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4. Licht, Beleuchtung, Sehen Faktoren der Arbeitsumwelt wirken leistungsfördernd bzw. leistungshemmend Belastungen = Stressoren Beanspruchungen Aktivationsniveau Stressoren Arbeitsumwelt Schall Licht Klima Luftverun- reinigungen Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 91 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

Schon in der Schöpfungsgeschichte wird Licht zentrale Rolle eingräumt „ Am Anfang schuf Gott Himmel und Erde, Und die Erde war wüst und leer Und Gott sprach es werde Licht und es ward Licht Und Gott sah, daß das Licht gut war Da schied Gott das Licht von der Finsternis Moses 1/ 1-4 „ego sum lux mundi Innere Uhr im Hypothalamus = Hormonzentrum, Nervenzentrum in Form SCN-Zell- haufen =SupraChiasmatische Kerne(Funktion unerforscht) plaziert; innere Uhr arbeitet im 25 h Takt; Hell-Dunkel-Wechsel zwischen Tag und Nacht synchronisiert mit 24 h Rhythmus der Erde; Taktgeber = Sonne Zirbeldrüse SCN Kleinhirn Hypothalamus Sehnerv Lichtreize gelangen über Sehnerv zum SCN, über Rückenmark ,Stimulation Zirbeldrüse, Hormone werden frei ( bei Blinden keine Synchronisation zwischen innerer Uhr und Außenwelt,ständige Schwebe zwischen Schlafen und Wachen Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 92 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

Konsequenzen der Taktierung der Tagesrhythmik durch die innere Uhr 100 - 300 - Schlafbedürfnis extrem hoch; Körpertemperatur mit 36,60 C erreicht Tiefstand, Blutdruck am niedrigsten, Leistungs- fähigkeit „gleich Null“ meiste tödliche Verkehrsunfälle im Straßenverkehr 400- 500 Risiko für Asthmaanfälle (80 %) Puls und Körpertemperatur steigen an 800- 900 Massive Ausschüttung von Sexualhormonen Optimale Liebesstunde 800 Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 93 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

- Aktivitäten steigen weiter an; Herz-Kreislaufmedikamente wirken optimal; Denk- und Sprachfähigkeit sind besonders ausgeprägt Optimal für Prüfungsvorbereitung und Problemlösungen 900 - 1200 - zweites großes Tagestief Fieberkranke fühlen sich besonders matt mit Körpertemperatur geht auch „Stimmung in den Keller“ Mittagsschläfchen genauso wichtig wie Nachtschlaf 1300 - geringstes Schmerzempfinden (massive Ausschüttung von Glückshormonen) 1500 Beste Zeit für Zahnarzttermin 1600- 1800 Topathleten brechen Rekorde Muskeln optimale Leistung Leber vernichtet Alkohol am effektivsten 1900- 2000 Körpertemperatur sinkt,Entspannungsphase,Rheumamittel einnehmen Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 94 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

Jede Lebensform entsprechend der inneren Uhr hat einen spezifischen circardianen Lebensrhythmus Löwe schläft 20 h / Tag Giraffe schläft 20 Min./ Tag aber Nicht Sonne und Jahreszeiten beherrschen den jahrmillionen geprägten Biorhythmus des Menschen sondern Kunstlicht und künstliche Klimatisierung Ohne Kunstlicht hätte der Mensch nicht den derzeitigen Stand der Zivilisation erreicht - derzeit wandelt sich die Gesellschaft in eine 24 h Gesellschaft Im Zeitalter der Informationstechnologie hat nächtlicher Schlaf ausgedient • Apple Computer-Chef : Versuch Etappenschlaf von 2 h • deutsche Industrie denkt über 144 Stunden Woche nach • Maschinenlaufzeit Belgien 1999 90h/Woche; EG-Durchschnitt 68h/Woche Jeder 5. Erwerbstätige muß sich in Deutschland mit Nachtarbeit „plagen“ Konflikt zwischen Bedürfnissen der Gesellschaft und Bedürfnissen des ständig überforderten Körpers nehmen zu Jeder 4. Deutsche leidet unter Schlafproblemen= Epidemie aller Industrienationen Störung des gesamten Immunsystems Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 95 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

