Bildschirme, Fernseher, Beleuchtung | Baubiologie und Umweltmesstechnik

Haben Sie häufig gereizte Augen, Kopfschmerzen und Konzentrationsprobleme beim Arbeiten an Bildschirmen und bei Beleuchtung in Räumen?

Bildschirme, Fernseher, Beleuchtung

Bildschirme, Fernseher, Beleuchtung: Haben Sie häufig gereizte Augen, Kopfschmerzen und Konzentrationsprobleme beim Arbeiten an Bildschirmen und bei Beleuchtung in Räumen? Gepulste Bildschirme und Beleuchtungen sowie unnatürliche Lichtfarben sind häufig die Verursacher solcher Stress-Auswirkungen.

Natürliches Licht

Unser natürliches Sonnenlicht hat eine relativ homogene Verteilung des Farbspektrums. Am wolkenfreien Himmel beeinflusst lediglich die Lufthülle unserer Erde das Licht bis zur Erdoberfläche. Ist der Himmel bedeckt, befinden sich zusätzlich große Mengen kleinster Wassertropfen auf dem Weg des Lichts bis zum Boden. Je mehr Materie sich auf dem Weg des Lichts befindet, desto stärker ist die Dämpfung und Filterung. Kurzwelliges Licht (UV/Ultraviolettes-Licht) wird dabei stärker gefiltert als langwelliges Licht (IR/Infrarotes-Licht oder Wärmestrahlung genannt).

Aus diesem Grund ist zum Beispiel in alpinen Höhen bei klarer Luft der UV-Anteil extrem hoch und die Sonnenbrand-Gefahr entsprechend groß. Nicht nur die Haut, sondern auch die Retina und Hornhaut des Auges sind extrem gefährdet. Die Helligkeit des Sonnenlichts verändert sich in der normalen Umwelt langsam. Wolken bewegen sich und erzeugen langsam bewegende Schatten, im Wind bewegte Blätter erzeugen entsprechende Schatten und auch der Lidschlag des Auges unterbricht unsere Helligkeitswahrnehmung eher selten.

Eine zügige Autofahrt hingegen entlang einer Baumreihe, die sich zwischen dem Betrachter und der Sonne befindet, erzeugt einen schnelleren Hell-Dunkel Wechsel. Wer empfindet das nicht als extrem unangenehm und irritierend? Hier bereits beginnt die Skala von unnatürlich gepulstem Licht an.

Technisches Licht?

Leuchtstofflampen produzieren hohe Anteile von UV-Licht. Zudem ist das Gasplasma direkt mit der Netzfrequenz von 50 Hertz gespeist. Dadurch erzeugt diese Beleuchtungsquelle einen einhundertmaligen Wechsel von Hell auf Dunkel und umgekehrt pro Sekunde. Dabei ist die Modulationstiefe etwa 80% . (100% wäre komplett Ein/Aus – 0% wäre gar kein Lichtflimmern.) Das Lichtspektrum ist nicht homogen und zeigt je nach charakterisierter Lichtfarbe des Herstellers z.B. je schmale Bereiche von blauem, grünem und rotem Licht.

Etwa 80% aller LED-Leuchtelemente erzeugen gepulstes Licht bis zu mehreren 1000 Hertz. Ebenfalls produziert ein großer Anteil aller Produkte Licht mit starkem UV-Anteil und wenigen schmalen Farb-Bereichen. Hier kann man nicht von homogenem Licht-Spektrum reden.

Jedoch gibt es auch LED-Leuchtelemente, die nicht gepulst (nahezu 0 % Modulation) sind und deren Farbspektrum nahezu homogen ausfällt. Bisher habe ich aber auf Umverpackungen oder in Datenblättern namhafter Hersteller solche Angaben nicht finden können. Zur Selektion „guter“ Produkt-Typen kann man zurzeit nur ein Stück-Muster überprüfen um der Serie zu vertrauen.

