Biologisch wirksames Licht am Büroarbeitsplatz

Dass Licht deutlich mehr ist als nur die Voraussetzung für (gutes) Sehen, erleben wir in jedem Frühjahr aufs Neue. Wenn die Tage länger und heller werden, steigt das allgemeine Wohlbefinden. Wir sind besser gelaunt und oft auch konzentrierter als in den trüberen Wintermonaten. Zu verdanken haben wir diese Wirkung unter anderem der Lichtempfindlichkeit unserer inneren Uhr.

Die Wahrnehmung des Lichts

Drei Arten lichtempfindlicher Sinneszellen nehmen das auf die Netzhaut des Auges treffende Licht auf und leiten es als elektrische Signale ins Nervensystem weiter. Für das optische Sehen sind die Fotorezeptoren verantwortlich, wobei

• die Zapfen das Sehen von Farben und
• die lichtempfindlicheren Stäbchen das Sehen bei geringerer Beleuchtung ermöglichen.

Die innere Uhr des Menschen wird durch eine dritte Rezeptorenart gesteuert. Es handelt sich dabei um die Ganglienzellen, die Helligkeitsinformation an das zentrale Nervensystem übermitteln.

Die lichtempfindlichsten Ganglienzellen befinden sich im nasalen und im unteren Bereich des Auges. Das macht Sinn, weil so das von oben kommende Tageslicht (Sonnenlicht) besonders gut aufgenommen werden kann. Für die Arbeitsplatzbeleuchtung lässt sich daraus bereits eine erste Anforderung ableiten: Um biologisch voll wirksam sein zu können, sollte Licht von oben auf das Auge treffen (Lichtrichtung).

Und noch eine weitere Vorgabe für die Planung der Arbeitsplatzbeleuchtung wird durch die Ganglienzellen bestimmt. Die einzelnen Rezeptoren können nämlich nur eine bestimmte Lichtmenge aufnehmen. Damit Licht biologisch wirken kann, müssen folglich möglichst viele Rezeptoren im Auge angesprochen werden. Das gelingt am besten mit einer großflächigen Lichtquelle – entweder in Form großflächiger Leuchten oder durch indirekte Beleuchtung über die Decke und den oberen Wandbereich (Flächigkeit des Lichts).

Die Farbe des Lichts

Licht besteht aus elektromagnetischen Wellen. Wellenlängen im Bereich von 100 Nanometer bis 1 Millimeter werden als optische Strahlung bezeichnet. Sichtbar für das menschliche Auge ist lediglich ein Spektrum von 380 bis 780 Nanometer. Jeder Bereich dieses Lichtspektrums steht für eine bestimmte Lichtfarbe:

Die Lichtfarbe des natürlichen Tageslichts variiert im Laufe des Tages. Morgens überwiegt blaues Licht. Mittags empfinden wir das Tageslicht als neutral-weiß. Im Laufe des Nachmittags beginnen die wärmeren Anteile des Lichts zu dominieren.

Taktgeber der inneren Uhr ist der blaue Bereich des Lichts. Er wird von den Ganglienzellen am stärksten aufgenommen. Gelbes Licht wirkt im Vergleich deutlich weniger, rotes Licht hat praktisch keine biologische Wirkung.

Bei der Lichtplanung spielt daher neben der Intensität (Beleuchtungsstärke) auch die Farbe des Lichts eine wichtige Rolle (Farbtemperatur).

Die Wirkung des Lichts

Welchen Einfluss hat nun aber das Licht auf die innere Uhr des Menschen?

Bei der Beantwortung dieser Frage ist häufig von dem circadianen Rhythmus die Rede. Gemeint sind Rhythmen, die in Zyklen von rund 24 Stunden Dauer ablaufen, also beispielsweise der Wechsel von Schlafen und Wachen und die damit verbundenen Schwankungen verschidener Hormone (Botenstoffe). Kurzfristig können wir uns über diese natürlichen Rhythmen hinwegsetzen. Aber schon nach wenigen Tagen spüren wir, wie wichtig der circadiane Rhythmus für unsere Gesundheit und Leistungsfähigkeit ist.

