Beleuchtung in Innenräumen - Human Centric Integrative Lighting. Tran Quoc Khanh

Abb. 2.14 Vertikale Beleuchtungsstärkewerte (Ordinate, in Lux), die für die Erreichung eines definierten CS-Niveaus (0,3, 0,4 oder 0,5) notwendig sind, berechnet für einen Satz von heute gängigen Lichtquellenspektren unterschiedlicher CCT (Abszisse, in Kelvin). Das normgerechte Niveau der horizontalen Beleuchtungsstärke (500 lx) sowie der (in einer allgemeinen Beleuchtungssituation) entsprechenden vertikalen Beleuchtungsstärke (250 lx) sind mit horizontalen schwarzen bzw. grauen Linien gekennzeichnet. Quelle: TU Darmstadt.

Die Kenngröße CS basierte ursprünglich auf Experimenten mit einer festen Belichtungszeit der Versuchspersonen (sog. exposure time) von 1 h. Eine Modifikation der CS-Formel, die eine Abhängigkeit von der Belichtungszeit einführt, wird in Abschn. 9.4.4 (Gl. (9.8)) gezeigt.

2.3.3 Spektrale Aktivitätsfunktionen nach der CIE

      Alternativ zum Modell von Rea et al. [24] arbeitet die CIE-Publikation [32], die auf den fundamentalen Ausführungen von Lucas et al. [2] basiert, mit den (nicht kombinierten) Signalen der fünf Rezeptorkanäle (L, M, S, Stäbchen und ipRGC), die mithilfe von ihren Aktionsspektren (sog. 𝛼-opic spectral weighting functions oder s𝛼(𝜆)-Funktionen, s. Abb. 10.7) berechnet werden. Die CIE-Methode [32] ist in Abschn. 10.3.2 (im Vergleich zum Modell von Rea et al.) beschrieben und diskutiert. Hier werden zwei wichtige Kenngrößen, die in diesem Buch später verwendet werden, definiert.

      Die erste Kenngröße ist die sog. 𝛼-opische Bestrahlungsstärke Eα (in W/m²;engl. 𝛼-opic irradiance oder effective photobiological irradiance, s. Gl. (2.10)).

(2.10)

      Die Symbole in der Gl. (2.10) haben folgende Bedeutung:

      Die zweite Kenngröße ist die sog. 𝛼-opische D65-äquivalente Beleuchtungsstärke (in Lux; engl. 𝛼-opic equivalent daylight (D65) illuminance oder 𝛼-opic EDI, s. Gl. (2.11)), die die folgende Definition widerspiegelt: „illuminance, produced by radiation conforming to standard daylight (D65), that provides an equal 𝛼-opic irradiance as the test source“ (d. h. „Beleuchtungsstärke, erzeugt durch eine Strahlung, die der Tageslichtart D65 entspricht, die die gleiche 𝛼-opische Bestrahlungsstärke wie die Testquelle liefert.“)

(2.11)

      Die Symbole in der Gl. (2.11) haben folgende Bedeutung:

Tab. 2.1 Konstanten für die fünf 𝛼-opischen Rezeptorkanäle in Milliwatt pro Lumen – Einheiten für Gl. (2.11). Name: Name des Rezeptorkanals nach der CIE-Publikation [32]. Quelle: [32].

Rezeptorkanal	L	M	S	Stäbchen	ipRGC
Name [32]	L-cone-opic	M-cone-opic	S-cone-opic	Rhodopic	Melanopic
	0,8173	1,4558	1,6289	1,4497	1,3262

Bei der Quantifizierung des zirkadianen Effektes verschiedener Lichtquellenspektren spielt in der Beleuchtungspraxis vor allem die Kenngröße (d. h. 𝛼= „mel“ in v,melGl. (2.10)) eine wichtige Rolle, die laut Tab. 2.1 die melanopische Wirkung, d.h. den Effekt des ipRGC-Kanals, beschreibt. Für die Veranschaulichung der Bedeutung dieser Kenngröße zeigt Abb. 2.15 diejenigen vertikalen Beleuchtungsstärkewerte, die für die Erreichung eines festen -Niveaus (240, 500 oder 750 lx) notwendig sind. Diese Werte wurden für einen Satz von 553 heute gängigen Lichtquellenspektren unterschiedlicher CCT berechnet.