HCL-Lösungen für den Bio-Rhythmus

Passendes Licht für jede Schicht

11. Juni 2019

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Nachtarbeit ist per se eine Belastung für den Körper. Dabei spielt auch das Licht eine Rolle. Durch die richtige spektrale Zusammensetzung lassen sich die Belastungen bei der Schichtarbeit minimieren ohne die normativ geforderte Lichtqualität zu beeinträchtigen.

Mit einer HCL-Lichtlösung für Industriehallen kann der biologische Rhythmus unterstützt werden, indem die Begleiterscheinungen von künstlicher Beleuchtung während der Nachtschicht minimiert werden; Quelle: Trilux

Mit einer HCL-Lichtlösung für Industriehallen kann der biologische Rhythmus unterstützt werden, indem die Begleiterscheinungen von künstlicher Beleuchtung während der Nachtschicht minimiert werden; Quelle: Trilux

In vielen Bereichen der Industrie wird im klassischen rotierenden Drei-Schichtbetrieb gearbeitet. Das ist aus zahlreichen Gründen notwendig und sinnvoll – stellt aber für den Körper auf Dauer eine Belastung dar.

Wie und in welchem Ausmaß die Nachtarbeit den Körper belastet, wird bereits seit Jahren intensiv und kontrovers diskutiert. Einigkeit besteht unter den Wissenschaftlern darin, dass künstliches Licht während der Nachtstunden verschiedene physiologische Prozesse beeinflusst.

Wie Licht den Bio-Rhythmus beeinflusst

Licht, das über die Augen aufgenommen wird, ist nicht nur die Grundvoraussetzung für eine optische Orientierung. Es ist auch ein wichtiges Signal, das den biologischen Rhythmus – insbesondere den natürlichen Schlaf-Wach-Rhythmus – steuert. Während der Dunkelheit bildet sich das Schlafhormon Melatonin im Körper – der Mensch wird müde. Licht dagegen kann die Bildung von Melatonin hemmen, so dass der Mensch tagsüber wach ist. Entscheidend für die Unterdrückung der Melatonin-Produktion ist die spektrale Zusammensetzung des Lichts. Die Wellenlängen des natürlichen Sonnenlichts reichen im sichtbaren Bereich von 380 nm bis 780 nm.

Untersuchungen haben gezeigt, dass die Melatoninproduktion insbesondere durch den Blauanteil im Licht gehemmt wird, also Licht im kurzwelligen Spektralbereich mit einer Wellenlänge zwischen ca. 420 und 540 nm. Wellenlängen aus dem rötlichen Spektrum ab 600 nm haben dagegen kaum einen hemmenden Einfluss auf die Melatoninproduktion. Dieser Umstand lässt sich gezielt nutzen, um eventuelle Belastungen durch die Beleuchtung während der Nachtschicht zu minimieren – durch eine Reduzierung der biologisch wirksamen spektralen Anteile im Licht während der Nacht.

Der Mensch im Mittelpunkt

Durch das Zusammenspiel der Leuchten mit dem Lichtmanagementsystem und der individuellen Lichtberatung wird die Beleuchtung intelligent und flexibel; Quelle: Trilux

Durch das Zusammenspiel der Leuchten mit dem Lichtmanagementsystem und der Lichtberatung wird die Beleuchtung intelligent und flexibel; Quelle: Trilux

Bei einer so genannten Human Centric Lighting (HCL)-Lichtlösung steht der Mensch mit seinen individuellen Bedürfnissen im Mittelpunkt. »Mit dem ‚E-Line‘-Lichtband haben wir seit über 25 Jahren eine extrem leistungsfähige und hochflexible Lösung zur industriellen Hallenbeleuchtung im Portfolio, die wir kontinuierlich weiterentwickeln und an neue Anforderungen im Markt anpassen. Durch das Zusammenspiel der neuen ‚E-Line Next LED Active‘-Leuchten mit dem Livelink-Lichtmanagementsystem wird die Beleuchtung intelligent und flexibel«, erklärt Dr. Raphael Kirsch, Leiter Lichtanwendungen bei Trilux.

»Die Lichtbänder lassen sich über das Livelink-Lichtmanagementsystem ansteuern und können die spektrale Zusammensetzung des Lichts individuell variieren, z. B. abhängig von der Tageszeit oder dem vorhandenen Resttageslicht. Dabei erfüllt das Licht alle normativen Vorgaben – und reduziert gleichzeitig die Belastungen durch den Blaulicht-Anteil während der Nachtschicht auf ein Minimum«, so Dr. Kirsch weiter.

Auch den Tagesschichten bietet die HCL-Lösung von Trilux einen Mehrwert. Denn im Tagesverlauf verändert sich die spektrale Zusammensetzung des natürlichen Sonnenlichts. Mittags besitzt es einen höheren Blaulicht-Anteil, kurz vor dem Sonnenuntergang dagegen nehmen die Rotlicht-Anteile zu. Durch das Arbeiten in geschlossenen Räumen fehlen dem Körper tagsüber diese wichtigen Impulse. »Unsere Active-Leuchten in Verbindung mit intelligentem Lichtmanagement verändern die spektrale Zusammensetzung des Lichts analog zum natürlichen Tageslicht – und bringen den Menschen so das Tageslicht in die Räume«, beschreibt Dr. Kirsch.

