DIN EN 12464-1:2021-11– Lichttechnische Beleuchtungsanforderungen für Arbeitsplätze in Innenräumen

Die richtige Beleuchtung am Arbeitsplatz ist einer der wichtigsten Faktoren, die sich auf den Komfort und die Effizienz bei der Ausführung von Aufgaben auswirken. Die Norm DIN EN 12464-1:2021-11legt die Anforderungen an die Beleuchtungsstärke und -qualität an Arbeitsplätzen in Innenräumen fest, um optimale Arbeitsbedingungen zu gewährleisten. In diesem Artikel werden die Grundsätze der Norm und Aspekte ihrer Umsetzung erläutert.

Die Bedeutung der Norm DIN EN 12464-1:2021-11

Die am 9. Mai 2021 vom Europäischen Normenausschuss (CEN) verabschiedete Norm DIN EN 12464-1:2021-11 legt die Beleuchtungsanforderungen für Arbeitsplätze in Innenräumen fest. Ihr Hauptziel ist die Standardisierung relevanter Anforderungen zur Verbesserung des Sehkomforts und der Sehleistung und damit der Arbeitsplatzqualität.

Die Norm legt Anforderungen fest, die sowohl Beleuchtungsparameter (Lichtmenge und -qualität) als auch bewährte Verfahren für die Gestaltung von Beleuchtungssystemen betreffen, einschließlich der visuellen und nicht-visuellen Bedürfnisse der Nutzer. Die Norm DIN EN 12464-1:2021-11enthält zwar keine verbindlichen Anforderungen in Bezug auf die Sicherheit oder Gesundheit von Menschen, ihre Richtlinien können jedoch bei der Gestaltung von Beleuchtungssystemen angewendet werden. Dynamisch sich entwickelnde Technologien und innovative Beleuchtungsdesignlösungen, die bei der Lichtplanung zum Einsatz kommen, ermöglichen es, eine angemessene visuelle Wahrnehmung und die Einhaltung der Beleuchtungsanforderungen am Arbeitsplatz miteinander zu verbinden.

Bewertungskriterien für die Beleuchtung am Arbeitsplatz

Die Norm DIN EN 12464-1:2021-11 ist eine Herausforderung für Lichtplaner, die wichtigsten Bedürfnisse der Arbeitnehmer zu erfüllen. Einer der wichtigsten Aspekte ist der Sehkomfort, der sich direkt auf das Wohlbefinden, die Produktivität und die Effizienz auswirkt. Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Sehleistung in einer Umgebung, in der Aufgaben über lange Zeiträume und unter schwierigen Bedingungen ausgeführt werden müssen. Auch für die Sicherheit der Arbeitnehmer spielt die Beleuchtung am Arbeitsplatz, bei der Ausführung von Tätigkeiten eine Rolle und ist für innere Ruhe und seelische Ausgeglichenheit der Mitarbeiter verantwortlich.

Um die Anforderungen an die Beleuchtungsinstallation zu erfüllen, werden eine Reihe von Kriterien bewertet. In der vorliegenden Norm sind dies:

Aufrechterhaltung der Beleuchtungsstärke (E̅_m) und ihrer Gesamtgleichmäßigkeit (U_o),
Blendungsbewertung (R_UGL),
Leuchtdichteverteilung,
Innenbeleuchtung und Lichtrichtung,
Lichtfarbe und Farbwiedergabe (R_a),
Flimmern,
Lichtvariabilität.

Der Artikel legt die Anforderungen an die Beleuchtungsstärke fest.

Beleuchtungsstärke

Der wichtigste Parameter, der bei Untersuchungen zur Beleuchtung am Arbeitsplatz bewertet wird, ist die Beleuchtungsstärke, die in Lux [lx] oder Foot-Candle [fc] gemessen wird, wobei in DIN EN 12464-1:2021-11 nur Lux verwendet wird. Die Messungen werden mit Beleuchtungsstärkemessgeräten, sogenannten Luxmetern, durchgeführt. Die Bewertung umfasst die folgenden Bereiche:

Aufgaben- und Tätigkeitsbereich,
unmittelbare Umgebung
Hintergrundbereich,
Wände,
Decken,
Objekte im Raum.

