fensterbau/frontale 2012

Licht mit Wirkung

„Ein Haus ist bewohnbar, wenn es voller Licht und Luft ist." (Le Corbusier) Bereits 1923 hat der berühmte Schweizer Architekt und Maler die Wirkung von Licht auf den menschlichen Organismus als unabding­bar erkannt und mit seiner Architektur das Zeitalter der „Moderne" maßgeblich geprägt.


Licht ist nicht gleich Licht

Licht ist ein kleiner Teil der von der Sonne ausgesendeten elektro­magnetischen Strahlung, die für das menschliche Auge sichtbar wird. Bei der Wellenlänge von 380 nm geht unsichtbare ultraviolette Strahlung in sichtbare violette Strahlung über und wechselt kontinuierlich über Blau, Grün, Orange in Rot, wo sie ab 780 nm wieder für den Menschen unsichtbar wird. Beim Durchgang der Sonnenstrahlung durch eine Verglasung wird das Licht in seiner spektralen Verteilung und Intensität verändert. Das durchgelassene Licht besitzt die Fähigkeit, Räume und die Wirkung von Farben zu verändern, ebenso wie es unseren Tagesrhythmus bestimmt. Darauf gründen auch die bisherigen mit der Verglasung verfolgten bautechnischen Ziele. Das bedeutet, das bei 550 nm liegende Maximum des Strahlungsanteils optimal hindurch zu lassen und dadurch das Hellempfinden des Auges positiv anzuregen.

Blaues Licht steuert den Bio-Rhythmus von Lebewesen

Was Le Corbusier noch nicht wusste ist, dass unser circadianes System (von lat. Circa: ungefähr; dia: Tag) nicht von den Wellenlängenbereichen beeinflusst wird, die für maximale Helligkeit im Raum sorgen, sondern nur von den blauwelligen Lichtanteilen. Erst vor dreieinhalb Jahrzehnten gelang mit der Entdeckung des rhetinohypothalamischen Traktes (RHT) der Nachweis, dass es eine direkte Nervenverbindung zwischen der Netzhaut und dem Hypothalamus gibt. An einem Ende der Nervenverbindung sitzen nicht bildgebende NIF-Rezeptoren (NIF: non image forming). Die spektrale Empfindlichkeit dieser Rezeptoren liegt im Bereich von blauwelligem Licht (zwischen 380 und 580 nm) und erreicht das Maximum etwa bei 460 nm. Sie haben die Funktion, Hell-Dunkel-Signale weiter zu leiten. Diese Signale gelangen in den Bereich, der anatomisch als die „biologische Uhr" des Organismus gilt. Die dort eingegangenen Impulse beeinflussen viele vegetative und hormonelle Funktionen im menschlichen Körper und sind daher für den natürlichen Biorhythmus von wesentlicher Bedeutung. Ganz entscheidend wird dadurch auch der Melatonin-Stoffwechsel beeinflusst, der wiederum maßgeblich für den Schlaf-Wach-Rhythmus ist.

„Wir wissen, dass Licht nicht nur direkt einen Einfluss auf unsere innere Uhr hat, sondern, dass es auch eine direkt anregende Wirkung auf das Gehirn hat. Das heißt, innerhalb von Sekunden findet eine Aktivierung statt, die stärkere Wachheit bedeutet, bessere Konzentrationsfähigkeit und Aufmerksamkeit." (Dr. Dieter Kunz, Schlafforscher Charité Berlin, im Manuskript rbb Fernsehen Berlin in Zusammenarbeit mit Fraunhofer-Institut f. Arbeitswirtschaft u. Organisation, Engineering Systeme - Visual Technologies / LightFusion Lab).

„Gutes Licht" in Bezug auf Wohlbefinden und menschliche Gesundheit darf sich daher nicht nur an Farbwiedergabe und Helligkeit orientieren. Fasst man den heutigen Stand der Wissenschaft über die Einflüsse der natürlichen Lichtstrahlung zusammen, kommt man zu folgenden Aussagen (Mark S. Rea, Ph.D. Lighting Research Center, Rensselaer Polytechnic Institute, Troy, NY, USA 12180):

  • Licht kann Winterdepression mildern.
  • Licht kann Dauer, Tiefe sowie Qualität von Schlaf erhöhen.
  • Licht kann den Schlaf-/Wachrhythmus von Alzheimerpatienten regulieren.
  • Licht kann die Leistungsfähigkeit von Nachtschichtarbeitern erhöhen.
  • Licht kann die Gewichtszunahme von Frühgeborenen verbessern.
  • Die Aktivierung des circadianen Systems durch Licht wird durch ein jüngst entdecktes Wahrnehmungssystem des Auges beeinflusst.
  • Licht reguliert den Melatoninspiegel positiv und kann dadurch das Wachstum von Brustkrebs verringern.
  • Licht hat einen direkten Einfluss auf die Hirnrindenaktivität.