Arbeitsmedizinische Konsequenzen/Therapien Lichtbehandlung contra Winterdepression - 40 Minuten Lichtsitzung am Morgen bei 10 000 Lux wirkt wie mehrere Tassen starker Kaffee Licht macht „wach“ bei Beleuchtungsstärken > 2500 Lux - in Brighham Womans Laboratoitium Bosten (Charles Crysler) Versuche zur Manipilation der inneren Uhr mittels Licht bei Schichtarbeitern Piloten und Astronauten da • 20 -30% aller „Schichtarbeiter“ in Kraftwerken und Krankenhäusern berichten • von „Beinahe-Unfällen infolge Übermüdung ( Nachtschichtarbeiter nur halb so • „alarmbereit“ wie Kollegen der Tagschicht) Computerprogramme steuern in Abhängigkeit von Alter,Belastung,Tages- zeit und Schichtdauer Beleuchtungssysteme (San-Diego-Kraftwerksge- sellschaft) 6000 Lux macht im Kontrollraum Nacht zum Tag Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 96 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

Lichttherapie mit dem neuen „light visor“ - Umstellung der inneren Uhr (gegen Jet-lag“ schon im Flugzeug Licht = Werkzeug für Technologen und Arbeitsgestalter Beispiele Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 97 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

Häufigkeit von Dateneingabefehlern Relative Sehleistung bei Sortiervorgängen Steigerung der Reaktions- geschwindigkeit auf akustische Signale Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 98 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

4.1 Bedeutung des Lichtes für den arbeitenden Menschen Sensibilität der menschlichen Sensorik 80 % aller Informationen über Auge 10 % aller Informationen über Ohr 5 % aller Informationen taktil Beleuchtung am Arbeitsplatz = herausragendes Thema bei der Gestaltung von Arbeitssystemen Energiediskussion: Aufwand für private und öffentliche Beleuchtung repräsentiert lediglich ca. 1-2% des gesamten Primärenergiebedarfs !! Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 99 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

4.2 Physiologie des Sehens Seitlicher Augenmuskel Zillarmuskel Regenbogenhaut Linse Sehachse Sehnerv Hornhaut Pupille 2 1 Glaskörper Lederhaut Sehgrube Netzhaut Blinder Fleck 3 ZNS Augenfunktionen werden durch 3 Regelkreise definiert Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 100 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

1. Fixieren = Hinwenden des Auges zum Sehobjekt Blickwinkeländerung durch seitlichen Augenmuskel Optimales Fiexierfeld = Gebrauchsblickfeld : +/- 150 bezüglich der Sehachse • Beispiel : Bildschirm • nur 8-10 Zeichen • (12 dpi TimesRoman) werden ohne • Fixierwechsel scharf wahrgenommen Beispiel: Computerarbeitsplatz Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 101 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

2. Akkomodation = Einstellen des Auges auf Tiefenschärfe (Zillarmuskel variiert Linsenkrümmung=Brennweite) Schwund Elastizität mit zunehmenden Alter (Altersweitsichtigkeit,Lesebrille) Beispiel : Kinder bis 10. Lebensjahr : Nahpunkt 6 cm Augenärztlicher Test: normale Sehschärfe liegt vor, wenn E auf 5 m mit einer Strichstärke von 1,5 mm noch erkannt wird ( Abbildungsbreite Netzhaut 5 um) Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 102 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

4. Adaption = Anpassen des Auges an Leuchtdichteunterschiede Rezeptorenwechsel in Netzhaut Dunkeladaption : Zapfen auf Stäbchen bis 30 min Helladaption : 0.05 s Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 104 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