Die Norm DIN EN 12464-1:2021-11 legt Mindestwerte für die Beleuchtungsstärke (Ēm) fest, um optimale Bedingungen für Sehaufgaben am Arbeitsplatz zu gewährleisten. Diese Werte berücksichtigen normale Sehbedingungen, einschließlich visueller Ergonomie, Aufgabenanforderungen, Sehkomfort, Sicherheit am Arbeitsplatz und wirtschaftliche Faktoren.

Auslegung der Norm

Die neueste Ausgabe der Norm erlaubt einen Auslegungsspielraum, die in begründeten Fällen angewendet werden kann. Lichtplaner sollten Beleuchtungsstärken vorsehen, die über dem Mindestwert liegen, um eine Betriebsreserve für die Einhaltung strengerer Anforderungen zu schaffen. Entsprechende Anpassungen werden als Erhöhung oder Verringerung der Beleuchtungsstärke eingestuft. Es wird empfohlen, die Anforderungen nicht um mehr als zwei Grad zu erhöhen, wenn drei oder mehr Änderungen auftreten, oder um einen Grad, wenn zwei oder ein Faktor geändert werden. Eine Verringerung kann um maximal ein Grad erfolgen. Zu den Faktoren, die die Anforderungen erhöhen, gehören die folgenden:

kritische Sehaufgaben;
kostspielige Fehlerkorrekturen;
Aufgaben, die eine erhöhte Konzentration, Produktivität und Präzision erfordern
kleine Objektgrößen im Zusammenhang mit der auszuführenden Aufgabe;
langzeitige Aufgaben;
begrenztes oder kein Tageslicht;
Arbeitnehmer mit eingeschränkten Sehfähigkeiten (altersbedingte Netzhautdegeneration);
Behinderung.

Anpassungen, die sich auf Entscheidungen zur Verringerung der in der Norm festgelegten Mindestwerte für die Beleuchtungsstärke auswirken, beziehen sich auf Folgendes:

Aufgaben mit einem hohen Kontrastgrad und großen Objektgrößen im Zusammenhang mit der jeweiligen Aufgabe;
sehr kurz andauernde Aufgaben.

Beleuchtungsstärke am Aufgaben- oder Tätigkeitsbereich

Die Bezugsebene für den Aufgaben- oder Tätigkeitsbereich kann horizontal, vertikal oder geneigt sein. Bei Messungen müssen die Lage und Größe des Aufgabenbereichs dokumentiert werden. Es versteht sich von selbst, dass diese Details bei der Planung eines Beleuchtungssystems oft noch nicht bekannt sind. In diesem Fall sind gemäß der Norm zwei Ansätze zulässig:

Behandlung des gesamten Bereichs als Aufgabenbereich, um bei der Gestaltung einer Arbeitsumgebung alle Szenarien zu berücksichtigen;
Bereitstellung einer gleichmäßigen Beleuchtung im gesamten Bereich, wie vom Designer gefordert, mit Anpassungen in der Anordnung der Leuchten, sobald der Arbeitsbereich definiert ist.

In beiden Fällen wird eine Zonenbeleuchtung empfohlen, um die Bereitstellung einer angemessenen Beleuchtung in Zukunft zu erleichtern und die Kosten für eventuelle Nachrüstungen zu optimieren.

Wenn die Art der Tätigkeit, die am Arbeitsplatz ausgeführt werden soll, zum Zeitpunkt der Lichtplanung noch nicht bekannt ist, sollten die Planer vom wahrscheinlichsten Szenario ausgehen und die Anforderungen entsprechend definieren. Manchmal werden im Arbeitsbereich Tätigkeiten unterschiedlicher Art und Weise ausgeführt. In diesem Fall müssen Kriterien festgelegt werden, um die Anforderungen für alle Arten von Aufgaben und Tätigkeiten zu erfüllen.

