Einfluss des Gütemerkmals Lichtrichtung und Schattigkeit auf Störwirkung und visuellen Diskomfort

Krüger, Jan

Ausgangspunkt für diese Arbeit bildet die zunehmende Verbreitung der LED-Technologie in Arbeitsstätten. Dabei zeichnet sich in der Leuchtenentwicklung ein Trend ab, hin zum Einsatz von LED-Arrays. Durch die Kombination verschiedener lichttechnischer Merkmale wie der kleinen Lichtquellengröße, der dichten Anordnung örtlich separierter Lichtpunkte sowie der starken Gerichtetheit des Lichts stellt das LED-Array eine Neuheit für das visuelle System dar. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass eine Kombination der o. g. Merkmale zu einer veränderten visuellen Wahrnehmung führen und Quelle visueller Ermüdung sein kann. Anhand dreier Laborversuche wurde ein Regelkreismodell zur Beanspruchungsregulation abgeleitet, welches Auswirkungen visueller Beanspruchung auf die Leistung erklärt und Kompensationsstrategien wie Leistungs- und Beanspruchungskompensation, Folgeerscheinungen von Ermüdung sowie Leistungsreduktion in sekundären Aufgaben beschreibt.

The research work investigates the influence of shadow characteristics on various work tasks such as reading, visual-motor work and shape recognition. The experiments were designed to identify possible links between shadow characteristics and visual discomfort. Therefore, in addition to objective performance parameters, subjective measures of effort as well as visual complaints were recorded for the aforementioned work tasks. In the analysis of the three experiments, significant effects of light direction and shadow characteristics could be derived from objective measures of performance. Depending on the type of task, it was shown that this lighting quality criterion can act as contributing factor for disturbance and visual discomfort. The results of all three experiments are interpreted within the context of an overarching psychological framework, through which the regulation of work performance can be explained. The "Compensatory Control Model" describes the regulation of work performance at high workload and stress conditions taking into account the subjectively experienced effort. In the model, unfavorable lighting conditions served as a stressor, which created higher requirements for the task execution. Using the model, compensation effects (performance and effort compensation) can be explained, which could be observed in the subjects. The model links lighting quality criteria with safety and health at work. Particularly against the background of the increasing spread of LED technology with its characteristic features, such as the small source size and the strong directionality of the light, the need for a stronger investigation of this lighting quality criterion is pointed out. In the sections of the theoretical part, the problem is brought to the attention that light direction and shadow characteristics are hardly taken into account in standardization and regulation as factors for perception, visual fatigue or visual discomfort. Practical recommendations are given in the last part of the research report. On one hand the practical recommendations concern the need for adaptation of light direction and shadow characteristics to the type of work task. On the other hand, recommendations for lighting and luminaire design are given.

In dieser Forschungsarbeit wurde der Einfluss des Gütemerkmals Lichtrichtung und Schattigkeit bei verschiedenen Arbeitstätigkeiten wie Lesetätigkeit, visuell-motorischer Arbeit und Formerkennung untersucht. Die Versuche waren darauf ausgerichtet, mögliche Zusammenhänge des Gütemerkmals mit dem visuellen Diskomfort aufzuzeigen. Bei allen Arbeitstätigkeiten wurden daher neben objektiven Leistungsparametern subjektive Beanspruchungsdaten sowie visuelle Beschwerden erfasst. Bei der Analyse der Teilversuche konnten signifikante Wirkungen von Lichtrichtung und Schattigkeit auf objektive Leistungsparameter der visuellen Wahrnehmung abgeleitet werden. In Abhängigkeit der Arbeitsaufgabe zeigten sich unterschiedliche Stufen der Beeinträchtigung, welche das Gütemerkmal mit Störwirkung und visuellem Diskomfort in Verbindung bringen. Die Ergebnisse der drei Teilversuche wurden in ein übergreifendes, psychologisches Modell eingeordnet, welches die Auswirkungen auf die Gesundheit von Beschäftigen erklärt und die Relevanz des Gütemerkmals für den Arbeitsschutz darstellt. Das Regelkreismodell beschreibt die Regulierung von Arbeitsleistung bei hoher Arbeitslast und Stressbedingungen unter Berücksichtigung der subjektiv erlebten Anstrengung. Im Modell fungierten die Beleuchtungsbedingungen als Stressor, welche höhere Anforderungen bei der Aufgabenausführung hervorriefen. Mithilfe des Modells können Kompensationseffekte (Leistungs- und Beanspruchungskompensation) erklärt werden, welche bei den Probanden beobachtet werden konnten. Besonders vor dem Hintergrund der zunehmenden Verbreitung der LED-Technologie mit ihren charakteristischen Merkmalen, wie der kleinen Quellengröße und der starken Gerichtetheit des Lichts wird die Notwendigkeit nach einer stärkeren Untersuchung dieses Gütemerkmals aufgezeigt. In den einzelnen Abschnitten des Theorieteils wird sukzessive zu einer Problemstellung hingeführt. Diese betrifft den Umstand, dass Lichtrichtung und Schattigkeit in Normung und Regelsetzung als Faktoren für Wahrnehmung, visuelle Ermüdung bzw. visuellen Diskomfort kaum Berücksichtigung finden. Nicht zuletzt werden Praxisempfehlungen ausgesprochen und weiterführender Forschungsbedarf aufgezeigt. Die Praxisempfehlungen betreffen einerseits die Anpassung von Lichtrichtung und Schattigkeit an den Kontext der Arbeitsaufgabe und andererseits Empfehlungen für die Lichtplanung und Leuchtengestaltung.

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Krüger, Jan: Einfluss des Gütemerkmals Lichtrichtung und Schattigkeit auf Störwirkung und visuellen Diskomfort. Ilmenau 2018. Universitätsverlag. ISSN: 2513-1656.

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