Prinzipielle Anforderungen zur Gestaltung des Arbeitssystems resultierend aus der Physiologie des Auges 1. Sehaufgaben mit hohen Anforderungen im optimalen Gesichtsfeld plazieren 2. Optimale Zuordnung Sehentfernung - Objektgröße 3. Harmonische Helligkeitsverteilung am Arbeitsplatz • Kontrastverhältnisse maximal 1: 10 • keine extremen Leuchtdichteunterschiede • ( bei Blickwechsel, Verlassen helle Räume- dunkle Gänge) Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 105 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

Psychonervale Reaktionen infolge Nichtbeachtung der Grundforderungen an Beleuchtungssysteme • Müdigkeit • Anspannung • Nachlassen Leistungsfähigkeit 1. Erlebens- und Befindensmerkmale • Verschlechterung Arbeitsqualität und • Arbeitsquantiät • Veränderung Arbeitsweise • Unterbrechungen,Korrekturhandlungen • psychonervale Veränderungen • Wahrnehmung, Reaktion,Koordinie- • rung, Willensermüdung 2. Leistungs- und Verhaltensmerkmale • Veränderung Hirnstrombild • Erhöhung Pulsrate (>10) • erhöhte Durchblutung • Erhöhung Muskeltonus 3. Physiologische Merkmale Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 106 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

5.2 Lichttechnische Größen Einordnung des Lichtes in das Spektrum elektromagnetischer Wellen Wellenlänge in nm Spektralfarbe DIN 6164 Wellenlänge Frequenz in Hz 380 3.10-7 1024 Kosmische Strahlung 3.10-4 1021 Gamma-Strahlung 1019 3.10-2 Röntgen-Strahlung 1016 3.101 3.100 nm Ultraviolett 500 3.102 1015 Sichtbares Licht 1014 3.103 Infrarot 580 1012 3.106 mm Mikrowellen 3.107 cm 3.108 109 600 3.109 m 108 Kurzwellen 3.1010 3.1011 107 Mittelwellen 780 106 3.1012 km Langwellen 3.1016 101 Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 107 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

Physikalische Kenngrößen 1. Lichtstärke - Maßeinheit: Candela (gr. Kerze) cd - Formelzeichen I Maß der Strahlung in einen definierten Raumwinkel Def.: 1 cd ist die Lichtstärke eines schwarzen Strahlers von einer Fläche 1 cm2 die bei einer Temperatur des erstarrten Platins (220420 K) emittiert wird Maßangabe für Helligkeit bei alten Leuchtsystemen Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 108 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

Lambert`sches Gesetz Die Lichtstärke einer strahlenden ebenen Fläche ist in Richtung des Austrahlungs- winkels dem Cosinus dieses Winkels proportional Beleuchtungssysteme besitzen charakteristische Lichtstärkeverteilungskurven Beispiele Leuchtstofflampe Glühlampe Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 109 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

Bezeichnung typischer Lichtstärkeverteilungskurven Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 110 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

Lichtstärkeverteilungskurven von Lichtbändern mit Leuchtstofflampen (Siemens 1998) Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 111 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

2. Lichtstrom - Maßeinheit Lumen, lm - Formelzeichen Maß für die gesamte Lichtleistung einer Lichtquelle Def.: 1 lm ist der Lichtstrom den eine punktför- mige Lichtquelle mit der Lichtstärke von 1 cd auf ein Kugelschalensegment von 1m2 einer Einheitskugel emittiert 1m 1 lm 1m2 1 cd Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 112 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

Ableitung der Beziehung zur Berechnung des maximalen Lichtstromes - der von einem Kreiskegel bewgrenzte Raum- winkel = 1 sr = 1 Steradiant scnneidet aus der Oberfläche eine Kalotte der Ober- fläche A = 1 heraus ; 1m - eine gleichmäßig in den Raumwinkel strahlende Lichtquelle sendet in diesen Raumwinkel den Lichtstrom - mit der Gesamtoberfläche der Kugel (r=1) wird - damit ergibt sich der maximale Lichtstrom einer Lichtquelle zu und die Lichtausbeute Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 113 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