Die aufgelisteten Studien stellen nur wenige der wichtigen Forschungsergebnisse dar, die eine Antwort auf die Frage fordern: „Wie stellen wir gesundes Licht in unseren Wohnungen, Schulen und Büros zur Verfügung?"

Die Herausforderung: Niedrige Ug-Werte führen zu geringerer Lichtdurchlässigkeit

Die Entwicklung hin zu immer niedrigeren Ug-Werten fordert Zugeständnisse an den Lichtdurchgang der Verglasung. Dies steht im Widerspruch zu oben genannten Forderungen. Zu wenig Licht und/oder mangelhafte Lichtqualität durch künstliches Licht von Therapieleuchten auszugleichen steht zudem auch im Widerspruch zu dem Ziel, den Energieverbrauch unserer Gebäude zu reduzieren. Derzeit hat ein Zweischeiben-Isolierglas mit Ug = 1,0 W/m²K nach EN 410 eine Lichttransmission tv  von etwa 71%, bezogen auf die Hellempfindlichkeit des menschlichen Auges. Der für den circadianen Rhythmus wichtige Lichtdurchgang liegt bei einer sichtbaren Strahlung von 460 nm (tv,c (460)) bei diesem Isolierglas lediglich nur bei 68%. Ein Dreischeiben-Isolierglas mit herkömmlichen Funktionsschichten erreicht tv = 70%, beziehungsweise tv,c (460) = 66%.

Eine Neuentwicklung zusammen mit Fraunhofer-Institut

Die UNIGLAS GmbH & Co. KG hat sich der Herausforderung gestellt und zusammen mit dem Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC in Würzburg ein innovatives Glas entwickelt, das durch seine besondere Transparenz die bioaktiven blauen Wellenlängen des Lichtes gezielt durchlässt. Mithilfe einer speziellen Beschichtung wird nicht nur eine herausragende Antireflexwirkung erzeugt, die an sich schon deutlich mehr natürliches Licht durch das Fensterglas leitet.

„Vielmehr ist die neue Beschichtung so eingestellt, dass sie die Scheiben für blauwelliges Licht besonders durchlässig macht. Der natürliche Lichteinfall wird damit hinsichtlich seiner biologischen Wirkung verbessert." erläutert Walther Glaubitt vom Fraunhofer ISC, der die Beschichtung mit seinem Team entwickelt hat. Sein Ziel ist, ohne zusätzliche Therapielampen die Lichtverhältnisse in Räumen so zu verbessern, dass sich Menschen so wohl fühlen, als würden sie sich draußen in freier Natur aufhalten. „Einschlägige Studien weisen darauf hin, dass Menschen, die sich lange in geschlossenen Räumen aufhalten - also eigentlich wir alle - unter Einfluss von blauwelligem Licht leistungsfähiger sind, sich fitter fühlen und weniger krank werden. Wie schön, wenn wir mit UNIGLAS® | VITAL dazu beitragen können." Im Fokus stehen dabei nicht nur Verglasungen für Büroräume, sondern auch für Krankenhäuser, Altenheime, Schulen und Kindergärten.

Mit dem neuen UNIGLAS® | VITAL - Wohlfühlglas bringt die UNIGLAS GmbH & Co. KG nun ein Dreifach-Isolierglas auf den Markt, bei dem der spektrale Lichtdurchgang im gesamten Bereich von 380 bis 580 nm signifikant angehoben wird. Der Lichtdurchgang erreicht  bei diesem Glas bei 460 nm bereits 79%.

Keine Einbußen hinsichtlich der thermischen Eigenschaften

Mit dem UNIGLAS® | VITAL - Wohlfühlglas können daher mit Dreifach-Verglasungen etwa die Lichtverhältnisse geschaffen werden, die einer Einfachverglasung entsprechen. Zugeständnisse an den Wärmedurchgangskoeffizienten und den g-Wert werden hierbei nicht gemacht. Der Wärmedurchgangskoeffizient liegt hierbei bei Ug = 0,7 W/m²K. Damit werden auch mit Dreifach-Verglasungen in den Innenräumen deutlich bessere Lichtverhältnisse als mit einer Zweifach-Verglasung (Ug = 1,1 W/m2K) geschaffen.

Pressekontakt:

UNIGLAS GmbH & Co. KG
Yvonne Kuhlmann, Leiterin Marketing & Kommunikation
Robert-Bosch-Straße 10
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