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Human Centric Lighting, Teil 2: Bedienkonzepte in der Anwendung

Dem Menschen angepasste Beleuchtungslösungen mit tageslichtähnlichem Lichtverlauf gewinnen an Bedeutung: Biologisch und emotional wirksames Licht (Human Centric Lighting, HCL) steigert aber nur dann Wohlbefinden und Leistungsfähigkeit, wenn nicht nur das Beleuchtungskonzept, sondern auch seine Steuerung durchdacht ist. Dabei stehen die Bedürfnisse der verschiedenen Nutzer und der Anwendungszweck im Vordergrund.

Bild 1: Das DNR-System steuert circadiane Beleuchtung in Einzelraumanwendungen mit einer Touch-Bedienstelle (DNR-TC). Bildquelle: © Seebacher GmbH

Bild 1: Das DNR-System steuert circadiane Beleuchtung in Einzelraumanwendungen mit einer Touch-Bedienstelle (DNR-TC).

Befasst sich der erste Teil der Artikelserie [1] mit dem Grundkonzept des Human Centric Lighting, den Steuerungsmöglichkeiten sowie den unterschiedlichen Bedienkonzepten, konzentriert sich der zweite Teil auf die Umsetzung. Denn hat man sich schließlich für ein Bedienkonzept entschieden, müssen nun in Abhängigkeit von der Komplexität der Einstellmöglichkeiten die Bedienstellen ausgewählt werden. Im Folgenden werden zwei Beispiele für erfolgreiche Bedienkonzepte vorgestellt sowie Anwendungsempfehlungen gegeben.

Systeme zur circadianen Beleuchtungssteuerung
Soll nur ein Raum oder kleiner Bereich wie beispielsweise ein Konferenzraum, ein Büro oder ein Aufenthaltsraum einer Pflegeeinrichtung mit einer circadianen Beleuchtungssteuerung, d. h. einer der »inneren Uhr» des Menschen folgenden Steuerung, ausgestattet werden, kann eine günstige Einzelraumsteuerung verwendet werden. Beim Day-Night-Rhythm-System (DNR) der Firma Seebacher [2] kann beispielsweise mit nur zwei Komponenten eine circadiane Beleuchtungssteuerung umgesetzt werden (Bild 1). Wahlweise werden Touch-Controller oder – für eine einfache Steuerung – konventionelle Taster verwendet. Alle weiterführenden Einstellungen werden über eine Smartphone-App eingestellt. Das Smartphone ist daher nur zur Inbetriebnahme oder Änderung der Betriebsparameter nötig. Solche Systeme für Einzelraumanwendungen eignen sich für kleine bis mittlere Räume mit bis zu 16 Leuchten und zeichnen sich durch geringe Investitionskosten aus.

Bild 2: Systemvarianten der kompakten circadianen Lichtsteuerung mit den DNR-Komponenten der Seebacher GmbH. Wahlweise wird der Touch-Controller (DNR-TC), wenn gewünscht mit zusätzlichen Tastern oder Bewegungsmeldern, oder nur ein konventioneller Tas Bildquelle: © Seebacher GmbH

Bild 2: Systemvarianten der kompakten circadianen Lichtsteuerung mit den DNR-Komponenten der Seebacher GmbH. Wahlweise wird der Touch-Controller (DNR-TC), wenn gewünscht mit zusätzlichen Tastern oder Bewegungsmeldern, oder nur ein konventioneller Taster mit dem DNR-Clock-Modul verwendet.

Bei großflächigen Anwendungen mit circadianer Beleuchtung in Altersheimen, Büroräumen oder Klassenzimmern ist es dagegen sinnvoll über eine erweiterbare und individuell konfigurierbare Lichtsteuerung nachzudenken (Bild 2). Durch die Vernetzung der Einzelbereiche ergeben sich vielfältige Steuerungsmöglichkeiten wie die zentrale Einstellung der Lichtkurven, die individuelle Bedienung über eine angepasste Visualisierung oder die Festlegung der Bedienung für unterschiedliche Bereiche. Dem Nutzer können dadurch anwendungsbezogen genau die Bedienmöglichkeiten gegeben werden, die er benötigt. Schließlich sollten sich die Bewohner eines Pflegeheimes nicht um die Einstellung der Farbtemperatur bemühen müssen. Genau wie die Wirkung des Lichts auf den Organismus, muss auch die ideale Steuerung unbewusst ablaufen. Dem Tageslicht geben wir auch nicht vor, ob es heller sein soll oder wann es die Farbtemperatur wechselt.

Der Nutzer sollte wie gewohnt das Licht per Taster oder Tastsensor in Gruppen ein- und ausschalten, nur dass er damit den circadianen Ablauf zur gegebenen Uhrzeit startet. Ein wichtiger Punkt ist, inwieweit der Nutzer den automatischen Ablauf verändern oder abbrechen kann: Dem Nutzer die Möglichkeit zu geben, die Farbtemperatur nach Bedarf einzustellen, kann die biologisch wirksame Beleuchtung komplett aushebeln und ihre Effekte mit dazu, da der Nutzer wahrscheinlich das Licht so einstellt, wie er es als ästhetisch empfindet. Hingegen sollte die Möglichkeit das Licht im automatischen Ablauf nach Bedarf heller oder dunkler zu Dimmen immer gegeben sein, um die Lichtintensität an unterschiedliche Sehaufgaben anpassen zu können.