Lichtstrom und Lichtausbeute ausgewählter Lampentypen Nennleistung in W in Lichtstrom in lm Lichtausbeute Einfachwendel 60 600 10,0 Einfachwendel 100 1220 12,6 Natriumdampflampe 100 5500 55,0 Hg-Hochdrucklampe 200 8500 42,5 Leuchtstofflampe 40 2000 39,0 Glimmlampe 2 1 0,5 Xenon-Lampe 150 3200 21.9 Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 114 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

3. Beleuchtungsstärke - Maßeinheit Lux, lx - Formelzeichen E Je Flächeneinheit (Wand,Arbeitsfläche) einfallender Lichtstrom (auch reflektiertes Licht) Def.: Fällt ein Lichtstrom von 1 lm auf eine Fläche von 1 m2 entspricht das einer Beleuchtungs- stärke von 1 Lux 1 Lux = 1 Lumen/m2 Weitere Zusammenhänge 1000 lm Die Beleuchtungsstärke nimmt bei divergierender Strahlung im umgekehrten Verhältnis zum Quadrat der Entfernung von der Lichtquelle ab r1 100 lx E1 1 m2 r2 25 lx E2 Verdopplung des Abstandes Lichtquelle -beleuchtete Fläche: Beleuchtungsstärke sinkt auf 1/4 4 m2 Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 115 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

Beleuchtungsstärke wird bestimmt durch • Sehschärfe • Kontrast • Detailwahrnehmung Schwierigkeit der Sehaufgabe Kontrast gegenüber Untergrund Leuchtdichte Arbeitsfläche Alter der Arbeitskräfte -Größe und Form des Sehobjektes -vorliegender Leuchtdichtekontrast -Anforderung an räumliches Wahrnehmungsempfinden -Farbbeurteilung -Qualitätsanforderung Arbeitsobjekt -Dauer Seharbeit -Arbeitssicherheit Lebensalter Maßzahl Lichtbedarf 10 0,33 20 0,50 30 0,66 40 1,00 50 2,00 60 5,00 Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 117 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

Beleuchtungsstärke der Arbeitsfläche: Beleuchtungsstärke bei senkrechtem Einfall mal Cosinus Einfallswinkel Ausgewählte Beleuchtungsstärken verschiedener Lichtquellen Lichtquelle Beleuchtungsstärke in lx Bemerkungen Klare Neumondnacht 0,01 Orientierung noch möglich Vollmondnacht 0,24 Lesen noch möglich Straßenbeleuchtung bis 50 Beginn Farbunterscheidung Gute Arbeitsplatzleuchten 200 - 2000 Trüber Wintertag bis 4000 Bedeckter Sommertag bis 30 000 Sommermittag (Sonnen- schein 100 000 Absolutblendung Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 116 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

Beleuchtungsstärkeverteilungen Mastansatzleuchte Raumbeleuchtung Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 118 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

4. Leuchtdichte -Maßeinheit cd/cm2 ( 1 Stilb=1sb) - Formelzeichen L Maß für die Lichtstärke einer ge- sehenen Fläche (Quotient aus Licht- stärke und scheinbar gesehener Leucht- fläche Lichtstärke ß Leuchtfläche Gesehene Fläche:A . cos ß Leuchtdichte einer vom Lichtstrom getroffenen weißen Fläche Leuchtdichte einer angestrahlten weißen Fläche Bsp.: eine weiße Fläche wird im Abstand von r=2m von einer Lampe, deren Licht- stärke in der betrachteten Richtung 60 cd beträgt angestrahlt; die Leuchtdichte beträgt Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 119 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

