Der Begriff Vollspektrum Beleuchtung wird Ihnen sicher schon einmal begegnet sein. Vermutlich in einem Zusammenhang, der von allen psychologischen und gesundheitlichen Vorteilen der Vollspektrumbeleuchtung gehandelt hat. Vollspektrum Lampen sollen vor allem am Arbeitsplatz erheblichen Einfluss auf unsere Stimmung haben, aber stimmt das auch? Der Frage wollen wir auf den Grund gehen.
Was ist Vollspektrum Beleuchtung – Eine Definition
Wenn es um die Erklärung der Vollspektrum-Beleuchtung geht, ist nicht alles genau festgeschrieben und es gibt viele Behauptungen, die noch bewiesen oder widerlegt werden müssen. Unter der Vielzahl der konventionellen Lampen bietet der Markt jedoch auch aktiv Vollspektrumlampen an und fördert diese.
Doch was haben diese Lampen wirklich zu bieten und was ist nur Marketing? Diesen Fragen wollen wir an dieser Stelle klären.
Um das gesamte Konzept der künstlichen Vollspektrum Beleuchtung zu verdeutlichen, sollten wir zunächst das Basiswissen darüber verfeinern, was sichtbares Licht ist und was die natürliche Quelle des Vollspektrum Lichts ist. Dies soll Ihnen helfen, die Auswirkungen der Vollspektrumbeleuchtung zu verstehen.
Die Physik des Lichts verstehen
Licht, wie es vom menschlichen Auge gesehen wird, kann als sichtbare elektromagnetische Strahlung bezeichnet werden. Es ist der Teil des elektromagnetischen Spektrums, der als „sichtbares Licht“ bezeichnet wird. Das elektromagnetische Spektrum ist der Bereich aller möglichen Frequenzen und Wellenlängen der elektromagnetischen Strahlung. So umfasst sie beispielsweise die niedrigsten Energiefrequenzen, wie sie in Radiowellen verwendet werden, sowie Hochenergiefrequenzen, wie sie in Gammastrahlen Verwendung finden.
Das für Menschen sichtbare Lichtspektrum umfasst Wellenlängen von etwa 380-400 nm (Nanometer) bis 700-780 nm. Diese Wellenlängen nehmen wir als verschiedene Farben wahr:
| Farbe | Wellenlängenbereich (nm) | Frequenzbereich (THz) |
|---|---|---|
| Violett | 380-450 | 668-789 |
| Blau | 450-495 | 606-668 |
| Grün | 495-570 | 526-606 |
| Gelb | 570-590 | 508-526 |
| Orange | 590-620 | 484-508 |
| Rot | 620-750 | 400-484 |
Sonnenlicht wird als Vollspektrumlicht bezeichnet, da es den Bereich aller Wellenlängen umfasst, die notwendig sind, um jede Form von Leben auf der Erde zu erhalten. Diese Wellenlängen sind infrarot (über 780 nm), sichtbar (380-780 nm) und ultraviolett (unter 380 nm). Das menschliche Auge ist jedoch nur in der Lage, auf den Bereich des sichtbaren Lichts zu reagieren. Der Rest der Wellenlängen ist für uns physikalisch nicht sichtbar, hat aber dennoch biologische Auswirkungen auf unseren Körper.
Die Geschichte der Vollspektrum Beleuchtung
Seit der industriellen Revolution waren Ingenieure und Experten der Beleuchtungsindustrie bestrebt, eine künstliche Lichtquelle zu entwickeln, welche Licht ähnlich dem Sonnenlicht erzeugen kann, die, wie sie damals dachten, die Arbeitsbedingungen und die Produktivität der Fabrikarbeiter verbessern kann. Der Begriff „Vollspektrumbeleuchtung“ als Bezeichnung für elektrische Lichtquellen wurde etwa in den 1960er Jahren eingeführt, als der Fotobiologe Dr. John Ott die gesundheitlichen Vorteile der Vollspektrum-Beleuchtung hervorhob und behauptete, sie habe die gleiche Wirkung auf Körper und Gesundheit wie das tatsächliche Sonnenlicht.
Für einen modernen Verbraucher ist die Vollspektrum-Kunstbeleuchtung keine Neuheit mehr und wird häufig als Marketingbegriff verwendet, der besagt, dass die Vollspektrum Beleuchtung das natürliche Licht durch eine gleichmäßige spektrale Leistungsverteilung (SPD) imitiert. Die Energieschwankungen von modernen Vollspektrum LEDs sind im Vergleich zu herkömmlichen Halogen-Metalldampflampen und Leuchtstofflampen sehr gering.