Treibende Kräfte hinter dem circadianen Rhythmus sind die Hormone.

• Melatonin macht müde und verlangsamt die Stoffwechselvorgänge. Nachts lässt es den Körper zur Ruhe kommen. Gegen Morgen sinkt der Melatonin-Spielgel im Blut und die entschleunigende Wirkung des Hormons lässt nach.
  
  
• Um ca. 3.00 Uhr beginnt die Zeit des Stresshormons Cortisol. Es regt den Stoffwechsel wieder an und bereitet den Körper sukzessive auf die Herausforderungen des nächsten Tages vor. Wenn im Laufe des Nachmittags der Cortisol-Spiegel wieder sinkt, wird die Bahn frei für den abendlichen Aufbau von Melatonin.

Dieser Auf- und Abbau der Hormone im Verlauf eines Tages läuft jedoch nur dann reibungslos, wenn er durch äußere Reize unterstützt wird. Und genau hier setzt die biologische Wirkung des Lichts ein.

Dass unsere innere Uhr so empfänglich für Licht ist, liegt hauptsächlich an dem Hormon Melatonin. Das über die Ganglienzellen aufgenommene, blaue Licht hemmt die Produktion von Melatonin. Am Morgen lässt uns das erst richtig wach werden und Cortisol kann seine volle Wirkung entfalten.

Am Abend wenn das Licht in der Natur schwächer und gelblicher wird, verzögert helles, künstliches Licht die Melatoninproduktion. Die Folge: Wir bleiben zunächst fitter und konzentrierter. Gleichzeitig kommt aber auch die innere Uhr aus dem Takt. Wir können nicht einschlafen, schlafen weniger tief und sind am nächsten Tag unausgeruht. 

Am Arbeitsplatz kann blaues Licht also gezielt eingesetzt werden, um die Konzentration zu erhöhen. Am Abend hilft dagegen gelblicheres Licht, um langsam zur Ruhe zu kommen.

Weitere Aspekte einer biologisch wirksamen Arbeitsplatzbeleuchtung

Dynamik des Lichts

Wo immer möglich, sollte natürliches Licht für die Arbeitsplatzbeleuchtung genutzt werden. Künstliches Licht kann dieses ergänzen. Dynamisches Licht kann in diesem Zusammenspiel zweierlei leisten. Es kann die Stärke der künstlichen Beleuchtung automatisch auf die Helligkeit des Tageslichts abstimmen und damit Energie einsparen. Im Sinne der biologischen Wirksamkeit des Lichts kann neben der Helligkeit auch die Lichtfarbe im Verlauf des Tages gesteuert / verändert werden.

Wechselwirkung von Raum- und Lichtfarben

Helligkeit und Wirkung des Lichts werden maßgeblich durch die Farben der Arbeitsumgebung und deren Lichtreflektion beeinflusst. Insbesondere wenn indirekte Methoden der Beleuchtung eingesetzt werden, sollten Decken und obere Wandbereiche deshalb möglichst hell und farbneutral gehalten werden. Nur so ist eine ausreichende Reflektion des blauen Lichtspektrums möglich.

Zusammenfassung

Die wichtigsten Aspekte einer biologisch wirksamen Arbeitsplatzbeleuchtung sind:

• Beleuchtungsstärke
• Flächigkeit des Lichts
• Lichtrichtung
• Farbtemperatur des Lichts
• Dynamik des Lichts

Dieser Artikel wurde im Wesentlichen auf Basis der Expertenbeiträge in „licht.wissen 19 – Wirkung des Lichts auf den Menschen“ zusammengestellt. Interessierten sei diese Publikation zur Vertiefung des Themas empfohlen. (Freier Download auf www.licht.de)

Als weitere Quellen wurden unter anderem folgende Beiträge unter www.wikipedia.de verwendet: „Licht“ und „Netzhaut“ (Stand 4. Mai 2011)

Themen dieser Seite:

• Wahrnehmung des Lichts
  
  
• Farben des Lichts
  
  
• Wirkung des Lichts
  
  
• Weitere Aspekte einer biologisch
  wirksamen Arbeitsplatzbeleuchtung
  
  
• Zusammenfassung