Zu Leuchtdichte - Lichtstärke von 1 cd könnte von brennender Kerze oder Glimmlampe erzeugt werden - analog dazu könnte Lichtstrom von 1 Lumen von mondbeschienener Wand oder Kerze erzeugt werden Da alle leuchtenden Körper unterschiedlich abstrahlende Oberflächen besitzen wird zur qualitativen Differenzierung von Lichtquellen die Leuchtdichte herangezogen weil Bei zu großer Leuchtdichte wird Auge geblendet Bsp.:Durch Mattierung von Glühlampen wird die strahlende Oberfläche bei gleicher Lichtstärke vergrößert; Leuchtdichte wird „erträglicher“ Leuchtdichten ausgewählter Lichtquellen in cd/cm2 Nachthimmel 10-3 Leuchtstofflampe 1500 W 15 000 Mattierte Glühlampe 60 W 105 Sonne 1,5 x 109 Vollmond 3000 Xenon-Lampe 1010 bedeckter Himmel 3000 - 8000 Kerzenflamme 6000 Schriftzeichen CRT-Bildschirm 20 - 180 Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 120 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

5. Reflexionsgrad - Verhältnis auffallendes Licht zu reflektiertes Licht - Formelzeichen Die Leuchtdichte eines beleuchteten Gegenstandes entspricht der Beleuchtungsstärke auf dem Gegenstand multipliziert mit dem Reflexionsgrad Ausgewählte Materialien und deren Reflexionsgrade Material Reflexionsgrad Silber,poliert 0,80- 0,95 Aluminium,poliert 0,60 - 0,72 Stahl,poliert 0,66 -0,60 Zeichenpapier 0,70 - 0,85 Beton 0,40 -0,50 Holzfaserplatten 0,30 - 0,40 Dunkle Vorhänge 0,10 -0,30 Anstriche Weiß 0,76 -0,85 Strohfarben 0,55 -0,65 Mittelbraun 0,27 -0,41 Dunkelgrün 0,10- 0,22 Holz Rüster 0,60 -0,70 Eiche,hell 0,40 -0,50 Nußbaum,dunkel 0,10 -0,30 Teak 0,10 -0,20 Empfohlene Werte Arbeitsflächen: 0,20 - 0,40 Instrumente : 0,20 -0,50 Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 121 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

5.3 Gestaltung von Beleuchtungssystemen Beleuchtungsniveau • Beleuchtungsstärke • Beleuchtungsverteilung • Leuchtdichteverteilung Licht,Farbe Schattigkeit Richtung Gütemerkmale von Beleuchtungssystemen Blendungsvermeidung Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 122 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

Zu Beleuchtungsniveau Nennbeleuchtungsstärken DIN 5035 Schwierigkeit der Sehaufgabe - Nennbeleuchtungsstärken beziehen sich auf 0,80 m hohe Arbeitsflächen - zusätzlich beachten: Lampenverschmutzungsgrad, Alter Arbeitnehmer Schwierigkeitsgrad und Nennbeleuchtungsstärken nach DIN 5035 (Auszug) Stufe Beleuchtungsstärke Zuordnung von Sehaufgaben in lx Details DIN 5035 Blatt 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 30 60 120 250 500 750 1000 1500 2000 3000 >5000 Orientierung, nur vorübergehender Aufenthalt Leichte Seharbeit,große Details,hoher Kontrast Normale Sehaufgaben,mitelgr. Details,mitl.Kontr. Schwierige Sehaufgaben,kl.Details,ger. Kontr. Sehr schwierige Sehaufg.,kl.Details,geringste K. Sonderbeleuchtung (Operationsfeld,Fernsehen) Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 123 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

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Zu Licht und Farbe Psychologische Wirkungen der Lichtfarbe Farbtemperaturen spezifischer Beleuchtungssysteme und geforderte Beleuchtungs- stärken lösen ergotrope Stimmungsempfindungen aus Beeinflussung der psychophysischen Leistungsbereitschaft Zu Farbtemperatur - die bei der Temperaturänderung eintretende Helligkeitsänderung und Farbver- schiebung ermöglicht eine Temperaturabschätzung der Lampen Für alle Lampentypen läßt sich eine Farbtemperatur angeben, die von der jeweiligen Glühtemperatur und dem spezifischen Spektrum der Lampe charakterisiert wird = Farbeindruck als Maß für die Temperatur der strahlenden Lampenfläche ( Vergleichsnormal : Glühtemperatur Platin 65000C, optoelektronische Messung mit Pyrometer) Bsp. Skale Glühtemperatur in 0C für Stahl Beginnende Rotglut 525 Dunkelrotglut 700 Kirschrotglut 850 Hellrotglut 950 Gelbrotglut 1100 beginnende Weißglut 1300 Weißglut 1500 Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 126 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