Technische Messwerte und Kennzahlen der Lichtqualität
Um die Qualität von Vollspektrum-Beleuchtung objektiv zu beurteilen, werden verschiedene technische Kennzahlen verwendet:
1. Farbwiedergabeindex (CRI – Color Rendering Index)
Der CRI ist ein quantitatives Maß dafür, wie genau eine Lichtquelle die Farben verschiedener Objekte im Vergleich zu einer natürlichen Lichtquelle (wie Sonnenlicht) wiedergibt. Der CRI wird auf einer Skala von 0 bis 100 gemessen, wobei 100 eine perfekte Farbwiedergabe darstellt.
| Lichtquelle | Typischer CRI-Wert | Farbwiedergabequalität |
|---|---|---|
| Natürliches Sonnenlicht | 100 | Perfekt |
| Glühlampen | 95-100 | Ausgezeichnet |
| Halogenlampen | 90-100 | Ausgezeichnet |
| Hochwertige Vollspektrum-LEDs | 90-97 | Sehr gut bis ausgezeichnet |
| Standard-LEDs | 70-85 | Befriedigend bis gut |
| Leuchtstoffröhren | 50-90 | Schlecht bis sehr gut |
| Natriumdampf-Hochdrucklampen | 20-30 | Sehr schlecht |
Vollspektrum-Lampen sollten einen CRI von mindestens 90 aufweisen, um ihrem Namen gerecht zu werden.
2. Farbtemperatur (CCT – Correlated Color Temperature)
Die Farbtemperatur wird in Kelvin (K) gemessen und beschreibt die scheinbare Wärme oder Kälte des von einer Lichtquelle ausgestrahlten Lichts.
| Farbtemperatur (K) | Lichtcharakter | Beispiel |
|---|---|---|
| 1.000-2.000 K | Sehr warmes, rötliches Licht | Kerzenlicht |
| 2.700-3.300 K | Warmes, gelbliches Licht | Glühlampe, Sonnenauf-/untergang |
| 3.300-5.300 K | Neutrales, weißes Licht | Morgensonne |
| 5.300-6.500 K | Kühles, bläuliches Licht | Mittagssonne |
| 6.500-10.000 K | Sehr kühles, stark bläuliches Licht | Bewölkter Himmel, blaue Stunde |
Vollspektrum-Lampen liegen typischerweise im Bereich von 5.000-6.500 K, um dem natürlichen Mittagslicht nahezukommen.
3. TM-30 (IES TM-30-18)
TM-30 ist ein neueres und umfassenderes System zur Bewertung der Farbwiedergabe, das vom Illuminating Engineering Society (IES) entwickelt wurde. Es verwendet 99 Farbproben (im Vergleich zu nur 8 beim herkömmlichen CRI) und liefert zwei Hauptmesswerte:
- Rf (Fidelity Index): Misst, wie genau eine Lichtquelle Farben im Vergleich zu einer Referenzlichtquelle wiedergibt. Skala von 0-100.
- Rg (Gamut Index): Misst, ob Farben unter der getesteten Lichtquelle gesättigter oder weniger gesättigt erscheinen als unter der Referenzlichtquelle. Werte unter 100 deuten auf eine geringere Farbsättigung hin, Werte über 100 auf eine höhere.
Vollspektrum-Lampen sollten einen Rf-Wert von mindestens 90 und einen Rg-Wert zwischen 95 und 105 aufweisen.
Arten von Vollspektrum-Lampen
Vollspektrum-Lampen werden hergestellt, um das volle elektromagnetische Spektrum des Lichts zu emulieren, welches dem natürlichen Mittagslicht sehr ähnlich ist. Heutzutage gibt es Vollspektrum-Lampen in einer Vielzahl von Leistungen, Spannungen, Größen, Oberflächen und Basistypen. Die Funktion einer Vollspektrum Beleuchtung hängt weitgehend mit der Art der Lampe zusammen, die zur Erzeugung des Lichts verwendet wird, weshalb es schwierig ist, eine feste Definition für die Vollspektrumbeleuchtung zu liefern. Generell lassen sich diese jedoch in drei Kategorien aufteilen:
1. Glühlampen
Vollspektrum-Glühlampen verwenden ein Neodym-Glasgehäuse, um einige der dominanteren „warmen“ Farben herauszufiltern. Diese Lampen erscheinen beim Ausschalten violett. Sie erzeugen eine Farbtemperatur von etwa 3.700-5.000 K und weisen einen CRI von 90-95 auf.
