Abgestimmt auf den circadianen Rhythmus
Biodynamische Beleuchtung im Büro
Künstliche Beleuchtung wurde lange Zeit genutzt, um zu jeder Tages- und Nachtzeit aktiv sein zu können. Dass dies nicht immer gesund ist, zeigen schon lange Studien über den Schichtbetrieb. In den letzten Jahren kamen jedoch neue Erkenntnisse hinzu, die belegen, dass das natürliche Licht eine wesentlich größere Rolle für das menschliche Wohlbefinden spielt als bisher angenommen. Besonders im Fokus steht dabei die Lichtfarbe. Diese Erkenntnisse macht sich die Beleuchtungsregelung nun zu Nutze: Human Centric Lighting setzt den Menschen und seinen natürlichen Biorhythmus in den Mittelpunkt.
Bild: ©Robert Schneider/Fotolia.de / B.E.G. Brück Electronic GmbHDer moderne Mensch hält sich überwiegend in Innenräumen mit künstlicher Beleuchtung auf. Helligkeit und Dynamik des Tageslichts verlieren damit ebenso an Einfluss wie die Dunkelheit der Nacht, der Mensch entfernt sich immer mehr von seinen natürlichen Rhythmen. Die sogenannte circadiane Beleuchtung orientiert sich am natürlichen Tag-Nacht-Rhythmus (circadian = rund um den Tag), ein Zyklus dauert 24 Stunden. Eine biologisch wirksame Beleuchtung sollte auf den circadianen Rhythmus des Anwenders abgestimmt sein, sie muss natürliche aktive Zeiten und Ruhephasen im Tagesverlauf sinnvoll unterstützen.
Bild: B.E.G. Brück Electronic GmbHDie Bedeutung der Lichtfarbe
Die Wirksamkeit der Lichtfarbe auf den menschlichen Biorhythmus wurde erst im Jahr 2002 entdeckt. Wissenschaftler fanden im menschlichen Auge neben den bereits bekannten Lichtrezeptoren (Zapfen und Stäbchen für Farb- und Dämmerungssehen) einen dritten, bis dahin unbekannten Lichtrezeptor. Die sogenannten Ganglienzellen sind lichtempfindlich und steuern biologische Prozesse im Körper wie den Pupillenreflex oder die Hormonproduktion. Ein bis drei Prozent der Ganglienzellen reagieren auf die Lichtfarbe, genauer gesagt auf den Blauanteil im Licht. Bei wenig Blauanteil wird die Produktion des Schlafhormons Melatonin in Gang gesetzt, bei hohem Blauanteil der des Stresshormons Cortisol. Das Licht hat also einen großen Einfluss darauf, ob wir uns müde oder wach fühlen. Im natürlichen Licht variiert über den Tag hinweg der Blauanteil, so wird der menschliche Biorhythmus über den Tag hinweg unterstützt. Um diesen Effekt auch in Innenräume zu holen, hat B.E.G. den PureColour-Präsenzmelder PD4-M-HCL entwickelt. Er bringt mit der Steuerung der Lichtfarbe die Dynamik des Tageslichts zurück zu den Menschen. Damit kann der Präsenzmelder die Leistungsfähigkeit und das Wohlgefühl der Raumnutzer unterstützen.
Bild: B.E.G. Brück Electronic GmbHRealisierung der HCL-Regelung
Für eine HCL-Lichtregelung in einem Büro werden nicht viele Komponenten benötigt: Der Dali-Präsenzmelder PD4-M-HCL verfügt über eine integrierte Tunable-White-Funktion für Human Centric Lighting. Es wird also kein zusätzlicher Controller für die Steuerung der Lichtfarbe benötigt, sondern der Präsenzmelder kann direkt mit den Leuchten verbunden werden. Die Panelleuchten in der Moduldecke des Büros müssen natürlich für die Farbveränderung ausgelegt sein. Die B.E.G. LED-Panelleuchten der Reihe PL1 und PL2 sind mit warm- und tageslichtweißen LEDs ausgerüstet, die getrennt gesteuert werden können. Der LED-Treiber arbeitet nach dem Dali Device Type 8 Standard für Tunable White. Dadurch kann die Leuchte nicht nur gedimmt werden, sondern auch die Farbtemperatur kann von Warm- (2.700K) bis Tageslichtweiß (6.800K) frei eingestellt werden. Damit sind auch schon alle benötigten Komponenten für die HCL-Lichtregelung genannt.
