Wie gesund ist LED-Licht?

Nach dem Glühlampen- und kürzlich auch dem in Kraft getretenen Halogenlampenverbot rückt die LED-Technik mehr und mehr in unseren Alltag, auch weil sie sehr viel weniger Energie verbraucht als die alte Glühlampe. Auch eine Halogenlampe verbraucht immer noch ca. fünfmal so viel Energie wie eine LED-Leuchte.

Also Bahn frei für eine bedenkenlose und lückenlose LED-Beleuchtung zu Hause und am Arbeitsplatz?

Vom Energieverbrauch her gesehen ja, und vom ökonomischen Standpunkt aus auch, denn LED-Lampen werden immer sparsamer im Stromverbrauch und preisgünstiger. LED-Lampen sind um ein vielfaches langlebiger als alle bekannten Leuchtmittel bisher. Und die LED-Technik entwickelt sich rasant. Doch es gibt auch berechtigte Bedenken gegenüber der LED-Technik, auf die man beim Kauf achten sollte: Das Flimmern und der hohe Anteil an Blaulicht. Beides ist auf den ersten Blick oft kaum wahrnehmbar, aber es kann auf Dauer Einwirkungen auf unsere Gesundheit haben. Zwar ist die Langzeitwirkung von beidem auf den Menschen noch nicht wissenschaftlich erforscht, doch gerade bei der Vielfalt an Billigprodukten auf dem Markt lohnt sich ein genaueres Hinschauen. Es gibt auch zahlreiche Studien gerade zum Thema Blaulicht-Anteil, doch sollte man die Autoren und Urheber auf Seriosität und deren Interesse überprüfen.

Was ist LED überhaupt?  Die drei Buchstaben stehen für “Light Emitting Diode“. Also eine Licht emittierende Diode. Vereinfacht beschrieben erzeugt ein Chip, bestehend aus einem Halbleiterkristall mit Hilfe der Elektrolumineszenz (elektrischer Strom) in einer Kunststofflinse Licht. Dies geschieht durch Freisetzung von Photonen, die von Elektronen angeregt werden. Die Umwandlung von Energie in Licht geht hier ohne großen Energieverlust vonstatten und basiert nicht mehr auf glühenden oder brennenden Elementen.

Diese Technik erlaubt eine schier unbegrenzte Verwendung, nicht nur als Raumleuchten, sondern in Bildschirmen, Displays, Smartphones, Taschenlampen, Fahrzeugen und allen Geräten, die irgendwie eine Kontrolleuchte oder ein Kontrolldisplay enthalten. Die in den Displays integrierten Hintergrundbeleuchtungen bestehen bei älteren Geräten aus  Leuchtstoffröhren (cold cathode fluorescent lamps) oder bei neuen Geräten aus Weißlicht-LEDs. Diese Lampen strahlen, ähnlich wie Energiesparlampen, Licht mit einem ausgeprägten Blauanteil aus. Selbst auf Friedhöfen haben LED-Trauerlichter die kleinen Kerzenlichter abgelöst und somit Friedhofsverwaltungen vor enorme Entsorgungsprobleme gestellt.

In welchem Lichtspektrum leuchten LED’s – oder sollten sie leuchten?

Licht nennt man die elektromagnetische Strahlung, die für uns Menschen sichtbar ist. Die Wellenlänge dieser Strahlung liegt in einer Frequenz von ca. 769 bis 379 Terahertz. Licht mit geringeren Frequenzen ist die für uns unsichtbare Infrarotstrahlung und Licht mit höheren Frequenzen die Ultraviolettstrahlung. Die verschiedenen Wellenlängen dieser elektromagnetischen Strahlung werden vom menschlichen Auge als unterschiedliche Farben wahrgenommen, hier spricht man vom Lichtspektrum bzw. von Spektralfarben. Der klassische Versuch, in dem man Sonnenlicht durch ein Prisma durchgehen und brechen lässt und am Ende diese Spektralfarben sehen kann, kennt wahrscheinlich jeder /jede aus der Schule

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Bildquelle: IBN Institut für Baubiologie + Nachhaltigkeit Rosenheim, Skript “Felder, Wellen, Strahlung“