Technische Daten typischer Vollspektrum-Glühlampen:
- Leistungsaufnahme: 40-100 Watt
- Lichtausbeute: 12-17 Lumen/Watt
- Lebensdauer: 1.000-2.000 Stunden
- Energieeffizienzklasse: D-E (nach EU-Standard)
Aufgrund der EU-Verordnung 2019/2020 werden Glühlampen wegen ihrer geringen Energieeffizienz kaum noch produziert und verkauft.
2. Leuchtstofflampen
Die Vollspektrum-Leuchtstoffbeleuchtung basiert auf einer Kombination von Phosphoren, um größere Bereiche der Kelvin-Farbtemperaturskala zu erreichen. Sie erscheinen viel „weißer“ und dem Tageslicht scheinbar näher als herkömmliche Leuchtstofflampen. Im ausgeschalteten Zustand sehen die Lampen weiß aus und unterscheiden sich nicht allzu sehr von typischen Leuchtstoffröhren. Außerdem sind sie so konzipiert, dass sie Farben genauer darstellen; ihr Color Rendering Index (CRI) liegt hauptsächlich innerhalb der Skala von moderat bis hoch.
Technische Daten typischer Vollspektrum-Leuchtstofflampen:
- Leistungsaufnahme: 13-80 Watt
- Lichtausbeute: 60-80 Lumen/Watt
- Farbtemperatur: 5.000-6.500 K
- CRI: 85-95
- Lebensdauer: 10.000-20.000 Stunden
- Energieeffizienzklasse: A-B (nach EU-Standard)
- Enthält geringe Mengen Quecksilber (1-5 mg)
3. Vollspektrum LEDs
LED-Technologie hat in den letzten Jahren enorme Fortschritte gemacht und bietet heute die energieeffizienteste Option für Vollspektrum-Beleuchtung. Moderne Vollspektrum-LEDs werden durch die Kombination verschiedener Dioden mit unterschiedlichen Wellenlängen hergestellt, um ein breiteres Spektrum zu erzeugen.
Technische Daten typischer Vollspektrum-LEDs:
- Leistungsaufnahme: 5-30 Watt
- Lichtausbeute: 80-120 Lumen/Watt
- Farbtemperatur: 4.900-6.500 K
- CRI: 90-97
- Rf-Wert (TM-30): 90-95
- Rg-Wert (TM-30): 95-102
- Lebensdauer: 25.000-50.000 Stunden
- Energieeffizienzklasse: A++ bis A+++ (nach EU-Standard)
- Spektrale Verteilung: Relativ gleichmäßige Energieverteilung über das sichtbare Spektrum mit geringen Spitzen
- Flimmerindex: < 5% (im Vergleich zu bis zu 30% bei herkömmlichen LEDs)
Die Vorteile von Vollspektrum Beleuchtung
Da Vollspektrumlampen im Allgemeinen mehr kosten als herkömmliche Lampentypen, fragen Sie sich vielleicht, wieso sich diese Investition lohnen sollte. Hier sind einiger der Vorteile, die Vollspektrum Beleuchtung mit sich bringt:
- Verbessert die Farbwahrnehmung: Mit einem CRI von 90+ werden Farben deutlich naturgetreuer dargestellt.
- Verbessert die visuelle Klarheit: Ein breiteres Spektrum ermöglicht eine bessere Wahrnehmung von Kontrasten und Details.
- Verbessert die Vitamin-D-Synthese im Körper: Einige Vollspektrum-Lampen mit kontrolliertem UV-Anteil können die Vitamin-D-Produktion unterstützen.
- Verbessert die Stimmung: Licht mit höherer Farbtemperatur (5.000-6.500 K) kann die Produktion von Serotonin fördern.
- Verbessert die Produktivität: Studien zeigen eine Steigerung der Produktivität von bis zu 15% bei optimaler Beleuchtung.
- Verbessert das Pflanzenwachstum: Vollspektrum-Lampen bieten ein breiteres Lichtspektrum für die Photosynthese.
- Verbessert die schulische Leistung: Untersuchungen an Schulen zeigen verbesserte Konzentration und Lernfähigkeit.
- Verbessert das mentale Bewusstsein: Höhere Aufmerksamkeit und kognitive Leistungsfähigkeit.
- Verbessert die Ergebnisse der Lichttherapie: Bei Schlafstörungen und saisonalen affektiven Störungen (SAD).
- Verbessert den Einzelhandelsumsatz: Produkte erscheinen unter Vollspektrum-Beleuchtung attraktiver, was zu Umsatzsteigerungen von 5-10% führen kann.
- Reduziert die Häufigkeit von Zahnkaries: Einige Studien deuten auf einen Zusammenhang zwischen Vollspektrum-Beleuchtung und verbesserter Kalziumaufnahme hin.
