft soll sich das ändern, sagen Forscher.

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