Beleuchtung in Innenräumen - Human Centric Integrative Lighting. Tran Quoc Khanh

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      3

      Grundprinzipien von Human Centric Lighting/integrativer Beleuchtung

      In Kap. 2 wurden die Grundkenntnisse über die Fotorezeptoren auf der Netzhaut sowie die Bildung der fotometrischen, farbmetrischen und nicht visuellen Kenngrößen dargestellt. In Kap. 3 werden die Wirkungen von Licht und optischer Strahlung zunächst systemtechnisch und biokybernetisch in einer übersichtlichen Form veranschaulicht. Dies beginnt mit den Eingangsgrößen als charakterisierende Parameter des in das Auge einfallenden Lichts, um die Lichtwirkungen auf den Menschen als System zu charakterisieren.

      Anschließend werden die optische und signaltechnische Verarbeitung des Augenapparats und des Gehirns, die Signalvernetzung sowie die Bedeutung dieser Signalkommunikationen in den Gehirnregionen für die Interpretation der Lichtwirkungen auf die Menschen beschrieben. Diese Beschreibung basiert auf der Grundlage neuerer Literatur, auf die an den entsprechenden Stellen verwiesen wird.

      Die Ausgangsgrößen – sowohl in subjektiver als auch in objektiv messbarer Form – verkörpern die verschiedenen Äußerungsformen bei den akuten und langfristigen Einwirkungen von Licht auf Menschen und werden ebenfalls in Kap. 3 zusammen mit dem Schlafverhalten beschrieben. Diese Beschreibungen der drei Systemblöcke Eingangsgrößen – Gehirn als System – Ausgangsgrößen führen dann zum Ende des Kapitels zu der Betrachtung der Konzeption von Human Centric Lighting (HCL) als einen integrativen Beleuchtungsprozess. Dieses HCL-Konzept wird dann in den Kap. 4 bis 11 in einzelne wichtige und notwendige Themen zerlegt, um dann deren wichtige und relevante Ergebnisse im Kap. 12 mit dem Schwerpunkt Beleuchtungsplanung als Prozess zusammen zu bündeln.

3.1 Grundsätzliche Fragestellungen, allgemeine Aspekte

Durch bisherige Forschungen auf dem Gebiet der Biomedizin, Neuropsychologie, Augenphysiologie und der Lichttechnik sind die Prozesse bekannt, die schematisch in der Abb. 3.1 dargestellt sind.

Während die reinen Eingangsgrößen von physikalischer Natur in der Abb. 3.1 relativ klar definiert sind, sind die Mechanismen und die Signalverarbeitungen im Augenapparat und im Körper einschließlich im Gehirn der Menschen weiterhin Gegenstand der Forschung, wobei große Fortschritte in den letzten 20 Jahren erzielt wurden. Während in dem Zeitalter der Industrialisierung in Fabriken die Arbeitsergebnisse wie Arbeitsleistung oder Fehlerrate unter verschiedenen Einflüssen der Lichtwirkung (Beleuchtungsniveaus, Blendung, Homogenität der Beleuchtung) bis in die 1980er-Jahren quantifiziert wurden, wurden andere Ausgangsgrößen wie subjektive und emotionale Parameter in der Zeit der Informationsgesellschaft in den letzten 30 Jahren wichtiger und intensiver untersucht. Physiologische Parameter wie Hormonausschüttung (Melatonin, Cortisol), EEG, Pupillendurchmesser, EKG/PEP und Farbqualitätsmerkmale wie Farbpräferenz und Farbnatürlichkeit bestimmen die heutigen Konzepte und Forschungsarbeiten in den verschiedenen Laboratorien.

Abb. 3.1 Ubersicht der Eingangsgrößen, Einflussfaktoren und Ausgangsgrößen bei der umfassenden Betrachtung der Lichtwirkungen auf die Menschen. Quelle: TU Darmstadt.

      Es gibt in der Neurowissenschaft, in der Biomedizin und in der Lichttechnik einige wichtige Fragestellungen, die beantwortet werden müssen:

      1 1. Wie werden die physikalischen optischen Eingangsgrößen im Gehirn verarbeitet, um visuelle und nicht visuelle Effekte zu generieren?

      2 2. Haben die visuellen und nicht visuellen Prozesse faktisch unterschiedliche Verarbeitungszentren oder überlappen sie sich? Gibt es auch wirklich Image-Forming (IF)-und Nonimage-Forming