Wissenschaftliche Evidenz und Grenzen der Behauptungen
Wie Sie sehen können, sind viele der genannten Faktoren sehr subjektiv und es ist wahr, dass die tatsächlichen Auswirkungen der Vollspektrumbeleuchtung noch intensiver untersucht werden müssen. Diese Vorteile wurden vor allem von Marketingexperten propagiert und daher ist es nicht 100%ig garantiert, dass sich Ihre Produktivität mit Vollspektrumbeleuchtung sicher verbessern wird.
Eine Metaanalyse von McColl und Veitch (2001) untersuchte 28 verschiedene Studien zur Vollspektrum-Beleuchtung und fand nur begrenzte wissenschaftliche Belege für viele der behaupteten Vorteile. Neuere Studien von Juslén et al. (2007) zeigten jedoch eine signifikante Verbesserung der Arbeitsleistung bei Industriearbeitern unter optimierter Beleuchtung mit hohem CRI und angemessener Farbtemperatur.
Andererseits ist dieses Licht sicherlich viel angenehmer und kann Ihre Konzentrationsfähigkeit steigern. Obwohl bezweifelt wird, dass Vollspektrum-Lichtquellen im Vergleich zu anderen Beleuchtungsarten eine bessere Sehleistung bieten können, wurde nachgewiesen, dass Vollspektrum-Lampen architektonische Räume viel heller erscheinen lassen können.
Praktische Anwendungen und Empfehlungen
Für verschiedene Anwendungsbereiche empfehlen sich unterschiedliche Beleuchtungsparameter:
| Anwendungsbereich | Empfohlene Farbtemperatur | Empfohlener CRI | Empfohlene Beleuchtungsstärke (Lux) |
|---|---|---|---|
| Büroarbeitsplatz | 4.000-5.000 K | ≥ 90 | 500-750 |
| Kreative Arbeitsbereiche | 5.000-6.500 K | ≥ 95 | 750-1.000 |
| Wohnzimmer/Entspannung | 2.700-3.300 K | ≥ 90 | 150-300 |
| Küche | 3.500-5.000 K | ≥ 90 | 300-750 |
| Schlafzimmer | 2.700-3.000 K | ≥ 80 | 150-200 |
| Lichttherapie (SAD) | 5.500-6.500 K | ≥ 90 | 10.000 |
| Pflanzenbeleuchtung | 5.000-6.500 K | ≥ 95 | 15.000-50.000 |
Fazit und Ausblick
Auch viele Hersteller betonen sehr enthusiastisch die gesundheitlichen Vorteile von Vollspektrumlampen, obwohl es auch zu diesem Aspekt fast keine solide Forschung gibt, die diese Aussage stützen würde. Während die Vollspektrum Beleuchtung Sie sicherlich angenehmer und wohliger fühlen lassen könnte, hängt Ihre Gesundheit zunächst von vielen anderen Faktoren wie Ernährung, körperliche Aktivität, Lebensstil und Schlaf ab. Es ist bekannt, dass natürliches Licht die Hauptkraft ist, die bestimmte Muster in Ihre alltäglichen Prozesse bringt, aber es besteht Zweifel daran, dass künstliches Vollspektrumlicht die gleiche Wirkung erzielen kann.
Dies bedeutet jedoch nicht unbedingt, dass eine Vollspektrum Beleuchtung keine positiven psychologischen Auswirkungen haben kann. Haben Sie schon einmal gehört, dass wetterbedingt Depressionen oft im Winter und Herbst auftreten? Positive Effekte durch natürliches Tageslicht verbessern die Stimmung und Motivation und können so die Produktivität steigern. Vollspektrum-Lichtquellen streben diese positive Assoziation mit dem natürlichen Tageslicht an. Es wurden einige Studien über die psychologischen Vorteile von Vollspektrumlichtquellen durchgeführt, aber auch in diesem Bereich gibt es noch eine große wissenschaftliche Lücke, die mit vielfältigeren und repräsentativeren Daten geschlossen werden sollte.
Zukünftige Entwicklungen in der LED-Technologie versprechen noch präzisere Spektralnachahmungen des Sonnenlichts bei höherer Energieeffizienz. Adaptive Beleuchtungssysteme, die sich im Tagesverlauf automatisch an die natürlichen Lichtverhältnisse anpassen, könnten einen noch größeren Einfluss auf unser Wohlbefinden haben. Bis dahin bleibt die Vollspektrum-Beleuchtung eine vielversprechende Option für alle, die die Qualität ihrer Beleuchtung verbessern möchten – auch wenn die wissenschaftliche Bestätigung aller behaupteten Vorteile noch aussteht.