Bild 3: Erweiterte Einstellungen der circadianen Beleuchtungssteuerung. Bildquelle: © Seebacher GmbH

Bild 3: Erweiterte Einstellungen der circadianen Beleuchtungssteuerung.

Anwendungsbeispiel 1: Pflegeheim Orpea in Frankreich
In Altersheimen hat sich bewährt, dass die zeitabhängige Steuerung über eine Visualisierung wahlweise am kundenseitigen PC oder an einer Touch-Bedienstelle von eingewiesenem Personal bedient wird. Den Bewohnern der Einrichtungen stehen konventionelle Taster zum Ein- und Ausschalten sowie Dimmen der Beleuchtung zur Verfügung.
In den Aufenthaltsräumen des Pflegeheims Orpea in Paris wird zum Beispiel eine circadiane Lichtsteuerung mit berechnetem Sonnenstand verwendet. In den Räumlichkeiten kann die Beleuchtung per Taster und Tastsensor ein- und ausgeschaltet werden. Die übergeordneten Einstellungen für die Lichtabläufe werden per Visualisierung auf einem Touch-PC eingestellt (Bild 3). »Jour« regelt den circadianen Ablauf nach berechnetem Sonnenstand. »Nuit« ist eine Nachtszene, bei welcher die Beleuchtung per Bewegungsmelder ein- und ausgeschaltet wird. »Scéne 1« und »Scéne 2« sind zwei statische Lichtszenen. Für die Farbtemperatur werden Soll- und Istwert darüber hinaus auf dem Display angezeigt.

In Kliniken mit Fachpersonal, das die Lichtabläufe auch für Behandlungen als Lichttherapie einsetzt, oder im Bereich der Forschung sollten dagegen individuelle Programme und Zeitabläufe einstellbar sein: Die Parameter müssen auf die jeweilige Therapie angepasst werden können, eine komfortable Bedienung ermöglichen und ausreichend Freiraum für experimentelle Herangehensweisen bieten. Hier eignet sich eine individuelle Visualisierung, welche entweder auf einem Touchscreen oder über einen vorhandenen PC gesteuert werden kann.

Bild 4: Komfortable Bedienung im Stationszimmer der  MediClin-Klinik mit individueller Visualisierung. Bildquelle: © Seebacher GmbH

Bild 4: Komfortable Bedienung im Stationszimmer der MediClin-Klinik mit individueller Visualisierung.

Anwendungsbeispiel 2: Psychiatrische Klinik MediClin in Donaueschingen
Sehr erfolgreich wird dieses Konzept in der Psychiatrischen Klinik MediClin Donaueschingen eingesetzt. Das Personal hat die Möglichkeit verschiedene circadiane Lichtabläufe nach berechnetem Sonnenstand oder abgespeicherten Zeitabläufen zu aktivieren. Diese individuell abgespeicherten Zeitabläufe werden in der Lichttherapie eingesetzt. Dabei kann der Stationsarzt sehen, ob Licht in einem Patientenzimmer eingeschaltet ist und festlegen, welcher Ablauf verwendet wird (Bild 4). Die Bewohner haben nur die Möglichkeit das Licht ein- und auszuschalten; den circadianen Ablauf können sie nicht beeinflussen.

Die Lichttherapie wird erfolgreich bei Patienten eingesetzt, deren Tag-Nacht-Rhythmus komplett asynchron zur tatsächlichen Uhrzeit läuft. Am Computer können die Schlaf- und Wachzeiten stündlich über einen Zeitraum von zehn Tagen eingestellt werden (Bild 5). In der Nacht ist das Licht aus und am Tag auf 98 Prozent mit 6500 K gedimmt. Diese Einstellungen können angepasst werden, ebenso wie die Wechseldauer zwischen Tag- und Nachtmodus. So kann mit einem veränderbaren 10-Tages-Programm die Raumbeleuchtung als Lichttherapie genutzt werden, um dem Patienten wieder einen normalen circadianen Rhythmus zu geben. Diese Form der Therapie wird derzeit bei Depressionen und Schlafstörungen wirksam angewendet.

Bild 5: Einstellung der Tag- und Nachtrhythmik für die Lichttherapie. Bildquelle: © Seebacher GmbH

Bild 5: Einstellung der Tag- und Nachtrhythmik für die Lichttherapie.

Sonderbedingungen beachten
Bei jeder Planung von Human Centric Lighting sollte beachtet werden, dass es immer Sonderbedingungen geben kann, die eine spezielle Konzeptionierung erfordern. Wie zum Beispiel die Beleuchtung für Flugbegleiter, welche ständige Wechsel der Kunst- und Tageslichtsituation erfahren, oder Schichtarbeiter mit Nachtarbeitszeit. Diese Situationen werden aktuell erforscht und es gibt noch keine allgemeingültige Empfehlung für eine gesundheitsunterstützende Beleuchtung. Im Zweifel ist es ratsam, einen Chronobiologen oder Lichtplaner mit entsprechender Weiterbildung zurate zu ziehen. Auch die Firma Seebacher arbeitet seit Langem in Projekten mit Wissenschaftlern zusammen.