Lichtmessung im Rahmen der HCL-Lichtplanung
Die aktuelle wissenschaftliche Forschung bestätigt, dass die menschliche Netzhaut neben den Zapfen und Stäbchen, die für das Farb- und Nachtsehen verantwortlich sind, auch nicht bildgebende Fotorezeptoren, sogenannte intrinsisch fotosensitive Ganglienzellen (ipRGC) (ipRGCs) aufweist. Diese spielen eine große Rolle in den menschlichen circadianen Rhythmen. Die spektrale Lichtempfindlichkeit des ipRGCs ergibt sich aus dem Fotopigment namens Melanopsin. Während unsere Kegel und Stäbchen eine spektrale Empfindlichkeit haben, die durch die V (λ)- und V '(λ)-Funktionen für photopisches und skotopisches Sehen definiert wird, haben ipRGCs eine eigene "melanopische" spektrale Empfindlichkeit mit Spitzenempfindlichkeit im blauen Spektralbereich von etwa 480 nm.
Moderne Einblicke in die menschliche Chronobiologie in Kombination mit den Möglichkeiten der SSL-Beleuchtung bieten viele neue Chancen zur Verbesserung der Gesundheit und des Wohlbefindens durch geeignete Beleuchtung. Diese werden allgemein als "Human Centric Lighting" (HCL) bezeichnet, aber auch als "circadian lighting", "biodynamische Beleuchtung" oder "biologisch wirksame Beleuchtung".
In seiner Grundform versucht ein HCL-Planer typischerweise, die korrelierte Farbtemperatur (CCT) der Beleuchtung so zu steuern, dass sie natürliches Tageslicht nachahmt. Anspruchsvollere Strategien umfassen zudem die Steuerung der melanopischen Beleuchtungsstärke (CIE TN 003:2015) [1] oder des zirkadianen Stimulus (LRC Rensselaer) [2].
Anforderung an die HCL Messung
Grundvoraussetzung für eine genaue Messung der HCL-Messgrößen ist eine spektrale Charakterisierung der Beleuchtung. Die Messung von "äquivalentem melanopischen Lux" (EML oder melanopische Beleuchtungsstärke), wie sie z. B. vom WELL Building Standard gefordert wird, und die "melanopic daily equivalent illuminance" sind Standardmerkmale unserer spektralen Lichtmessgeräte einschließlich des kostengünstigen spektrale Lichtmessungsgerät MSC15-CS welches beim internationalen WELL Building Institut zugelassen ist.
Works with WELL TM licensed by International WELL Building Institute
HCL befasst sich nicht nur mit der ipRGC-Reaktion auf die Intensität und das Timing von "Blue Light". Stab- und Zapfen-Fotorezeptoren tragen ebenfalls zur menschlichen zirkadianen Phototransduktion bei. Kenntnisse zum Lichtspektrum sind für HCL-Entwickler wichtig. So wurde z.B. nachgewiesen, dass "rotes Licht" die Wachheit erhöht, ohne Melatonin zu unterdrücken.
HCL Messgrößen
Zu Forschungszwecken empfiehlt die CIE (CIE TN 003:2015) [1], alle fünf α-opisch äquivalenten Beleuchtungsstärken für S-Kegel, M-Kegel, I-Kegel, Stäbchen und ipRGCs anzugeben. Dementsprechend werden von dem spektralen Lichtmessgerät BTS256-E und dem Labor-Spektralradiometer BTS2048-VL die nachfolgenden Messwerte angezeigt:
| α-optisch |
| Einheit |
| Ez | Melanopische Beleuchtungsstärke (melanopic illuminance) | z-lx |
| Ee,z | Melanopische Bestrahlungsstärke (melanopic irradiance) | W/m² |
| Ev,mel | Melanopische tageslichtäquivalente Beleuchtungsstärke (melanopic daylight equivalent lluminance) | lx |
| Esc | Cyanopische Beleuchtungsstärke (cyanopic illuminance) | sc-lx |
| Ee,sc | Cyanopische Bestrahlungsstärke (cyanopic irradiance) | W/m² |
| Emc | Chloropische Beleuchtungsstärke (chloropic illuminance) | mc-lx |
| Ee,mc | Chloropische Bestrahlungsstärke (chloropic irradiance) | W/m² |
| Elc | Erythropische Beleuchtungsstärke (erythropic illuminance) | lc-lx |
| Ee,lc | Erythropische Bestrahlungsstärke (erythropic irradiance) | W/m² |
| Er | Rhodopische Beleuchtungsstärke (rhodopic illuminance) | r-lx |
| Ee,r | Rhodopische Bestrahlungsstärke (rhodopic irradiance) | W/m² |