PB Künstliche Beleuchtung

Das Tageslicht steht örtlich und zeitlich nicht immer in ausreichendem Maße zur Verfügung. Die Arbeitsstätten müssen daher mit Einrichtungen für eine der Sicherheit und dem Gesundheitsschutz der Beschäftigten angemessenen künstlichen Beleuchtung ausgestattet sein. Die Beleuchtungsanlagen sind so auszuwählen und anzuordnen, dass sich dadurch keine Unfall- oder Gesundheitsgefahren ergeben können. Bei der Planung und Errichtung von Beleuchtungsanlagen muss beachtet werden, dass das individuelle Sehvermögen von Beschäftigten höhere Anforderungen an die Beleuchtungsqualität erfordern kann.

Beleuchtungsstärke

Die Beleuchtungsstärke (Kurzzeichen: E) hat großen Einfluss darauf, wie schnell, wie sicher und wie leicht die Sehaufgabe erfasst und ausgeführt wird. Die Beleuchtungsstärke ist ein Maß für das auf eine Fläche auftreffende Licht. Sie wird in Lux (lx) gemessen. Bewertet wird die Beleuchtungsstärke auf horizontalen und auf vertikalen Flächen (Horizontale Beleuchtungsstärke Eh bzw. vertikale Beleuchtungsstärke Ev.)

In der DIN EN 12 464-1 „Licht und Beleuchtung – Beleuchtung von Arbeitsstätten – Teil 1: Arbeitsstätten in Innenräumen“ werden Anforderungen an die Beleuchtungsstärke für den Bereich der Sehaufgabe formuliert. Der Bereich der Sehaufgabe ist der Teil des Arbeitsbereiches, in dem die eigentliche Sehaufgabe erbracht wird. Die Regelungen des Arbeitsstättenrechtes beziehen sich auf den Bereich des Arbeitsplatzes und den Umgebungsbereich. Der Bereich des Arbeitsplatzes setzt sich aus den Arbeitsflächen, den Bewegungsflächen und allen dem unmittelbaren Fortgang der Arbeit dienenden Stellflächen zusammen. Der Umgebungsbereich ist der räumliche Bereich, der sich direkt an einen Bereich oder mehrere Bereiche von Arbeitsplätzen anschließt.

Beim Einrichten und Betreiben von Arbeitsstätten müssen Mindestwerte der Beleuchtungsstärke eingehalten werden. Der Mindestwert, der Beleuchtungsstärke Em ist der Wert, unter den die mittlere Beleuchtungsstärke auf einer bestimmten Fläche nicht sinken darf. Die Mindestwerte der Beleuchtungsstärke für verschiedene Arbeitsplätze sind in Tabelle 7.3a zusammengestellt.

©UK NRW | BGW

Die Beleuchtung kann als raumbezogene Beleuchtung oder als auf den Bereich des Arbeitsplatzes bezogene Beleuchtung ausgeführt werden. Eine raumbezogene Beleuchtung kann geplant werden, wenn die Arbeitsplätze in der Planungsphase örtlich nicht zugeordnet werden können oder eine flexible Anordnung von Arbeitsplätzen vorgesehen ist. In der Grundausstattung ist es bei der raumbezogenen Beleuchtung möglich den gesamten Raum mit dem Mindestwert der Beleuchtungsstärke für den Umgebungsbereich entsprechend der späteren Benutzung zu beleuchten. Mit zusätzlicher Beleuchtung durch zum Beispiel mobile Beleuchtungssysteme ist dann die Mindestbeleuchtungsstärke für den Bereich des Arbeitsplatzes sicherzustellen. Es muss in der Planung gewährleistet werden, dass durch die Einrichtung und Nutzung der zusätzlichen Beleuchtungssysteme keine Unfallgefahren (zum Beispiel Stolperstellen) geschaffen werden.

