Zurück in die Schule mit Human Centric Lighting!

Die neue Kongsgårdmoen Schule von Kongs in Norwegen eröffnete im Jahr 2015 für rund 230 Grundschüler. Sie bietet zahlreiche Einrichtungen, die das Lernen und Spielen attraktiver machen. Zu den vielen modernen Voraussetzungen gehören auch besondere Lichtverhältnisse, da die Klassenräume mit Beleuchtungstechnologie nach dem Konzept des Human Centric Lighting ausgestattet sind.

Die Schule verfügt dafür über Leuchten, die mit LED-Technologie eine abstimmbare Mischung von kaltem und warmem Licht erzeugen können. Alle Klassenräume sind mit dieser Technologie ausgestattet.

 
Licht beeinflusst unsere zirkadianen Rhythmen
Wenn die Kinder am Morgen in der Schule ankommen, finden die ersten Unterrichtsstunden bei weißem, intensiven Licht aus dem kühleren Teil des Farbtemperaturspektrums statt. Das kaltweiße Licht beeinflusst bei Schülern sowie Lehrern die Produktion von Stress- und Schlafhormonen. Dieses spezielle Licht verschiebt die täglichen Rhythmen nach vorne und hat so auch einen positiven Einfluss auf die Schlafgewohnheiten. Wenn der Tag bereits weiter fortgeschritten ist, kann die Intensivität der Beleuchtung auch erhöht werden, um die Konzentration und Aufmerksamkeit zu steigern.

Wenn im Klassenraum eine entspannte Atmosphäre einkehren soll, kann die Beleuchtung auf ein warmweißes Licht reguliert werden. Der Lehrer nimmt die jeweiligen Einstellungen der Beleuchtung selber vor.

 
Moderne Leuchten

In den Leuchten befinden sich modulare LEDs, die in der Farbe entsprechend vordefiniert sind oder manuell eingestellt werden können. Der Farbwiedergabeindex der LEDs ist sehr hoch (Ra> 90), viel höher als die Mindestanforderungen, die in der Schule benötigt werden. Die Farbwiedergabe macht Lesen und Schreiben angenehmer und leichter. Die Farbtemperatur-Einstellung wird durch ein einfach zu bedienendes Touchscreen-Panel vorgenommen.
 

Unsere Erfahrungen
Lars-Fredrik Forberg ist der Konzept Manager und unser führender Experte für Human Centric Lighting. Er erarbeitete in enger Zusammenarbeit mit den Elektroplanern, Programmierern und Installateuren diese Lichtlösung in der Kongsgårdmoen Schule. Viele Überlegungen und Studien wurden schon im Vorfeld bei der Planung der Installation mit einbezogen.
 
Die Beleuchtungsindustrie hat mittlerweile die Vorteile von Human Centric Lighting erkannt. Wir wissen jetzt, wie ein bestimmtes Wellenspektrum der Beleuchtung die Hormonproduktion im Körper beeinflusst und forschen ständig weiter, um dies zu optimieren. Mittlerweile gibt es viele Erkenntisse über die Arten von Lichtquellen, die eine biologische Wirkung erreichen und darüber, wie die zeitlichen Abfolgen der verschiedenen Lichtszenarien dafür getaktet sein müssen. Zum Beispiel zeigen Studien, dass die kaltweißen und intensiven Lichtszenarien in den frühen Morgenstunden effektiver wirken als später am Tag.

Andere Studien zeigen, dass die Melatonin-Unterdrückung bei etwa 1000 Lux auf Augenhöhe gesättigt ist. Bei der Planung der richtigen Lichtverhältnisse stellt es eine Herausforderung dar, diese Beleuchtungsstärke zu generieren. Dies bedeutet nicht nur, dass die doppelte Menge für die Arbeitsfläche eingeplant werden muss, sondern stellt auch hohe Ansprüche an die Blendwirkung der Leuchte.