Beleuchtungsstärke in der unmittelbaren Umgebung

Die unmittelbare Umgebung bezieht sich auf den Aufgaben- oder Tätigkeitsbereich. Gemäß DIN EN 12464-1:2021-11sollte sie einen Streifen von mindestens 0,5 m um den Aufgabenbereich herum umfassen. Die Größe und Lage dieses Bereichs sollten bestimmt und in der Dokumentation angegeben werden. Die primäre Bewertung umfasst die Messung der Beleuchtungsstärke, die gemäß den festgelegten Kriterien gleich oder niedriger sein sollte als die für den Arbeitsbereich erforderliche Beleuchtungsstärke. Dieser Wert ist in der Regel ein Grad niedriger als im Arbeitsbereich, wobei in bestimmten Situationen Ausnahmen möglich sind.

Während der Entwurfsphase ist es auch wichtig, eine angemessene Leuchtdichteverteilung sicherzustellen und eine erhebliche räumliche Variabilität der Beleuchtungsstärke zu verhindern.

Beleuchtungsstärke im Hintergrundbereich

Der Hintergrundbereich steht in engem Zusammenhang mit der unmittelbaren Umgebung und sollte gemäß dem besprochenen Standard einen Streifen von mindestens 3 Metern Breite um die unmittelbare Umgebung herum umfassen. Bei kleineren Räumen ist es akzeptabel, anstelle von 3 Metern den Bereich bis zu den Raumgrenzen, z. B. Wänden, zu definieren. Der Hintergrundbereich ist eine Fläche, die auf Bodenhöhe an den unmittelbaren Umgebungsbereich angrenzt. Auch hier müssen Größe und Lage angegeben und in die Dokumentation aufgenommen werden. Die primäre Bewertung des Hintergrundbereichs umfasst die Messung der Beleuchtungsstärke, die gemäß den in der Norm festgelegten Kriterien in Bezug auf die Anforderungen im unmittelbaren Umgebungsbereich definiert ist und ein Drittel dieses Wertes beträgt. Die Beziehungen der erforderlichen Beleuchtungsstärkewerte in allen drei Bereichen sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Tabelle 1. Zusammenhang zwischen der erforderlichen Beleuchtungsstärke im Arbeitsbereich und der Beleuchtungsstärke in der unmittelbaren Umgebung
Beleuchtungsstärke am Aufgaben- oder Tätigkeitsbereich [lx]	Beleuchtungsstärke der unmittelbaren Umgebung [lx]	Beleuchtungsstärke des Hintergrundbereichs [lx]
≤ 150	Gleich dem Aufgabenbereich	1/3 des Wertes der unmittelbaren Umgebung
200	150	50
300	200	66,(66)
500	300	100
≥ 750	500	166,(66)

Gleichmäßige Beleuchtungsstärke

DIN EN 12464-1:2021-11legt nicht nur die Anforderungen an die Beleuchtungsstärke für Arbeits- und Tätigkeitsbereiche fest, sondern auch die Anforderung, eine angemessene Gleichmäßigkeit der Beleuchtung aufrechtzuerhalten. Die Gleichmäßigkeit der Beleuchtung ist definiert als das Verhältnis der minimalen zur durchschnittlichen Beleuchtungsstärke in einem bestimmten Bereich. Eine höhere Gleichmäßigkeit trägt dazu bei, Sicherheit, Effizienz und Komfort bei der Arbeit zu gewährleisten, indem abrupte Helligkeitsänderungen vermieden werden, die zu Augenbelastungen führen und die Produktivität verringern können. Die Mindestwerte für die Gleichmäßigkeit im Aufgaben- und Tätigkeitsbereich sind in den Tabellen der Norm aufgeführt. Für die unmittelbare Umgebung und die Hintergrundbereiche bleiben diese Werte unabhängig von der Art der Tätigkeit konstant:

unmittelbare Umgebung: Der Mindestwert für die Gleichmäßigkeit beträgt 0,40;
Hintergrundbereich: Der Mindestwert für die Gleichmäßigkeit beträgt 0,10

