Wirkung von Beleuchtungsstärke und spektraler Verteilung des Lichts auf die Aufmerksamkeit am Tag

Moderne LED- und Lichtmanagementtechnologien sowie wachsendes Wissen über nicht-visuelle Wirkungen von Licht ermöglichen zukünftig, mit dem richtigen Licht zur richtigen Zeit die oft suboptimalen Lernbedingen an Schulen oder Universitäten zu verbessern. Leider herrscht noch kein Konsens, was „richtig“ bedeutet. Unter dem Begriff nicht-visuelle Wirkungen versammeln sich eine Vielzahl an unterschiedlichen Wirkungen: z.B. die Unterdrückung des Hormons Melatonin, die Verbesserung der Aufmerksamkeit oder der Einfluss auf das Wohlbefinden. Die Wirkung von erhöhten Beleuchtungsstärken oder erhöhten kurzwelligen Anteilen in der spektralen Verteilung auf die Melatoninsuppression in der Nacht ist gut belegt. Für die akute Aufmerksamkeit am Tage, Grundvoraussetzung zum Lernen, ist die Studienlage zur Wirkung von Beleuchtungsstärken und spektralen Verteilungen jedoch uneinheitlich. Im Rahmen dieser Dissertation wurden daher drei Untersuchungen zu diesem Thema durchgeführt.Im Laborversuch wurden zwei Beleuchtungsstärken bei jeweils zwei spektralen Verteilungen an jeweils 30 Probanden miteinander verglichen. Es zeigte sich, dass eine erhöhte vertikale Beleuchtungsstärke von 1 000 lx auf Augenhöhe im Vergleich zu einer Standardbeleuchtungsstärke von 200 lx vertikal auf Augenhöhe positiv auf die Aufmerksamkeit wirkt. Ein erhöhter kurzwelliger Anteil in der spektralen Verteilung von 12 000 K unterschied sich bei gleicher Beleuchtungsstärke nicht in der Wirkung von 2 200 K bezüglich der Aufmerksamkeit. Die Interaktion beider Größen deutet darauf hin, dass sich eine hohe Beleuchtungsstärke bei gleichzeitig hohem kurzwelligem Anteil (12 000 K bei 1 000 lx) nachteilig auf die Aufmerksamkeit auswirkt. Dies wurde anhand der kognitiven Tests d2R-Test und Go-NoGo-Test ermittelt. Ein Einfluss der Beleuchtung auf die subjektive Aufmerksamkeit, gemessen mit der Karolinska-Sleepiness-Scale, konnte nicht nachgewiesen werden. Im Feldversuch im Hörsaalkontext wurden weder mit subjektiven noch mit kognitiven Tests Einflüsse der Beleuchtung auf die Aufmerksamkeit beobachtet. Mögliche Erklärungen hierfür sind die weniger extremen Lichtbedingungen (hohe Beleuchtungsstärke: 400 lx vertikal auf Augenhöhe, hoher kurzwelliger Anteil: 9 000 K) als im Labor, stärkerer Einfluss von Störgrößen im Feld, ein langanhaltender Lerneffekt beim monotonen d2R-Test und die Möglichkeit, dass der potenzielle Effekt des Lichts auf die Aufmerksamkeit zu gering für einen Nachweis ist. Andere Einflussgrößen wie berichtete Anstrengung, Nahrungs- und Koffeinzufuhr sowie Krankheit und Schlafprobleme zeigten teilweise eine stärkere Wirkung auf die Aufmerksamkeit als das Licht. Diese Zusammenhänge sollten weiter erforscht werden, um den komplexen Einfluss von Licht auf den Menschen besser zu verstehen. In einem weiteren Laborversuch wurde kein Unterschied in der Wirkung von dynamischer vs. statischer Beleuchtung auf die Aufmerksamkeit gefunden. In allen Versuchen bewerteten die Probanden Lichtszenen mit hohem kurzwelligem Anteil hinsichtlich Akzeptanz schlechter als Lichtszenen mit niedrigem oder mittlerem kurzwelligem Anteil.Diese Arbeit konnte zeigen, dass tendenziell höhere Beleuchtungsstärken von Vorteil für die Aufmerksamkeit tagsüber sind. Da jedoch kein Nachweis in der realen Anwendung im Lernumfeld erbracht wurde, sollten daraus zum jetzigen Zeitpunkt noch keine Planungsempfehlungen abgeleitet werden. Sehr hohe Farbtemperaturen ab 9 000 K sollten nur mit Vorsicht eingesetzt werden, da eine geringere Nutzerakzeptanz zu erwarten ist und sie in Kombination mit hohen Beleuchtungsstärken nachteilig auf die Aufmerksamkeit wirkten.