Die Planung einer auf den Bereich des Arbeitsplatzes bezogenen Beleuchtung ist sinnvoll, wenn die Anordnung der Arbeitsplätze und deren Umgebungsbereiche bekannt sind oder verschiedene Arbeitsplätze unterschiedliche Beleuchtungsbedingungen erfordern. Liegen auf Teilflächen besondere Sehaufgaben vor oder ist eine Anpassung an das individuelle Sehvermögen der Beschäftigten erforderlich, kann die Planung einer teilflächenbezogenen Beleuchtung notwendig werden.

Die folgenden Mindestanforderungen sind bei der Planung und Ausführung der Beleuchtungseinrichtung einzuhalten:
Die mittlere Beleuchtungsstärke im Umgebungsbereich eines Arbeitsplatzes mit 300 lx Beleuchtungsstärke muss mindestens 200 lx betragen. Bei Arbeitsplätzen, die mit 500 lx oder mehr zu beleuchten sind, muss die mittlere Beleuchtungsstärke im Umgebungsbereich mindestens 300 lx betragen. Beleuchtungsstärken über 500 lx im Bereich des Arbeitsplatzes können eine höhere mittlere Beleuchtungsstärke im Umgebungsbereich erfordern. Bei Mindestwerten der Beleuchtungsstärke über 500 lx ist es zulässig, diese nicht am gesamten Arbeitsplatz, sondern nur auf den für die Sehaufgabe relevanten Teilflächen zu erreichen. Dies kann zum Beispiel durch zusätzliche Arbeitsplatzleuchten geschehen. Die mittlere Beleuchtungsstärke im Bereich des Arbeitsplatzes darf bei teilflächenbezogener Beleuchtung 500 lx nicht unterschreiten. An keiner Stelle im Bereich des Arbeitsplatzes darf ein Einzelwert der Beleuchtungsstärke 300 lx unterschreiten.

Größere Helligkeitsunterschiede im Bereich der Sehaufgabe erfordern eine ständige Anpassung des Auges an die Helligkeit (Adaptation) und führen zur Ermüdung. Die gleichmäßige Verteilung der Helligkeit erleichtert die Sehaufgabe. Die Gleichmäßigkeit der Beleuchtungsstärke ist das Verhältnis der kleinsten zur mittleren Beleuchtungsstärke. An keiner Stelle im Bereich des Arbeitsplatzes darf das 0,6-fache der mittleren Beleuchtungsstärke unterschritten werden. Der niedrigste Wert darf nicht im Bereich der Hauptsehaufgabe liegen. Die minimale Beleuchtungsstärke im Umgebungsbereich darf das 0,5-fache der mittleren Beleuchtungsstärke des Umgebungsbereichs nicht unterschreiten.

aus LASI LV 41 Handlungsanleitung zur Beleuchtung von Arbeitsstätten.

Die Mindestwerte der Beleuchtungsstärke dürfen im laufenden Betrieb nicht unterschritten werden. Sind sie erreicht, müssen Wartungsarbeiten erfolgen. Bei der Projektierung der Beleuchtungseinrichtung soll ein Wartungsfaktor bestimmt werden, der die Alterung und Verschmutzung von Lampen, Leuchten und Raumoberflächen berücksichtigen. Mit Hilfe des Wartungsfaktors und dem festgelegten Mindestwert der Beleuchtungsstärke lässt sich der notwendige Neuwert für die Beleuchtungsstärke einer Beleuchtungsanlage ermitteln.

Die DIN 5035-3 „Beleuchtung mit künstlichem Licht – Teil 3: Beleuchtung im Gesundheitswesen“ empfiehlt bei geringer Nutzungsdauer oder geringem Verschmutzungsgrad den Wartungsfaktor 0,8 und bei normaler Nutzungsdauer oder in Bezug auf die Reinlichkeitsanforderungen in Räumen des Gesundheitswesens bei hohem Verschmutzungsgrad einen Wert von 0,67 festzulegen.