Morgenlerchen und Nachteulen
Die Wahrnehmung der Beleuchtungsintensität zu bestimmten Zeitpunkten ist bei jedem Menschen unterschiedlich. Morgenlerchen haben andere Tagesrhythmen als Nachtschwärmer und benötigen daher eine andere Lichtsequenz. Eine Beleuchtungslösung, die für alle Nutzer passend ist, ist in diesem Fall schwierig zu realisieren. Ein guter Kompromiss ist es daher, die Lichtverhältnisse eher auf die Bedürfnisse der Nachtschwärmer einzustellen, um sicherzugehen, dass sie nicht durch eine zu frühe Beleuchtung beeinflusst werden.
 
In den skandinavischen Ländern neigen die Menschen dazu, warmweiße Lichtfarben zu bevorzugen, anders als die Menschen im Süden. Für Nordeuropäer wirkt  kaltweißes Licht distanziert, kalt und zu intensiv.

Bevor der Nutzer die Vorteile der Farbtemperaturanpassung wahrnimmt, bemerkt er lediglich die Veränderung. Das heißt, eine schnelle Verschiebung in der Intensität und in der Farbtemperatur wird schnell als Störung empfunden. Da aber das Auge ein raffinierter Mechanismus ist und sich schnell an neue Situationen anpasst, kann durch fließende Änderungen der Beleuchtungssituation bzw. der Farbtemperatur hier entgegengewirkt werden.

In der Kongsgårdsmoen Schule war eine der ersten Beobachtungen, dass die Lehrer es angenehm finden, mit diesen warm- und kaltweißen Einstellungen zu arbeiten. Wenn ein Wechsel von einer Einstellung zur anderen vorgenommen wird, passiert dies in einem Zeitraum von etlichen Sekunden und findet für den Nutzer so fast unsichtbar statt. Nach unseren Erfahrungen ist diese unsichtbare Anpassung die beste Lichtlösung, da sie den Nutzer nicht ablenkt und für Wohlbefinden sorgt. Wie der Nutzer diese HCL-Einstellungen letztendlich nutzt, ist  sicher individuell verschieden. Da wir aber einen zirkadianen Effekt sicherstellen wollen, sollte ein Teil des Beleuchtungszykluses automatisiert sein. Für eine individuelle Kontrolle über die Beleuchtungsanlage ist diese mit einem intuitiven Bedienpanel ausgestattet,das auch vordefinierte Einstellungen bereithält.

Beleuchtungsszenarien
Nach der ersten Stunde, in der vorwiegend das "Energielicht" eingeschaltet ist, kann der Lehrer zwischen drei Lichtszenarien auswählen. Das generelle "Arbeitslicht" ist neutralweiß (3500K), was gute Arbeitsbedingungen gewährleistet.
 
Die mittlere Beleuchtungsstärke im Klassenraum ist auf 300 Lux gedimmt.
Bei Tests und Konzentrationsaufgaben stellt der Lehrer ein "Powerlicht" auf dem Bedienpanel ein und dimmt die Anlage so auf ein kaltwißes Licht (6500K) hoch. Damit die Schüler nicht zu stark davon beeinflusst werden, sollte diese Lichtsituation nicht den ganzen Tag vorherrschen. Daher wird das Licht nach 30 Minuten wieder in die Standardbeleuchtungssituation zurückgeregelt. Dieses geschieht über einen Zeitraum von 10 Minuten, damit dieser Wechsel nicht wahrgenommen wird. Das gleiche gilt für das sogenannte „Entspannungslicht“ (2700K). Dieses Licht eignet sich hervorragend für entspannte Situationen wie beim "Storytelling", jedoch nicht für eine nachhaltige Konzentration.

Deshalb schaltet auch dieses Licht nach einem Zeitraum wieder "unsichtbar" in die Standardbeleuchtungssituation um. Wir glauben, dass diese Szenarien dem Nutzer genügend Möglichkeiten bieten, die nach jetzigem Erkenntnisstand optimalen biologischen Wirkungen zu erzielen.

Es bleibt spannend zu beobachten, wie die Lehrer und Schüler die Einstellungen verwenden. Wir werden unsere Zusammenarbeit mit der Schule in den nächsten Jahren weiterführen und freuen uns darauf, so noch mehr über Human Centric Lighting zu erfahren, um weitere Chancen zu erkennen und weiterentwickeln zu können.