Noch keine normativen Vorgaben

»E-Line Next« LED sind HCL-fähig, um in der Schichtarbeit das Wohlbefinden der Mitarbeiter zu unterstützen; Quelle: Trilux

»E-Line Next« LED sind HCL-fähig, um in der Schichtarbeit das Wohlbefinden der Mitarbeiter zu unterstützen; Quelle: Trilux

Grundsätzlich muss eine industrielle Beleuchtungslösung alle normativen Vorgaben erfüllen und so optimale Arbeitsbedingungen für die Angestellten schaffen sowie höchste Arbeitssicherheit gewähren. Dabei steht bislang primär die optische Orientierung durch Licht im Fokus, etwa die Beleuchtungsstärke und Blendung. Für die spektrale Zusammensetzung des Lichts bzw. der Lichtfarbe gibt es dagegen bislang keine verbindliche Norm.

Das Thema ist jedoch in den verschiedenen normativen Institutionen in Diskussion. So hat das europäische Standardisierungskomitee CEN 2017 erstmals einen technischen Report veröffentlicht, der einen Referenzwert für die biologische Wirksamkeit einer Lichtquelle definiert (CEN/TR 16791:2017). Darüber hinaus gibt es z. B. ein Positionspapier der Kommission Arbeitsschutz und Normung KAN zum Thema künstliche, biologisch wirksame Beleuchtung sowie einen Fachbericht »Biologisch wirksame Beleuchtung – Planungsempfehlungen« des Deutschen Instituts für Normung DIN (DIN SPEC 67600:2013-04).

Somit steigt aktuell das Bewusstsein für die biologische Wirkung des Lichts in Wirtschaft und Wissenschaft sowie in der Politik und Gesellschaft – wodurch sich entsprechende Vorgaben oder Richtlinien in Zukunft nicht ausschließen lassen. Deshalb sollten sich Unternehmen vor einer Neuplanung oder der Sanierung einer Bestandsanlage unbedingt über das Thema HCL und die aktuellen Möglichkeiten bei der Industriebeleuchtung informieren.

Der Aufwand dafür ist häufig deutlich geringer als erwartet. So lassen sich z.B. »E-Line«-Bestandsanlagen werkzeuglos innerhalb kürzester Zeit durch einen einfachen Austausch der LED-Module auf HCL umrüsten, sofern bereits Dali-Steuerleitungen vorhanden sind. Und auch die Neuinstallation einer HCL-Anlage unterscheidet sich vom Aufwand her nur unwesentlich von der einer herkömmlichen Beleuchtungslösung.

Beratung, Produkt, Steuerung

Die Möglichkeiten, die eine HCL-Lösung bietet, sind vielseitig und hängen stark von den individuellen Rahmenbedingungen vor Ort sowie den Vorstellungen und Wünschen der Nutzer ab. Eine HCL-Lösung für ein Bürogebäude mit flexiblen Arbeitszonen unterscheidet sich elementar von einem HCL-System für den industriellen Schichtbetrieb. Und auch dort gibt es immense Unterschiede, die sich z.B. auf die Auswahl der Produkte und der Steuerprotokolle auswirken. So muss die Beleuchtungsanlage beim Stahlabstich anderen Kriterien genügen, als in der Lebensmittelproduktion oder in der Halbleiterfertigung.

»Zu einer erfolgreichen HCL-Lösung gehört das Zusammenspiel aus Beratung, Produkt und Steuerung«, erläutert Dr. Raphael Kirsch den Prozess. In einem Beratungsgespräch werden die individuellen Anforderungen an das System definiert, maßgeschneidert auf das Unternehmen und die Branche. Durch die Variantenvielfalt der HCL-fähigen »E-Line Next«-LED bietet Trilux die passgenaue Lösung für nahezu jeden Anwendungsbereich in der Industrie. Gesteuert werden die Leuchten über das Livelink-Lichtmanagementsystem. Kunden haben dabei die Möglichkeit, bereits vordefinierte Steuerkurven zu nutzen, etwa für den circadianen Tageslichtverlauf. Alternativ lassen sich individuelle Kurven innerhalb gewisser Rahmenbedingungen auch mühelos selbst definieren.

»Am Ende halten die Kunden eine maßgeschneiderte HCL-Beleuchtungslösung in der Hand, die ihnen alle Freiheiten für die Zukunft bietet, da sich sämtliche Beleuchtungsparameter jederzeit individuell regulieren lassen«, so Kirsch. Darüber hinaus legt das vernetzte Beleuchtungssystem den Grundstein für weiterführende digitale Anwendungen – etwa Analyse- und Reporting-Funktionen wie Predictive Maintenance oder Energy Monitoring.

Zukunftssicher mit HCL

Das Bewusstsein dafür, dass Licht – abhängig von der spektralen Zusammensetzung – eine biologische Wirkung besitzt, nimmt kontinuierlich zu. Bereits heute lassen sich gesundheitliche Belastungen im Arbeitsalltag durch die Wahl der richtigen Beleuchtungslösung minimieren. Mit einer HCL-Lösung für Industriehallen kann die Beleuchtung z. B. so reguliert werden, dass sie sich tagsüber am natürlichen Sonnenlicht orientiert – und so den biologischen Rhythmus stabilisiert.

Während der Nachtschicht lassen sich die störenden Effekte auf den biologischen Rhythmus durch einen möglichst geringen Blaulicht-Anteil im Rahmen normativer Vorgaben minimieren. Damit leisten HCL-Lösungen einen wichtigen Beitrag zu optimalen Sehbedingungen und berücksichtigen gleichzeitig den aktuellen Wissensstand zur biologischen Wirkung des Lichts.

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