Leuchtdichteverteilung

Die Leuchtdichte (Kurzzeichen: L) als Maß für den Helligkeitseindruck, den das Auge von einer leuchtenden oder beleuchteten Fläche hat, wird gemessen in Candela pro Flächeneinheit (cd/m2). Sie beeinflusst Sehleistung und Sehkomfort. Mit steigender Leuchtdichte erhöhen sich die Sehschärfe, die Kontrastempfindlichkeit und damit die Leistungsfähigkeit der Augenfunktionen. Der Reflexionsgrad von Oberflächen und die auf- treffende Beleuchtungsstärke bestimmen deren Leuchtdichte. Deshalb erscheint ein weißer Raum bei gleicher Beleuchtungsstärke heller als ein dunkel eingerichteter Raum.

BGW: Einteilung der Bereiche

©Birte Alber

Den Sehkomfort stören

• zu niedrige Leuchtdichten und fehlende Leuchtdichteunterschiede, weil sie eine unattraktive und wenig anregende Lichtatmosphäre erzeugen,
• zu hohe Leuchtdichteunterschiede, weil die daraus resultierende ständige Umadaptation ermüdet,
• zu hohe punktuelle Leuchtdichten, weil sie Blendung verursachen können.

Begrenzung der Blendung
Störende Blendung oder Reflexionen sind zu minimieren. Blendung, die zu Unfällen führen kann, muss vermieden werden.

Blendung kann direkt von Leuchten oder anderen Flächen mit zu hoher Leuchtdichte – auch Fenstern – ausgehen (Direktblendung). Oder sie wird von Reflexen verursacht, die durch Spiegelung auf glänzenden Oberflächen entstehen (Reflexblendung). Direkt-, wie Reflexblendung vermindern den Sehkomfort (psychologische Blendung) und setzen die Sehleistung (physiologische Blendung) herab.

Vor direkter Blendung schützt die Abschirmung von Lampen. Zur Abschätzung der Blendbegrenzung kann der Abschirmwinkel kontrolliert werden. Die Direktblendung durch künstliche Beleuchtung wird nach dem UGR-Verfahren (Unified Glare Rating) bewertet; Normen nennen Mindestwerte für den Blendschutz. Entsprechend ausgerichtetes Licht, matte Oberflächen im Raum und die Leuchtdichtebegrenzung der Leuchten beugen Reflexblendung vor.

Lichtrichtung und Schattigkeit

Form und Oberflächen im Raum sollen deutlich (Sehleistung) und auf  angenehme Weise (Sehkomfort) erkennbar sein. Das erfordert ausgewogene  Schatten mit weichen Rändern. Beeinflusst wird die Schattenbildung von  der Lichtrichtung, die wiederum bestimmt wird von der Verteilung der  Leuchten und ihrer Anordnung im Raum.

Stark gerichtetes Licht  führt zu tiefen Schatten mit harten Rändern. Ebenso unangenehm wirkt  Schattenarmut, erzeugt von sehr diffuser Beleuchtung. Die DIN EN  12.464-1 "Licht und Beleuchtung - Beleuchtung von Arbeitsstätten - Teil  1: Arbeitsstätten in Innenräumen" bezeichnet die richtige Schattenwirkung als "Modelling" - als Ausgewogenheit zwischen gerichteter und diffuser Beleuchtung.

Eine quantitative Bewertung der Ausgewogenheit der Beleuchtung ist durch die Messung des Verhältnisses von E_v : E_h möglich. Empfohlen wird E_v:E_h > 0,3. Dieses Verhältnis kann zum Beispiel durch breitstrahlende Leuchten erreicht werden. E_v ist die auf eine vertikale Fläche auftreffende Beleuchtungsstärke. E_h ist die auf eine horizontale Fläche auftreffende Beleuchtungsstärke. Bei anspruchsvollen Sehaufgaben verbessert gerichtetes Licht die Sehleistung erheblich.

Lichtfarbe

Die Lichtfarbe einer Lampe beschreibt die Eigenfarbe des abgestrahlten  Lichts. Sie wird bestimmt von der Farbtemperatur (ähnlichste  Farbtemperatur TCP) in Kelvin (K). Das Licht von Lampen gleicher  Lichtfarbe kann unterschiedliche Farbwiedergabeeigenschaften haben.