Ausgewählte Lichtquellen und deren Farbtemperatur in 0K Kerzenflamme 1500 Sonnenauf -und Sonnenuntergang 2500 Glühlampe 2600-2900 Halogenlampe 3700 Sonnenlicht,mittags 5800 bewölkter Himmel 8000 blauer Himmel 10 000 Je höher der Wert, desto größer Blauanteil im Licht, je niedriger der Wert desto größer Rotanteil ; Videokameras zwecks natürlicher Farbwiedergabe Weißabgleich bei spezifischen Beleuchtungssystemen tageslichtweiß(tw) : 6500 0 K neutralweiß (nw): 4000 warmweiß (ww): 3000 Leuchtstofflampen Techn.Paramater Hochleistungs-Xenon- Lampe XBO 10 000 (OSRAM- 2000 Katalog) - elektr. Leistungsaufnahme: 10 kW - Gleichstrom: 180 A - Lichtstrom: 600 000 lm - Lichtstärke:50 000 cd - Farbtemperatur: 6 0000 K Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 127 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

Zusammenhang Farbtemperatur, Beleuchtungsstärke, Behaglichkeitsempfinden Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 128 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

Farbwiedergabeindex für Lichtquellen = %-Anteil des Spektrums des Beleuchtungssystems im Vergleich zum Spektrum des Sonnenlichtes Charakterisiert Farbwiedergabequalität einer Lichtquelle Alle Lampensysteme weisen typische emmmitierte Farbspektren und damit spezifische Farbwiedergabeeigenschaften auf Stufe Farbwiedergabeindex Anwendung %-Anteil Sonnenlicht 1 85 - 100 Farbmusterung 2 70 - 84 Büro 3 40 - 69 mech.Werkstätten 4 < 40 Gießerei Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 129 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

Lampentypen und ihre spezifischen Farbspektren 400 nm violett 450 nm lau 500 nm grün 600 nm gelb 650 nm rot 700 nm braunrot Tageslicht Glühlampenlicht Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 130 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

400 nm violett 450 nm lau 500 nm grün 600 nm gelb 650 nm rot 700 nm braunrot Hg-Hochdruck Na-Hochdruck Na-Niederdruck Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 131 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

Leuchtstofflampen 400 nm violett 450 nm lau 500 nm grün 600 nm gelb 650 nm rot 700 nm braunrot Neutralweiß Warmweiß Tageslichtweiß Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 132 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

400 nm violett 450 nm lau 500 nm grün 600 nm gelb 650 nm rot 700 nm braunrot Halogen-Metalldampf Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 132 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

Zu Blendung Nach DIN werden 5035 werden Beleuchtungssysteme in 3 Güteklassen der Direktblendung eingeteilt In Blickrichtung dürfen Leuchten innerhalb des Gesichtsfeldes bestimmte Leuchtdichten nicht überschreiten 7000 30000 4000 A 3000 < 450 keine Forderungen nach DIN 5035 1500 B 1800 2700 10000 500 500 500 C 500 650 850 750 450 Werte bezogen E=500 lx , 850 mm Arbeitshöhe A : deckenbündige Einbauleuchten,langgestreckte Leuchten, parallel Blickrichtung B: quadratische und runde Leuchten mit leuchtenden Seiten, quer Blickrichtung C: leuchtende Decken Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 133 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