Es ist gilt jedoch zu beachten, dass die Anforderungen an die Gleichmäßigkeit ausschließlich für die elektrische Beleuchtung gelten. In Räumen mit Zugang zu natürlichem Tageslicht ändern sich die Lichtverhältnisse je nach Wetter, Tages- und Jahreszeit, so dass das Gleichmäßigkeitsbewertung in diesen Fällen nicht anwendbar ist.

Zylindrische Beleuchtungsstärke

Zusätzlich zur Sicherstellung der erforderlichen Beleuchtungsstärke auf Aktivitätsflächen empfiehlt DIN EN 12464-1:2021-11die Beleuchtung des Raums, in dem sich Personen aufhalten (bewegen und arbeiten). Dieser Parameter wird als zylindrische Beleuchtungsstärke bezeichnet. Er bezieht sich auf die Beleuchtungsstärke an einem bestimmten Punkt im Raum für eine vollständige Drehung der vertikalen Ebene um die Achse, die diesen Punkt enthält. Die folgende Abbildung kann zur Veranschaulichung verwendet werden.

Abb. 1 Zylindrische Beleuchtungsstärke

Die Einhaltung dieses Parameters auf dem richtigen Niveau gewährleistet eine gute visuelle Kommunikation und die Erkennung von Objekten und ihren Formen in einem dreidimensionalen Raum. Die erforderlichen Werte für bestimmte Aufgaben- oder Tätigkeitsbereiche sind in den Tabellen der Norm aufgeführt. Die Gleichmäßigkeit der zylindrischen Beleuchtungsstärke sollte mindestens 0,10 betragen. Die durchschnittlich aufrechterhaltene zylindrische Beleuchtungsstärke kann anhand von vier orthogonalen vertikalen Beleuchtungsstärkewerten berechnet werden. Die Höhe, in der die zylindrische Beleuchtungsstärke gemessen und/oder berechnet wird, hängt von der Art der Aufgabe ab:

in sitzender Position: 1,20 m über dem Boden;
in stehender Position: 1,60 m über dem Boden.

Bei der Gestaltung der Beleuchtung muss ein Gleichgewicht zwischen einer zu starken gerichteten Beleuchtung, die zu harte Schatten erzeugen kann, und einer zu diffusen Beleuchtung, die den Modellierungseffekt verringern und eine monotone Umgebung schaffen kann, wodurch die Konzentration bei der Arbeit beeinträchtigt wird, gewahrt werden.

Bei der Gestaltung der Innenbeleuchtung müssen auch die umliegenden Räume des Arbeitsplatzes berücksichtigt werden, einschließlich der Beleuchtungsstärke der Wandoberfläche (E̅_m,_Wand) und der Deckenbeleuchtungsstärke (E̅_m,_Decke). Diese Faktoren bestimmen, ob Reize wie die Raumhelligkeit richtig wahrgenommen werden. Es ist wichtig zu beachten, dass bei einer Erhöhung der erforderlichen Beleuchtungsstärke auch die zylindrische Beleuchtungsstärke entsprechend erhöht werden muss.

