Von Farbtemperatur zur Lichtfarbe
Für den Menschen ist immer die, von der Sonne und dem Himmel vorgegeben Lichtfarbe, die richtige. Spezielle Zellen auf unserer Netzhaut im Auge registrieren die Intensität und Farbtemperatur und takten die innere Uhr entsprechend. Für ein aktives und erfülltes Leben ist auch die Tageslichtdynamik notwendig. Je weiter sich unser Standort vom Äquator nach Norden entfernt, um so größer wird die jahrszeitliche Schwankung der Tageslänge. So besteht am Äquator nur eine Schwankung von wenigen Minuten, nördlich des Polarkreises ist die jahreszeitliche Schwankung zwischen Polarnacht und Mitternachtssonne hingegen 24 Stunden. Der menschliche Körper hat damit eine große Aufgabe zu bewerkstelligen. Schließlich kann der Mensch nur dann erfolgreich sein, wenn sich eine nächtliche Schlafphase mit einer Aktivitätsphase tagsüber abwechselt. Diese Synchronisation an die natürlichen Lichtverhältnisse findet fortlaufend statt und resultiert in einer entsprechenden Hormonausschüttung im Körper.
Die Wiege der Menschheit liegt in Afrika, somit sind der jahreszeitlichen Anpassung naturgemäß Grenzen gesetzt. An Polarnacht und Mitternachtssonne kann sich der menschliche Körper nicht anpassen. Wir benötigen während der Polarnacht künstliche Beleuchtung, während der Mitternachtssonne eine Abdunklung. Selbst im Mitteleuropa ist speziell im Frühjahr die starke Tageslängenzunahme für die Menschen anstrengend und ist uns als Frühjahrsmüdigkeit bekannt. Die Abdunkelung im Sommer während der Nacht und die künstliche Beleuchtung tagsüber sind so zu wählen, dass sich unser Synchronisationssystem gut daran anpassen kann. Eine moderate Tageslänge von 10 Stunden im Winter und 14 Stunden im Sommer, plus jeweils ca. 40 Minuten Dämmerung stellt unser Synchronisationssystem vor keine große Aufgabe. Diese moderate jahreszeitliche Tageslängenschwankung ist empfehlenswert für Menschen, die die meiste Zeit in Innenräumen verbringen. In Krankenhäusern hilft ein derart eingestellter Tageslichtverlauf den Patienten bei einer raschen Genesung. Bewohner von Altersheimen ermöglicht er eine möglichst aktive Tagesgestaltung. Mit der Tageslänge verändert sich auch laufend die Lichtfarbe. Die Bandbreite reicht während der Dämmerung von superkaltweißen 30000 K bis zu warmweißen 3000 K zum Sonnenuntergang. In der Farbtemperatur noch wärmer sind das Lagerfeuer, Kerzen und die uns noch gut bekannten Glühlampen.
All die bisher erwähnten Lichtquellen haben Farborte, die sich auf der Black Body Line (BBL) befinden. Diese kaltweißen bis warmweißen Farbtemperaturen sind reinweiß, haben also keine Farbbeimischung, die grünlich, gelblich oder rosa wirkt. Farbbeimischungen sind von künstlichen Lichtquellen wie Leuchtstofflampen, Halogenmetalldampflampen und LEDs bekannt, wirken unschön und sind möglichst zu vermeiden.
Schon bei der Auswahl der LEDs ist auf eine Sortierung zu achten, die sich möglichst auf der BBL befinden soll. Ferner sollen die LEDs einer Leuchte Farborte haben, die möglichst nahe aneinanderliegen, um eben keine Farbbeimischung erkennen zu können. Für Flächenleuchten verwendet XAL eine 3 SDCM Sortierung (Standard Deviation of Color Matching). Die LEDs liegen innerhalb einer 3-Step Ellipse. Die vielen LEDs mischen sich zu einem Farbort. Somit sind nahezu keine Unterschiede zwischen einzelnen Flächenleuchten erkennbar. Für Einzelspots müssen die Farborte noch näher aneinader liegen, um keine Farbunterschiede aufzuweisen. Hier kommt die Sortierung 2 SDCM zum Einsatz.
Die Farbtemperaturen werden bis 3300 K als warmweiß bezeichnet. Von 3300 K bis 5300 K spricht man von neutralweiß, Farbtemperaturen über 5300 K bezeichnet man als kaltweiß.
Lichtfarbe im Office
Um die Synchronisation der inneren Uhr zu unterstützen, benötigen wir vormittags für mindestens 4 Stunden eine zylindrische Beleuchtungsstärke auf Augenhöhe von 250 MEDI Lux (Melanopic equvalent Daylight Intensity). Das entspricht ~ 370 Lux bei einem melanopischen Wirkfaktor von MR=0,75. Je kälter die Farbtemperatur, umso höher fällt der melanopische Wirkfaktor aus. Beispielweise lassen sich die notwendigen 250 MEDI mit XPECTRUM in 5000 K schon mit 300 lx, mit MR=0,93 erreichen. Ein Untersuchung der TU Darmstadt hat eine deutliche Präferenz in Innenräumen für die Farbtemperatur 4900 K ergeben. Trotz des höheren melanopischen Wirkfaktors sollten keine kälteren Farbtemperaturen als 5500 K für längere Zeit angeboten werden. In der technischen Spezifikation für biologische Lichtwirkung, der DIN T/S 67600 steht, dass ein MEDI Wert von 250 lx über mehrere Stunden, bevorzugt am Vormittag, für einen 32 Jährigen eine ausreichende Synchronisation sicherstellt.