Klassische Glühfaden-Leuchtmittel sind auch nicht absolut flimmerfrei. Z.B. eine 230V Halogenglühlampe mit bewährter E27 Glühlampenfassung zeigt noch ein Flimmern von etwa 10 bis 20% . Bei Niedervolt-Halogenlampen (24V oder 12V) liegt der Flimmer-Faktor bei etwa 5% .

Physikalisch betrachtet ist der Flimmer-Faktor eines Glühfadens ein Verhältnis von Glühfadenmasse, Leistung und Wechselspannungs-Frequenz. Werte unter 20% Modulation aber sind meiner Auffassung nach aber zu vernachlässigen.

Das Lichtspektrum aller Glühfadenlampen ist allerdings das Vorbildlichste.

Fernseher und Bildschirme sind heute in der Regel mit LED-Beleuchtungskomponenten ausgestattet. Hier gilt das gleiche Gefahrenpotenzial wie bei LED-Leuchtmitteln. Auch hier gibt es allerdings verwendete Technologien für Fernseher und Bildschirme, die ohne gepulste Helligkeitsansteuerung auskommen. Die Leuchtelemente werden dann mit gesteuerter Gleichspannung versorgt. Manche Hersteller werben damit. Sicherheit zeigt allerdings nur eine Messung.

Auf die spektrale Verteilung insbesondere den Blauanteil hat der Nutzer meist selbst Einfluss. In der Regel kann die Farberscheinung an den Geräten verstellt werden. Auch hier ist eine Messung aussagekräftig.

Biologische Wirkung schädlichen Lichts

Das menschliche Gehirn verarbeitet etwa 14 bis 16 Bilder pro Sekunde. Die photo-chemischen und elektrischen Eigenschaften der Retina (Netzhaut) und der verbundene Sehnerv mit weiteren Nervenbahnen reagieren teilweise schneller auf kurzzeitige Lichtänderungen.

Das bedeutet, wenn höhere Frequenzen von Lichtänderungen auf das Auge treffen reagieren einige Bereiche in der Seh-Kette darauf. Wir nehmen das in der Regel aber nicht direkt wahr. Manche Menschen registrieren bei bestimmter künstlicher Beleuchtung noch ein Flimmern. Das sind Folgen von Interferenzen der oben genannten Frequenz von 14-16 Hertz und der Frequenz des gepulsten Lichts. Der Effekt ist ähnlich wie bei Fernsehfilmen, wo sich die Wagenräder einer Kutsche vermeintlich rückwärts drehen. Gepulstes Licht ist Zellstress pur, führt zu Überreizungen in der Seh-Kette und möglicherweise zu Langzeitfolgen.

Das Lichtspektrum spielt bezüglich Langzeitfolgen eine wichtige Rolle. Der Blauanteil, präziser gesagt der kurz- und langwellige Bereich des ultravioletten Lichtes ist hier hauptsächlich verursachend. Als gefährlich eingestuft ist hier Photoretinitis (Blaulichtgefährdung) genannt. Diese führt bei hoher Intensität und jahrelanger Einwirkzeit möglicherweise zu  photochemischen Schädigungen der Netzhaut.  Photorenititis gilt als Hauptursache für Alters-Erblindung.

Ebenfalls unter anderem durch Blaulicht verursacht ist die altersbedingte Makuladegeneration (AMD). Diese Krankheit führt zu fortschreitendem Sehverlust im zentralen Gesichtsfeld.

Diverse Statistiken aus dem Internet zeigen eine Eintrittswahrscheinlichkeit für AMD für über 65jährige Personen in den Industriestaaten von etwa 18%.

Wie messe ich?

Die spektrale Verteilung der Lichtfarbe (Homogenität) wird mit einem optischen Spektroskop oder elektronischem Spektrometer gemessen. Die Frequenz und die Intensität der Helligkeitsschwankungen eines Leuchtmittels wird mit einem elektronischem Lichtflimmer-Messgerät unter Hinzunahme eines digitalen Oszilloskopes ermittelt.

!! Diese Messungen ersetzen nicht die Arbeitsmedizinische Untersuchung (G37) oder DGUV Richtlinien für Bildschirmarbeitsplätze.