Intelligente Fabrikbeleuchtung: Mehr Licht spart Geld

Nicht geschimpft, ist genug gelobt, heißt es in Schwaben. Als Ulrich Lang im Mai 2017 in der Werkshalle des Automobilzulieferers SKF in Mühlheim an der Donau eine neue Beleuchtung installieren ließ, war daher nicht zu erwarten, dass ihm seine 100 Kollegen in der Fertigung vor Freude um den Hals fallen würden. Doch negatives Feedback, bekam der Senior Projektmanager auch keines. Das ist in Oberschwaben fast so gut wie ein Lob.

Mit den neuen Leuchten wollte Lang Kosten und CO2 sparen. „Vor allem aber wollten wir im Interesse unserer Mitarbeiter und unserer Qualität eine Lichtstärke, die deutlich über den gesetzlichen Anforderungen liegt“, erklärt Lang.

„Im Schnitt haben wir jetzt wenigstens 750 Lux – mehr als doppelt so viel wie die Arbeitsstät­tenverordnung für die Arbeits­plätze in unserer Produktion vorschreibt.“ An vielen Stellen sei es sogar deutlich heller, ergänzt Lang. Wenn Kollegen für Oberflächenkontrollen und Maßprüfungen der von ihnen hergestellten Kreuzgelenkbüchsen, Lenksäulenlager oder Getriebekomponenten an ihrem Arbeitsplatz noch mehr Licht brauchen, können sie dort zusätzliche Leuchten einschalten.

Doch Lang hat nicht nur die Lichtstärke erhöht. Er wollte außerdem eine Lichtqualität schaffen, die das Wohlbefinden und die Leistungsfähigkeit seiner Kollegen steigert. „Daher haben wir in den Hallen jetzt Licht, das Tageslicht mit einer Farbtemperatur von 5 000 Kelvin sehr ähnlich ist“, ergänzt er.

Eine gute Idee, findet Harald Widlroither, Leiter der Abteilung Human Factors Engineering beim Fraunhofer Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO) in Stuttgart. „Eine gute Beleuchtung kann sich positiv auf die Konzentration und Produktivität auswirken. Dadurch können möglicherweise die Fehlerquote sowie die Rücklaufkosten und die Zahl der Arbeitsunfälle und Fehltage gesenkt werden.“

Studien geben ihm Recht: So ereignen sich zwei von drei Arbeitsunfällen bei Lichtstärken von weniger als 500 Lux, fand die TU Ilmenau heraus. Die Produktivität von Mitarbeitern dagegen steigt um ein Fünftel, wenn sich die Helligkeit an ihrem Arbeitsplatz von 300 auf 2 000 Lux erhöht, so Wout van den Bommel von der Technischen Universität Eindhoven. Schon wenn die Lichtstärke nur von 800 auf 1 200 Lux steigt, brauchen Mitarbeiter laut der Vereinigung lichttechnischer Unternehmen, licht.de, 7,7 Prozent weniger Zeit, um das gleiche Produkt herzustellen.

Doch Licht erfüllt nicht nur eine visuelle Funktion. Durch ihre Reaktion auf Lichtfarbe und Helligkeit kurbeln Photorezeptorzellen im Auge den Stoffwechsel an, regeln den Hormonhaushalt, das Immunsystem sowie Vitalfunktionen wie Atmung, Puls und Körpertemperatur. Dabei hat die Lichtfarbe tendenziell einen besonders großen Einfluss. Da sie sich im Tagesverlauf von blauem, kaltem Licht am Morgen zu warmweißem am Mittag und immer wärmerem Licht am Nachmittag verändert, steuert die Lichtwahrnehmung des Körpers auch seinen Tag-Nacht-Rhythmus. Wird dieser gestört, reagiert der Organismus mit unterschiedlichsten Krankheiten – bis hin zu Krebs und Depressionen.

Eine mitarbeiterfreundliche Beleuchtung bildet daher im Tagesverlauf die dem Körper vertraute Veränderung der Lichtfarbe nach. Davon profitiert auch der Arbeitgeber. Denn blaues Licht aktiviert am Morgen die Ausschüttung des Stresshormons Cortisol. Es führt in Sekunden zu einer höheren Aktivität des Gehirns. Wissenschaftler behaupten sogar, blaues Licht steigere die Wachheit und Leistungsfähigkeit des Menschen stärker als Koffein.