Wartungsfaktor

Der Wartungsfaktor (f_m) muss bei der Planung der Beleuchtungsanlage berücksichtigt werden. Dieser Faktor bestimmt die Überdimensionierung der erforderlichen Grundbeleuchtungsstärke – die Wartungsbeleuchtungsstärke. Zu den Faktoren, die den Wartungsfaktor beeinflussen, gehören die Art der Beleuchtungskörper, die Umgebung, in der die Beleuchtungskörper eingesetzt werden (Staubbelastung, Luftschadstoffe, Chemikalien, die die Beleuchtungskörper angreifen können, die Dauer des ununterbrochenen Betriebs der Beleuchtungskörper und der Rückgang des Lichtstroms über die Lebensdauer der Beleuchtungskörper oder der Lichtquelle). Der Planer ist dafür verantwortlich, auf der Grundlage der Richtlinien in ISO/CIE TS 22012 einen Wartungsplan für die Aufgabe oder den Tätigkeitsbereich zu erstellen. Dazu gehören die Häufigkeit des Austauschs von Lichtquellen oder Leuchten, wenn die Quelle nicht separat ausgetauscht werden kann, sowie die Häufigkeit der Reinigung von Leuchten und Räumen. Der Planer legt auch fest, welche Art von Beleuchtungsausrüstung verwendet werden sollte, um den geplanten Wartungsfaktor zu erreichen. Der Wartungsfaktor steht auch im Zusammenhang mit der Energieeffizienz des Beleuchtungssystems. Eine ordnungsgemäße Planung der Wartung kann dazu beitragen, die Kosten für die Aufrechterhaltung der erforderlichen Beleuchtungsstärke zu senken. Die Formel zur Berechnung der erforderlichen Anfangshelligkeit unter Berücksichtigung des Wartungsfaktors lautet wie folgt:

(E̅_i) = (E̅_m)/f_m

wobei:
E̅_i – Anfangsbeleuchtung einschließlich Wartungsfaktor
E̅_m – gewartete Beleuchtung
f_m – Wartungsfaktor

Wenn beispielsweise die erforderliche Wartungsbeleuchtungsstärke für die Bereiche zur Zubereitung und zum Backen von Lebensmitteln in Bäckereien 300 lx beträgt und der Wartungsfaktor auf 0,8 festgelegt ist, sollte der anfängliche Beleuchtungsstärkewert zum Zeitpunkt der Installation 300 lx / 0,8 = 375 lx betragen.

Verifizierungsverfahren

Gemäß den Anforderungen der DIN EN 12464-1:2021-11ist es nach der Installation des Beleuchtungssystems erforderlich, eine Reihe von Inspektionen und Tests durchzuführen, um die Einhaltung der Entwurfsspezifikationen zu überprüfen. Dieser Artikel konzentriert sich auf die Beleuchtungsstärke-Parameter; dementsprechend umfasst der Verifizierungsprozess Folgendes:

Die Messpunkte müssen den im Entwurf angegebenen Punkten entsprechen oder einem Messraster folgen;
Die Tests müssen gemäß den für die jeweiligen Oberflächen geltenden Kriterien durchgeführt werden
Wiederholte periodische Messungen sollten an denselben Punkten durchgeführt werden
Die Überprüfung für bestimmte Bereiche sollte die senkrechte Komponente auf der Arbeitsfläche umfassen.
Messinstrumente müssen über Kalibrierungszertifikate verfügen.
Lichtquellen und Leuchten müssen den veröffentlichten photometrischen Daten entsprechen;
Die im Entwurf angenommenen Reflexionskoeffizienten usw. müssen den realen Bedingungen entsprechen.
Die durchschnittliche Beleuchtungsstärke und Gleichmäßigkeit, die auf der Grundlage der gemessenen Werte berechnet werden, dürfen nicht unter den in den Tabellen der Norm festgelegten Anforderungen liegen.
Der Wartungsplan sollte gemäß den Annahmen des Planers umgesetzt werden.

Literaturverzeichnis

DIN EN 12464-1:2021-11 „Licht und Beleuchtung – Beleuchtung von Arbeitsstätten, Teil 1: Arbeitsstätten in Innenräumen”.

Autor:
Adam Szczepanik, Sonel S.A.