Einteilung in Gruppen und Zonen
Die Beleuchtung im Büro ist mit der Installation und Inbetriebnahme vollständig auf die Bedürfnisse der Raumnutzer ausgerichtet. Wie andere Dali-Präsenzmelder regelt der PD4-M-HCL anwesenheits- und tageslichtbezogen verschiedene Leuchtengruppen, wobei er einen Bereich von bis zu 24m erfasst. Bis zu 64 Dali-EVG können über den Melder gesteuert werden. In Zone 1 sind die Leuchten für das Hauptlicht. Diese können in drei Gruppen unterteilt und mit Offset-Werten belegt werden. Dadurch werden Helligkeitsgefälle im Raum ausgeglichen, wenn der Raum z.B. nur auf einer Seite Fenster hat. Die prozentuale Abstufung der Beleuchtungshelligkeit der Leuchtengruppen von der Wand zum Fenster hin sorgt dafür, dass der dunklere Wandbereich stärker ausgeleuchtet wird als der hellere Bereich am Fenster. So ist der Raum überall gleichmäßig erhellt. Zone 2 ist eine separate Dali-Gruppe und für eine Akzentbeleuchtung vorgesehen, z.B. für die Tafelbeleuchtung in Klassenräumen. Zone 3 ist ein im Melder integriertes Schaltrelais, dass beispielsweise auch für die Anbindung der Klimaanlage genutzt werden kann. Auf diese Weise kann die Lüftung ebenfalls anwesenheitsabhängig gesteuert werden. Nach der Gruppierung der Leuchten kann das HCL-Lichtregelungssystem in Betrieb genommen werden. Die vorprogrammierten Werkseinstellungen decken die häufigsten Anforderungen ab, können aber natürlich auch individuell überschrieben werden. Der Präsenzmelder steuert die ihm angeschlossenen Leuchten energieeffizient. Über den gemessenen Helligkeitswert wird dem natürlichen Licht, das durch das Fenster hineinfällt, nur so viel künstliches Licht im Raum hinzugeregelt, wie wirklich benötigt wird, um die gewünschte Helligkeit im Raum zu garantieren.
Lichtfarbe im Tagesverlauf
Gemäß den Erkenntnissen im Bereich Human Centric Lighting steuert der Melder automatisch über den Tagesverlauf die Lichtfarbe und die Helligkeit im Raum. Passend zur Raumnutzung können dafür voreingestellte Applikationsprofile ausgewählt werden. Der PD4-M-HCL arbeitet dabei durch seine Echtzeituhr und den integrierten Dali-Controller völlig unabhängig. So kann jeder Raum individuell konfiguriert werden. Die Veränderung der Lichtfarbe von Warm- bis Kaltweiss, sowie die Veränderung der Helligkeit orientieren sich dabei am biologischen Rhythmus des Menschen. Dies geschieht sehr langsam und unmerkbar für die Nutzer, wie bei natürlichem Licht auch. So kommt die biologische Lichtwirkung der Sonne ins Büro.
Künstliche Beleuchtung wurde lange Zeit genutzt, um zu jeder Tages- und Nachtzeit aktiv sein zu können. Dass dies nicht immer gesund ist, zeigen schon lange Studien über den Schichtbetrieb. In den letzten Jahren kamen jedoch neue Erkenntnisse hinzu, die belegen, dass das natürliche Licht eine wesentlich größere Rolle für das menschliche Wohlbefinden spielt als bisher angenommen. Besonders im Fokus steht dabei die Lichtfarbe. Diese Erkenntnisse macht sich die Beleuchtungsregelung nun zu Nutze: Human Centric Lighting setzt den Menschen und seinen natürlichen Biorhythmus in den Mittelpunkt.
Bild: ©Robert Schneider/Fotolia.de / B.E.G. Brück Electronic GmbHDer moderne Mensch hält sich überwiegend in Innenräumen mit künstlicher Beleuchtung auf. Helligkeit und Dynamik des Tageslichts verlieren damit ebenso an Einfluss wie die Dunkelheit der Nacht, der Mensch entfernt sich immer mehr von seinen natürlichen Rhythmen. Die sogenannte circadiane Beleuchtung orientiert sich am natürlichen Tag-Nacht-Rhythmus (circadian = rund um den Tag), ein Zyklus dauert 24 Stunden. Eine biologisch wirksame Beleuchtung sollte auf den circadianen Rhythmus des Anwenders abgestimmt sein, sie muss natürliche aktive Zeiten und Ruhephasen im Tagesverlauf sinnvoll unterstützen.
B.E.G. Brück Electronic GmbH
Dieser Artikel erschien in GEBÄUDEDIGITAL 5 2019 - 04.09.19.Für weitere Artikel besuchen Sie www.gebaeudedigital.de