„Nur blaues Licht ist für die Produktivität der Mitarbeiter aber auch nicht gut“, warnt Daniel Hangst, Experte für die Beleuchtung von Industriehallen beim Lichttechnikspezialisten Herbert Waldmann GmbH & Co. KG. Zwar wirke blaues Licht in der Nachtschicht der Müdigkeit entgegen – jedoch nur vorrübergehend.

„Denn wenn der Körper so manipuliert wird, ist er nach kurzer Zeit so erschöpft, dass Mitarbeiter mehr Fehler machen“, weiß Hangst. Das sieht auch Isabel Schöllhorn, Lichtforscherin am Fraunhofer IAO so. „In der Nachtschicht sollte die Farbtemperatur des Lichts ein warmes Weiß sein“, empfiehlt sie.Dieses beeinträchtigt den zirkadianen Rhythmus deutlich weniger. Die Lichtstärke würde sie dabei nicht heller einstellen, als zur Erledigung der Sehaufgaben nötig ist.

„Bei der Planung einer mitarbeiterfreundlichen Beleuchtung sollten jedoch sowohl die Lichtfarbe wie die Helligkeit berücksichtigt werden“, ergänzt Schöllhorns Kollege Widlroither. Immerhin ermüdet das Auge und damit der Körper schneller, wenn das Licht am Arbeitsplatz nicht hell genug ist. Mess-, Justier- und Montagearbeiten erfordern Lichtstärken von bis zu 1 000 Lux, die Bildschirmarbeit an CNC-Maschinen bis zu 500 Lux.

Da sich die Linse des Auges mit dem Alter eintrübt, brauchen ältere Mitarbeiter für diese Arbeiten höhere Lichtstärken als jüngere. Sie nehmen Entfernungen, Konturen und Kontraste schlechter wahr. Blenden Lichtquellen, ermüdet dies ältere wie jüngere Kollegen dagegen gleichermaßen. Die übermäßige Helligkeit zwingt der Pupille Mehrarbeit auf – genauso wie der Blick in eine Fertigungshalle, in der sich helle und sehr dunkle Bereiche abwechseln. „Räume sollten daher gleichmäßig ausgeleuchtet sein“, rät Hangst vom Leuchtenhersteller Waldmann. Denn sonst lasse die Leistung durch die ständige Anpassung des Auges nach und die Zahl der Arbeitsunfälle steigt.

Um dies zu vermeiden, sollten Leuchten ihr Licht zudem ruhig und konstant aussenden. Bei Leuchtstoffröhren war dies früher nicht der Fall, da diese im Betrieb in kurzem Wechsel an- und ausgeschaltet werden. Das ist auch bei Leuchten so, die statt durch eine Senkung der Stromstärke mit­hilfe der sogenannten Pulsweitenregulierung gedimmt werden. Den ständigen Wechsel nimmt der Mensch zwar nur unterbewusst wahr. Kopfschmerzen und Stress löst er dennoch aus.

Wer seinen Mitarbeitern das erspart, entlastet auch das Betriebskostenkonto. Mit LED-Leuchten lassen sich die Energiekosten um bis zu 80 Prozent senken, hat das Bundesumweltministerium errechnet. „Außerdem können Unternehmen ihre CO2-Emissionen deutlich senken“, sagt Markus Frank, Vertriebsleiter beim Lichttechnikspezialisten Deutsche Lichtmiete.

„Seit wir unsere neuen Lampen eingeschaltet haben, sind unsere Beleuchtungskosten um 53 Prozent gesunken“, berichtet auch Ulrich Lang von seinen Erfahrungen bei SKF. „Außerdem konnten wir den CO2-Ausstoß am Standort Mühlheim um 4,7 Prozent senken.“ Was ihn jedoch noch mehr freut, ist, dass inzwischen immer mehr Mitarbeiter aus dem Wareneingang, der Service- und der Qualitätsabteilung fragen, wann auch sie so eine angenehme Beleuchtung bekommen wie die Kollegen in der Fertigung. Welch ein Lob!