Das Sonnenlicht weist ein gleichmäßiges Spektrum mit allen Spektralfarben auf. Die Farbwiedergabeeigenschaft Ra ist beim Sonnenlicht der Idealwert 100. Die alte bekannte Glühbirne und auch Halogenlampen haben ein ähnlich vollkommenes Lichtspektrum, da hier Licht durch thermische Prozesse entsteht. Sämtliche glühenden oder brennenden Lichtquellen weisen ein ähnliches Lichtspektrum auf. Bei Energiesparlampen, Leuchtstoffröhren und vielen LED-Lampen besteht das Lichtspektrum aber nur aus wenigen Farbanteilen mit steilen Energiespitzen (sog. Peaks) und großen Lücken. Hinzu kommen ein enormes Lichtflimmern und hohe Blaulicht-Anteile. Ein ähnliches unnatürliches Lichtspektrum weisen auch viele PC’s, Tablets, Notebooks, Handys oder Ebook-Reader auf. Geräte also, die auch nachts bei Kunstlicht oder gar Dunkelheit benutzt werden. Woher kommt dieser erhöhte Blaulicht-Anteil? Der Halbleiterchip einer LED erzeugt zunächst blau-violettes Licht –  er wird von einer dünnen gelben Phosphor-Konversionsschicht überzogen, um weniger Blaulicht durchzulassen. In der Summe ergibt sich weißes Licht, das je nach Einstellung der Farbtemperatur mehr oder weniger Blauanteil enthalten kann.

Farbspektrum einer „schlechten“ LED-Lampe mit einem hohen Blaulicht-Peak. Quelle: Jonas Kaddori, Hermannsburg

Der dominierende Blaulicht-Anteil hat Einfluss auf unser Schlafverhalten und kann langfristig unser Sehvermögen beeinträchtigen. Die Produktion des für den Schlaf wichtigen Hormons Melatonin wird durch Blaulicht unterdrückt, wenn nicht gar ganz verhindert. Dies ist bei Tag durchaus erwünscht, das Licht sorgt für Wachheit und Aktivität und trägt somit entscheidend zum Tag-Nacht-Rhythmus bei. Nachts sind Nervenzellen über dem Sehnerv bei Anwesenheit von Blaulicht irritiert und schließen auf Tageszeit.  Blauhaltiges Kunstlicht signalisiert Tagaktivität (die Mittagssonne ähnelt den Leuchtmitteln mit hohem Blauanteil am Ehesten) und verhindert am Abend die Bildung des Hormons Melatonin. Licht hat für unseren Körper also eine zeitgebende Funktion.

Das blaue Licht kann nach dem ungehinderten Passieren der Hornhaut an der Makula – das ist der “gelbe Punkt“ an der Netzhaut im hinteren Teil des Auges, der für unser Scharf-Sehen verantwortlich ist – eine Degeneration beschleunigen. Die sog. AMD, die altersabhängige Makulaturdegeneration tritt normalerweise bei Menschen jenseits des 50. Lebensjahres auf. Es sterben mehr Sehzellen ab, als nachwachsen können, das Sehvermögen wird geringer. Dieser natürliche und altersbedingte Prozess kann durch permanent hohen Blaulichtanteil beschleunigt werden. Dies auch deshalb, weil Bildschirme, Displays etc. direkt angeschaut werden und das Auge einer direkten Exposition ausgesetzt ist. Bei Glühlampen ist diese Exposition meist indirekt. Nebst der AMD ist die Sensitivität der Netzhaut direkt gefährdet, man spricht hier vom „Blue light hazard“.

Einige Displays und Handys haben einen Nachtmodus, der eingeschalten ein wärmeres Licht mit weniger Blauanteil strahlt. Ebenfalls gibt es Monitore mit eingebautem, regelbarem Blaulichtschutz. Selbst Folien mit Blaulichtfilter und Brillen mit Blaulichtschutz sind erhältlich.

Doch wie erkennt man die “guten LED-Lampen“ beim Kauf im Geschäft?

Unter den unzähligen LED-Lampen, die auf dem Markt erhältlich sind, sind rundstrahlende „Birnen“ mit matten Hauben als Raumbeleuchtung angenehmer und unbedenklicher als richtstrahlende Leuchten. Vor allem bei zeitlich langanhaltendem Aufenthalt und bei direkter Bestrahlung.

