Die spektrale Vermessung von Tageslicht und seine Auswirkung auf die circadian wirksamen Kenngrößen

Das Tageslicht dient dem Menschen unter anderem als Haupttaktgeber zur Synchronisierung und Steuerung verschiedener Körperfunktionen. Evolutionsbedingt ist der menschliche Organismus dabei auf dynamisch abwechselnde spektrale Bestrahlungsstärke während eines 24 Stunden Zyklus angewiesen. Hohe Beleuchtungsstärken sind aus visuell-sinnesphysiologischer Sicht notwendig, da etwa 80 Prozent aller Sinneseindrücke über den Augenapparat vermittelt werden. Zusätzlich wirkt das Tageslicht als Taktgeber für Hormone und Botenstoffe, die biochemische Prozesse im menschlichen Organismus auslösen und zu rhythmischen Zyklen der Körperfunktionen mit unterschiedlichen Periodenlängen führen. Damit hat das Tageslicht die universellste visuelle und nicht-visuelle Wirkung auf den Menschen. Wichtig ist hierbei, dass nicht nur die Quantität des Lichtes, sondern auch die Qualität also die spektrale Zusammensetzung des Lichtes von entscheidender Bedeutung für die nicht-visuelle Wirkung ist. Die Entwicklung künstlicher Innenraumbeleuchtungssysteme hatte in den letzten Jahrzenten hauptsächlich das Ziel, die Quantität also die Lichtausbeute zu erhöhen. Die Qualität des Lichtes wurde zugunsten der Quantität herabgesetzt und beim Systementwurf nicht mitbetrachtet. Bei der Einbeziehung der dynamischen nicht-visuellen Wirkungsweise von künstlichen Beleuchtungssystemen besteht seit 2001 Nachholbedarf. Vorhandene Modelle zur Beschreibung der Hormonsekretion in den photosensitiven Ganglienzellen ermöglichen es, künstliche Beleuchtungssysteme zu entwickeln, die gezielt zur Beeinflussung bestimmter Hormone im Organismus beitragen könnten. Die zukünftige Herausforderung besteht jedoch in der Quantifizierung des Verhältnisses zwischen biologischer Wirksamkeit und visuell-physiologischer Beleuchtung, die idealerweise eine hohe Farbqualität aufweisen sollte. Durch den Einsatz von Sensoren, dynamischer Anpassung der spektralen Bestrahlungsstärke und Verteilung, sollte es ein Ziel sein auf Basis von realen Nutzerdaten ein automatisiertes Beleuchtungssystem zu etablieren. In dieser Untersuchung wird das Spektrum des Tageslichtes über einen kompletten Tag bei verschiedenen Wettersituationen vermessen. Gemessen wird das Tageslicht sowohl im Innen- als auch im Außenbereich bei annähernd gleichem Zeitpunkt. Die gemessenen Tageslicht-Spektren werden auf Basis der veröffentlichten Bewertungsverfahren gemäß DIN SPEC 5031-100, DIN EN 16791 - 2015 und CIE TN 003:2015 ausgewertet und diskutiert. Zukünftig werden nach diesem Schema weitere Tageslicht-Spektren aufbereitet und ausgewertet, um eigens entwickelte Beleuchtungssysteme zu optimieren. Denkbar ist zudem, die Spektren in Kombination mit nutzerbasierten Modellen zu erweitern und in automatisierte Beleuchtungssysteme zu integrieren