Planung

Licht 3 | 2022

Projekt Zukunft

Das Klassenzimmer von morgen

Ein Großteil des Lernens geschieht über das Sehen und das (Zu-)Hören. Eine gute Beleuchtung ist daher eine wichtige Voraussetzung für konzentriertes Arbeiten und leistet einen entscheidenden Beitrag, die Aufmerksamkeit der Schüler zu erhöhen. Unterstützen kann man dies darüber hinaus durch den Einsatz von schallabsorbierenden, perforierten Akustikfolien von BARRISOL, welche störenden Nachhall bzw. die tiefen Töne absorbiert. Ein offenzelliger Melaminharzschaumstoff, z. B. BASOTECT, der in das Lichtpanel integriert wird, eliminiert hierbei die Höhen. Störende Geräuschkulissen in Klassenzimmern können so in Verbindung mit anderen Akustikmaßnahmen die Effizienz zusätzlich positiv erhöhen.

Das Ergebnis: Die Schüler lernen in einer gesunden und ruhigen Umgebung. Das Licht wird hier als Schlüssel zur visuellen Wahrnehmung und dem emotionalen Empfinden gesehen, die allgemeine Geräuschkulisse als Störfaktor reduziert und die Atemluft in den Räumen mit speziellen Luftreinigungsgeräten gesäubert, das völlig emissionsfrei arbeitet. Gerade in Zeiten der Pandemie ein zusätzlicher Benefit.

Was bedeutet HCL Reality?

Human Centric Lighting (HCL) stellt die Bedürfnisse des Menschen in den Mittelpunkt ganzheitlicher Lichtplanung. Das Konzept umfasst die visuelle, emotionale und biologische Wirkung des Lichts. Biologisch wirksame Beleuchtung, die dem Tageslicht mit nicht-visueller, melanopischer Lichtwirkung angepasst ist, fördert die Konzentration und Kreativität. Die Beleuchtung kann individuell abgestimmt werden. Des Weiteren ist die Beleuchtungsstärke, Farbtemperatur und Dynamik im Tages- sowie Jahreszeitenverlauf variabel. Erwiesen wurde, dass Licht das Wohlbefinden stärkt und die Konzentrationsfähigkeit und Leistungsbereitschaft fördert. Auch auf das Lernen hat Licht einen positiven Einfluss. Zahlreiche Studien belegen, dass das Tageslicht und angepasste Lichtstimmungen Schüler beim Lernen unterstützen.

Emotionale und biologische Lichtwirkung

Licht kann das emotionale Wohlbefinden sowohl positiv als auch negativ beeinflussen. Lichtplanung muss Architektur und Formalästhetik, sowie weitere psychologische Komponenten berücksichtigen.

Im Tages- sowie im Jahresverlauf wandelt sich das Licht. Biologisch wirksame Beleuchtungsanlagen passen sich daher durch Beleuchtungsstärke, Flächigkeit, Lichtrichtung, Farbtemperatur und Dynamik an.

Beispielsweise sind die »SunLike«-LEDs von Seoul Semiconductor Vollspektrum-LEDs, deren Licht nahezu dem Sonnenlicht entspricht und perfekt auf den Biorhythmus des Menschen abgestimmt ist. Dieses natürliche Lichtspektrum – ohne Blau-Peaks sowie mit geringen UV-Emissionen und sehr hohem Farbwiedergabeindex – wird durch die Kombination aus patentierten LED-Chips und zusätzlichen innovativen Technologien erreicht.

Die Steuerung unseres Tag-Nacht-Rhythmus, der sog. zirkadiane Rhythmus, erfolgt über das Hormon Melatonin. Bisherige LEDs haben einen unnatürlich dominanten Blauanteil und signalisieren dem Körper in der Abendzeit und nachts, dass noch Tag ist. Damit kann es zu einer Melatonin-Produktionsunterdrückung kommen und infolge dessen zu einer negativen Beeinflussung des natürlichen Rhythmus. Dies wiederum kann zu Beeinträchtigungen von physiologischen Prozessen wie dem Stoffwechsel, dem Hormonhaushalt und der Immunabwehr führen. Ferner zeigen die LEDs der »SunLike«-Serie sehr hohe Werte bei der Farbwiedergabe (Color Rendering Index) und Farbqualität (Color Quality Scale). Da alle LEDs das gesamte Farbspektrum – vergleichbar mit dem Sonnenlicht – beinhalten, ist es zum Beispiel möglich, Gold mit all seinen Reflexionen, oder auch einen blassen Hautton korrekt zu beurteilen.