Leider fehlen Angaben über den Blaulichtanteil oder überhaupt über das Lichtspektrum in LED-Leuchtmitteln sowie Angaben über den Flimmeranteil fast gänzlich auf Verpackungen oder technischen Angaben im Internet. Wenn man genaue Informationen darüber haben will, lassen sich diese Parameter nur mit entsprechenden Messgeräten bestimmen. Hinzu kommt Verwirrung über zwei verschiedene Messverfahren der Farbtemperatur, die aussagt, wie warm oder kalt ein Licht wirkt. Nebst der „Schwarzkörperstrahlung“, einer anerkannten, exakten, physikalischen Methode gibt es das CIE 1931 Messverfahren, auf das sich die Internationale Beleuchtungskommission geeinigt hat. Nach dieser Methode kann eine normale Weißlicht-LED-Lampe den Wert 2700 Kelvin erhalten. Denselben Wert haben ganz normale Glühlampen und Halogenlampen. Damit wird der Eindruck erweckt, die LED-Lampe hätte dieselbe Farbtemperatur wie die gute alte Glühlampe. Ein Irrtum, der  bedeutet, dass die Angabe der Farbtemperatur (in Kelvin K) noch nichts über den Blaulichtanteil aussagt. Ein Warmweiß mit 2700 K kann trotzdem noch zu viel Blaulichtanteil enthalten. Hier ist also eine Differenzierung notwendig.

Eine für weite Teile der Welt geltende Norm für künstliches Licht (IEC-Norm 62471) teilt Beleuchtungsprodukte in 4 Gefährdungsgruppen ein:

  • Freie Gruppe: Kein Risiko auch bei sehr langer Bestrahlungsdauer
  • Risikogruppe 1: Geringes Risiko – zwischen 100 und 10.000 Sekunden direkter Exposition ohne Risiko einsetzbar
  • Risikogruppe 2: Mittleres Risiko – zwischen 0,25 und 100 Sekunden gefahrlose Bestrahlung
  • Risikogruppe 3: Hohes Risiko – auch bei sehr kurzer Exposition riskant

Diese Einteilung bietet zumindest beim Kauf von LED-Leuchtmitteln eine Orientierung – nur Produkte der Freien Gruppe oder maximal der Risikogruppe 1 sind für Dauerbeleuchtung in Wohnräumen zu empfehlen. Die Information dazu ist auf vielen Verpackungen oder Beipackzetteln aufgedruckt, aber nicht lückenlos auf allen Produkten.

Es gibt sog. Retro-LED-Glühlampen. Sie haben die Form unserer altvertrauten Glühbirne, nur sind die Glühfäden in ihr sichtbar. Durch eine orange Beschichtung auf dem Glühlampenglas strahlen sie nur wenig Blaulicht aus und haben einen Farbwiedergabeindex Ra bis 80, sehr gute Produkte sogar 90 und mehr (Pure-Z-Retro-LED). Bei Spitzenprodukten ist außerdem Der Flimmeranteil, der sich in für das menschliche Auge nicht mehr wahrnehmbaren hohen Frequenzen abspielt, auf ein Minimum reduziert. Auch das Flimmern von Leuchtmitteln kann bei Dauerexposition Auswirkungen auf unsere Gesundheit haben, wie z.B. körperlicher Stress. Die Forschung ist hier erst am Anfang und fundierte wissenschaftliche Studien dazu gibt es noch nicht genügend. Der Flimmeranteil wird – wenn überhaupt – in % angegeben.

Auf www.lichtbiologie.de sind z.B. folgende Forderungen an gesundes Licht formuliert:

Schwarzkörperstrahlung, nicht CIE 1931-Messung
Farbtemperatur niedriger als 3000 K
Kontinuierliches Spektrum
Kein Quecksilber
Keine Modulationsfrequenzen
Keine elektromagnetischen Störungen

 

Beachtet man ein paar Grundsätze, Aspekte und nimmt gesundheitliche Bedenken ernst, bedarf es keiner Panik und dem LED-Licht steht nichts mehr im Wege. Sehr beliebt und außerordentlich hilfreich sind LED-Birnen bei Taschen- und Fahrradlampen. Das bewusst hochgradige Weißlicht leuchtet die Umgebung in einem bisher nicht gekannten Ausmaß aus. Da diese Leuchtmittel nur kurzzeitig verwendet werden, haben Sie keinen Einfluss auf unsere Gesundheit. Vorausgesetzt, die LED-Taschenlampen werden von den Kindern nicht zum dauerhaften Lesen im dunklen Schlafzimmer genutzt. Und man schaut nicht direkt in die LED-Lampen hinein. Auch Baustrahler sind mittlerweile sehr beliebt als LED-Strahler, da sie sehr viel weniger Strom verbrauchen und die Baustelle taghell erleuchten. In unserem Shop finden Sie ein paar ausgesuchte, hochwertige LED-Produkte für den praktischen Gebrauch.

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