Obwohl eine Tageslichtdynamik deutliche Vorteile für die Leistungsfähigkeit der Nutzer und somit auch für die Arbeitgeber hat, wird für Büros meist die konstante Lichtfarbe 4000 K verwendet. Bei starren Arbeitszeiten, wie bei Behörden oder in der Verwaltung, kann 4000 K eine moderat gute Lösung sein. In allen anderen Fällen ist eine Tageslichtdynamik mit 2700 K bis 5000 K zu bevorzugen.
Lichtfarbe im Retail-Bereich
Shopbetreiber wollen mit Licht ihre Ware so präsentieren, dass der Kunde das Gefühl hat, einen guten Gegenwert für den angeschriebenen Preis zu bekommen. Je nach Warengruppe ist somit eine spezifische Lichtfarbe notwendig. Im Lebensmittelhandel ist die Spezialisierung am größten. Eigene Lichtfarben für Wurstwaren, Frischfleisch, Käse und Gebäck stehen zur Auswahl. Bei Frischfisch wird zwischen weißem und rotem Fisch unterschieden. Im XAL Katalog werden diese Spezial-Lichtfarben mit "gourmet", "fresh" und "pastry" bezeichnet.
Im Supermarkt wird für verpackte Ware aller Art meistens 3000 K gewählt. Eine gute Mischung aus blauen und roten Wellenlängen lassen die Verpackungen bunt und die im Sichtfenster befindliche Ware frisch wirken. Technische Ware, beispielsweise im Elektronikhandel, wird üblicherweise mit 4000 K ausgeleuchtet. Bei Schmuck unterscheidet man zwischen 2700 K für Gold mit rötlichenbernsteinfärbigen Steinen und 6500 K für silberfärbig mit Brillanten und bläulichen Steinen. Für eine Mischbestückung ist 3500 K eine gute Lösung.
Auch für Business Mode wird gerne 3500-4000 K gewählt, so können weiße Textilien und gedeckte Stofftöne wertig dargestellt werden. Überwiegt der Schwarz-Weiß Kontrast bietet sich die warenspezifische Lichtfarbe „brilliant white“ an. Weiße Stoffe wirken damit blütenweiß, schwarze Stoffe erscheinen tiefschwarz. Die Lichtfarbe „brilliant white“ hat zusätzlich violette Wellenlängen. Neben der sehr guten Farbwiedergabe sticht „brilliant white“" vor allen mit der hervorragenden Weiß-Wiedergabe hervor. Nuancen von weißen Textilien oder Papiersorten können unter Brilliant-Beleuchtung unterschieden werden. Für überwiegend farbige Casual-Mode empfiehlt sich die Lichtfarbe „vogue“, deren Farbtemperatur bei 3250 K liegt. So werden Farben besonders kräftig und weiße Stoffe leuchtend weiß wiedergegeben.
Die Stärke der Lichtfarbe „gallery“ liegt hingegen im gelbroten Bereich. Warme Farbtöne erreichen mit „gallery“ eine unvergleichliche Farbsättigung mit dem kleinen Nachteil, dass weiße Flächen leicht gelblich wirken.
Lichtfarbe für Zuhause
Ebenso viel Zeit wie im Büro verbringen wir Zuhause, jedoch hauptsächlich zu den Tagesrandzeiten. Für den ersten und auch letzten Blick des Tages, beispielsweise in den Spiegel im Bad, sollte die Lichtfarbe sehr warmweiß sein. Zum morgendlichen Schminken bietet sich jedoch schon eine neutralweiße Farbtemperatur an. In der Küche ist die empfehlenswerte Farbtemperatur 3000 K, Lebensmittel werden so farbig-frisch dargestellt. Zum Abendessen darf die Farbtemperatur bei 2700 K liegen. Beim anschließenden Entspannen kann die Lichtfarbe auf sehr warmweiß 2000 K sinken. Eine Smarthome Lichtsteuerung ist noch nicht sehr verbreitet. Aber auch schon mit einem Mix aus mehreren Leuchten, die anlassbezogen geschaltet werden, lässt sich eine tageszeitlich entsprechende und angenehme Atmosphäre erreichen. Kombiniert mit einigen Tuneable white und Colour Warm Dimming Leuchten realisiert man vom Bad bis zur Sitzecke, eine Wohlfühlstimmung. Eine genaue Analyse der zu beleuchtenden Situation und die Wahl der passenden Lichtfarbe ist somit für eine erfolgreiche Beleuchtung ausschlaggebend.