Lichtfarbe und Farbtemperatur

Die Lichtfarben beeinflussen die Raumatmosphäre und damit den Sehkomfort. Warmweißes Licht wird als gemütlich und behaglich empfunden, neutralweißes Licht erzeugt eine eher sachliche Stimmung. Tageslichtweißes Licht eignet sich für Innenräume erst ab einer Beleuchtungsstärke von 1.000 Lux – bei niedrigeren Beleuchtungsstärken wirkt die Atmosphäre fahl und langweilig – oder für Sehaufgaben mit exakter Farberkennung wie zum Beispiel in dermatologischen oder zahnärztlichen Untersuchungsräumen.

Kennzeichnung der Lampen hinsichtlich Farbwiedergabe und Lichtfarbe durch dreiziffrigen Code. Aus BGI 856 Beleuchtung im Büro aus 10-2008

Der Code 840 bedeutet: 
8 – Farbwiedergabeindex Ra ≥ 80 (gute Farbwiedergabe),
40 – Farbtemperatur 4000 K (neutralweiße Lichtfarbe)

©UK NRW | BGW

Farbwiedergabe
Die Farbwiedergabe einer Lampe kennzeichnet die farbliche Wirkung, die ihr Licht auf farbigen Gegenständen hervorruft. Sie wird mit dem Index Ra bewertet. Er gibt an, wie natürlich Farben wiedergegeben werden. Die Farbwiedergabe-Eigenschaft der Lampen hat Auswirkungen auf Sehleistung und Sehkomfort. Der Farbwiedergabe-Index ist von häufig vorkommenden Testfarben abgeleitet. Ra = 100 steht für den besten Wert; je niedriger der Index, umso schlechter ist die Qualität der Farbwiedergabe-Eigenschaften. In Innenräumen sollte der Farbwiedergabe-Index Ra = 80 nicht unterschritten werden.

Bei allen Tätigkeiten, bei denen Farben eine wichtige Signalwirkung haben, muss ein hoher Farbwiedergabe-Index erreicht werden (zum Beispiel Erkennen von farbigen Markierungen, Beurteilen von Hautfarbe oder Ähnliches).
Durch Auswahl der Lampen und Leuchten ist sicherzustellen, dass Sicherheitszeichen und Sicherheitsfarben als solche erkennbar sind sowie die Signalwirkung von selbstleuchtenden Sicherheitszeichen nicht beeinträchtigt wird. Werden Lampen mit einem Farbwiedergabeindex Ra < 40 verwendet, muss durch geeignete Maßnahmen sichergestellt werden, dass Sicherheitsfarben erkennbar bleiben (zum Beispiel durch Hinterleuchtung oder Anstrahlung).

Vermeiden von Flimmern und stroboskopischen Effekten (zeitliche Gleichmäßigkeit)
Das Flimmern beeinträchtigt das Wohlbefinden der Beschäftigten. Der stroboskopische Effekt kann zu Unfällen führen. Diese Schwankungen können durch elektronische Vorschaltgeräte (zum Beispiel bei Leuchtstofflampen und Kompaktleuchtstofflampen) oder Dreiphasenschaltung weitgehend vermieden werden.

Wartung
Beleuchtungsanlagen müssen regelmäßig gewartet werden, da die Beleuchtungsstärke während der Nutzungsdauer infolge von Alterung, Verschmutzung der Leuchten und Lampenausfall abnimmt. Bereits der Planer muss einen Wartungsplan für die Beleuchtungsanlage erstellen. Darin sind die Intervalle für den Lampenwechsel, für die Reinigung der Leuchten und des Raumes sowie gegebenenfalls die Reinigungsmethoden festzuhalten.

Die Beleuchtungsanlage soll so geplant und ausgeführt werden, dass die Beleuchtungskörper für Wartungsarbeiten gut zugänglich sind.