Wie gut der Mensch sieht, hängt von sehr vielen Faktoren ab. Einer davon ist der Anteil von blauem Licht im Spektrum. Denn blaues (kurzwelliges) Licht wird stärker diffus reflektiert als gelbes oder rotes Licht. Das ist auch der Grund, warum der Himmel Blau ist. Auch im Augapfel wird blaues Licht stärker gestreut, was der Mensch als Blendung wahrnimmt. Der unnatürlich hohe Blauanteil im Licht entfällt. Daher führen im Vollspektrum LEDs zu einer kontrastreicheren und allgemein besseren Sehleistung.

PSDM entwickelt eigene PCBs basierend auf der »SunLike«-LED-Technologie. 2019 konnten sie auf der Berliner Schulbaumesse zum ersten Mal den Prototypen einer akustisch wirksamen Deckenleuchte präsentieren, die mit CO²-Sensoren, Bewegungssensoren und einer tageslichtabhängigen Steuerung vorgestellt wurde. Mit diesem Konzept der Leuchte wurde eine Beleuchtungsstärke von über 1.000 lx auf Tischhöhe erreicht. Somit überboten sie die Anforderung der Arbeitsstättenrichtlinie DIN 12464-1 bei weitem. Denn hier sind lediglich mindestens 500 lx am Arbeitsplatz vorgeschrieben. Bei diesen eigenen PCBs wurden zusätzlich blaue LEDs mit einem Spektrum von 475 Nanometer integriert, mit denen man einen angenehmen blauen Taghimmel simulieren kann.

Akustikmanagement mit »AAL3000 HCLR«

Der Prototyp nennt sich heute »AAL3000 HCLR«, eine Flächendecken-Leuchte im minimalistischen Design. Die Akustikleuchte setzt das Konzept der Beleuchtung nach HCL um. Sie vereint gesundes Licht durch moderne Tunable White-LEDs mit einem intelligenten Beitrag zum Akustikmanagement. Tunable White-LEDs und blaue Tageslicht LEDs werden im Tageslichtverlauf nach Human Centric Lighting von 2.700 bis 6.500 Kelvin abgebildet. Durch die Möglichkeit der Aneinanderreihung der »AAL3000 HCLR« in einer Größe von 60 cm x 300 cm (andere Maße auf Anfrage) kann man jeden Raum optimal, z. B. in zwei Reihen, ausleuchten und bei der Bestandssanierung bestehende Kabel von Langfeldleuchten weiterhin nutzen.

Aktuell arbeiten die Lichtplaner von PSDM an einer Simulation des blauen Himmels, der wie eine natürliche »Lichtdusche« die Aufmerksamkeit der Kinder im Klassenzimmer anregen soll. Ergänzt wird diese Idee von einer modularen Einheit, welche aus einer revolutionären Technik zur Luftreinhaltung auf UVA-Basis verbunden, mit Titandioxid beschichteten, porösen Zylindern aus gesinterten Glaskügelchen besteht. Die Hersteller von ARPACK stellen derartige Module her. Diese Luftreinigungstechnologie fand übrigens bereits ihren erfolgreichen Einsatz im Weltraum zur Reinigung und Desinfektion der Atemluft für die Raumfahrt-Crew.

Saubere und sichere Luft ist besonders bei großen Personenansammlungen wichtig. Frische Luft erhöht das Wohlbefinden und schützt Allergiker und Asthmatiker vor Belastungen. Darüber hinaus werden durch Luftreiniger die Belastungen durch Keime, Bakterien und Viren reduziert, was die Ansteckungs- und Erkrankungsgefahr minimiert. Luftreiniger tragen auch dazu bei, nach dem notwendigen Lüften, die Frischluft in Klassen- oder Seminarräumen zu verteilen.