4. Zu Licht und Schatten - im Bereich der Schattenbildung erhebliche Senkung der Leuchtdichte - extrem gerichtete Beleuchtung Schlagschattenbildung - je größer Winkel zwischen Lichtrichtung und beleuchteter Fläche desto geringer Beleuchtungsstärke - extrem schräger Lichteinfall:Totalschatten Seitlicher Lichteinfall für meiste Sehaufgaben ungeeignet Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 134 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

Konsequenzen • Lichteinfall für Einzelplatzbeleuchtung (Arbeitsplätze,Maschinenplätze) • möglichst „durch den Kopf“ und parallel zur Blickrichtung • - maximale Abweichung zur Senkrechten: 15 -200 (Vermeidung von • Schlagschatten) • grundsätzliche Vermeidung von Schatten und Reflexblendung durch • diffuse und indirekte Beleuchtung ( Dentallabors, lithografische Industrie) • Ausnahme: seitliche Beleuchtung zur Diagnostik von Unebenheiten - Erkennen von Oberflächenstrukturen, Textilindustrie, Erkennen der Körperlichkeit ( Skifahrer erkennt Unebenheiten der Piste gut in Morgen- bzw. Abendsonne) Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 135 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

5.4 Dimensionierung von Beleuchtungsanlagen 5.4.1 Lichtstrommethode Voraussetzungen 1. En vorgegeben 2. Leuchten haben keine Richtcharakterristik 3. Raumgeometrie 5b>l >b ; a > hn (Nutzhöhe) Bsp.: Ermitteln Sie für einen Montageraum der Elektroindustrie die erforderliche Leuchtenzahl, die zum Ausleuchten des Raumes bei vollständiger Ausnutzung der Deckenfläche zur Leuchteninstallation erforderlich sind ! (Allgemeinbeleuchtung) gegeben • Raumgeometrie : l=12,5 m , b=5,5 m , h=3,4m • Arbeitskategorie: feine Arbeiten, kleinstes Detail 0,1 mm • Lampentyp: LS65 ww30 • Pendellänge: 0,6m • Anstrich : Decke elfenbein, Wand chromgelb • Verschmutzungsgrad : gering • Montagetischhöhe: 0,8 m • Leuchtentyp: Rasterleuchte,zweiflammig Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 136 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

Algotithmus 1. Zweck des Raumes: Montagearbeitsplatz Elektroindustrie/feine Arbeiten 2. Raumgeometrie : l=12,5m, b=5,5, h=3,4 m A = 68,75 m2 En= 500 lx 3. Erforderliche Beleuchtungsstärke : DIN 5035 Auszug DIN 5035 : Stufen der Nennbeleuchtungsstärke (12 Stufen) Stufen En Sehaufgabe Beispiele Büro,Küche,Matetallbearbei- tung,Montage Elektrotechnik, Service Rundfunk,Fernsehen (0,1 mm) 5 6 7 8 500 700 1000 1500 Normale Sehauf- gaben mit mittleren Details Großraumbüro,Lackiererei, Gravieren,Anreißen Farbkontrolle,Feinstmontage, Werkzeug-Lehren-Vorrich- tungsbau (<0,1 mm) Schwierige Sehauf- gaben,kleine Details Optiker,Uhrmacher,elektronische Bauelemente,Farbkontrolle 4. Beleuchtungsart: vorwiegend indirekt Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Prof. Dr. H. Lindner 137 Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

5. Lampentyp/Leuchtentyp : LS65 ww30, zweilampige Rasterleuchte Kenndaten Leuchtstofflampen (OSRAM 1999,techn.Hinweise) Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 138 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

6. Pendellänge : lP= 0,60 m 7. Nutzhöhe : hN = h - lP - Tischhöhe hN= 3,4 - 0,6 - 0,80 m = 2,0 m 8. Raumkoeffizient : k = 3,45 9. Reflexionsgrad-Anstrichsystem : Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 139 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

10. Beleuchtungswirkungsgrad 11. Verminderungsfaktor k = 0,8 Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 140 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

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