Beleuchtung für Wohlbefinden in der Industrie

Wie sorgt Beleuchtung für Sicherheit, Komfort und Effizienz?

In Industrie und Lagerhaltung bestehen besondere Anforderungen an die Sicherheit, Produktivität und den Komfort der Beschäftigten. Lagerhallen und Produktionsstätten sind oft höhlenartig und fensterlos. Das macht es schwierig, sie ausreichend und kosteneffizient zu beleuchten. Unterschiedliche Maschinen, Gabelstapler und andere Schwerlastfahrzeuge sowie schwer zugängliche Lagerbereiche bergen Risiken für die Mitarbeiter. In rund um die Uhr betriebenen Werken sind die Gefahren für Mitarbeiter der dritten Schicht und der Wechselschicht noch größer. Denn meist sind dann weniger Personen vor Ort, was bedeutet, dass bei Vorfällen weniger Soforthilfe vorhanden ist.

Welche Art Beleuchtung benötigen Mitarbeiter unter diesen besonderen Umständen, um ihre Sicherheit, den Arbeitskomfort und die effiziente Erfüllung von Aufgaben zu gewährleisten? Und wie können Methoden für ein intelligentes Lichtmanagement die Balance halten, um die Bedürfnisse der menschlichen Nutzer dieser Räume mit den geschäftlichen Anforderungen in Einklang zu bringen, mit dem Ziel, möglichst viel Energie einzusparen und Kosten zu minimieren?

Optimale Beleuchtung für bestimmte Aufgaben oder Personen

Das Fehlen von Fenstern und Oberlichtern in den Gebäuden ist in einigen Branchen konstruktionsbedingt. Es ist wissenschaftlich bewiesen, dass sich das natürliche Licht und seine dynamische Veränderung im Laufe des Tages positiv auf die menschliche Gesundheit auswirken. In Produktionsprozessen, die von spezifischen und konstanten Lichtverhältnisse abhängen, kann eine variierende Beleuchtung jedoch Probleme hervorrufen. Darüber hinaus kann es durch das einfallende Licht aus Oberlichtern zu Temperaturschwankungen kommen, die durch eine verstärkte Aktivität der Klimatechnik ausgeglichen werden müssen.

Die Antwort darauf könnte eine LED-Beleuchtung sein, die digital gesteuert werden kann. LED-Beleuchtung ist im Vergleich zu herkömmlicher Beleuchtung äußerst energieeffizient. Dank ihrer langen Nutzlebensdauer sind sehr viel seltener Lampenwechsel erforderlich, die in hohen Hallen oft sehr aufwändig sind.

Dadurch spart das Unternehmen Energie und Geld. Doch der größte Vorteil für die Mitarbeiter ist, dass die Beleuchtung angepasst werden kann. Eine steuerbare LED-Beleuchtung ermöglicht nicht nur die Regulierung der Helligkeit, sondern auch der Farbtemperatur. So kann die Beleuchtung für bestimmte Aufgaben optimiert werden: ca. 325 Lux für die Anlagenüberwachung, 1.075 Lux für eine gründliche Kontrolle oder 5.000 Kelvin, wenn eine Farbbewertung entscheidend ist etc. Der Einsatz eines intelligenten Beleuchtungssystems, das eine persönliche Steuerung einzelner Leuchten ermöglicht, ist ein weiterer Schritt hin zu einer optimalen Beleuchtung, die den unterschiedlichen Bedürfnissen einzelner Mitarbeiter gerecht wird.

Beleuchtung kann die Umgebungsbedingungen überwachen

Vernetzte Beleuchtung ist, wie viele andere Anwendungen des Internet der Dinge (IoT = Internet of Things) auch mehr als nur LED-Beleuchtung: Sie kann verwertbare Daten aus der beleuchteten Umgebung sammeln. Sensoren im Beleuchtungsnetzwerk können die Einhaltung von Richtlinien für eine gesunde Umgebung verfolgen. Das kann gesetzliche Vorgaben und Normen betreffen, aber auch Richtlinien, die von Arbeitnehmervertretungen oder dem Unternehmen selbst festgelegt werden. Sensoren können typische Umgebungsfaktoren wie Schallpegel, Partikelmengen verschiedener Substanzen, Temperatur und Luftfeuchtigkeit erfassen.

Vernetzte Beleuchtungssysteme sind eine äußerst komfortable und kostengünstige Möglichkeit, Sensornetzwerke in einer Industrieanlage aufzubauen. Beleuchtung ist überall dort, wo Menschen im Gebäude arbeiten und sich bewegen. Sie wird mit Strom versorgt und befindet sich (normalerweise über Kopf) an vielen Orten, an denen Dinge erfasst werden müssen. Und eine vernetzte Beleuchtung kann auch Daten liefern oder transportieren. Daher macht es Sinn, das Beleuchtungsnetz mit Sensoren auszustatten, die über die vernetzte Beleuchtungsinfrastruktur Daten liefern.

Beleuchtung für die Sicherheit der Mitarbeiter

Unternehmen können die vom vernetzten Beleuchtungssystem gesammelten Daten in eine Management-Software transferieren und sie nutzen, um gefährliche Situationen zu erkennen und Warnmeldungen auszulösen. Die Integration von Daten aus unterschiedlichen Diensten und Systemen sorgt für eine stärkere Transparenz der Umgebungsbedingungen, für die Fernüberwachung und vor allem für eine koordinierte Reaktion auf Ereignisse.

Indem das industrielle Internet der Dinge (IIoT) die Arbeitsweise von Beschäftigten grundlegend verändert, entsteht eine neue industrielle „Sicherheitskultur“. Technologien und Richtlinien für Arbeitsplatzsicherheit müssen mit der rasch voranschreitenden Transformation am Arbeitsplatz Schritt halten. Kayla Matthews, eine Expertin für Produktivität, schreibt in den Industrial Safety and Hygiene News: „Sicherheitsbezogene Vorteile könnten weniger offensichtlich werden, wenn ein Unternehmen im Rahmen der Integration von IIoT-Geräten seine Sicherheitspläne nicht aktualisiert.“ Ein solcher Plan könnte die Integration eines Digital Twins sein, der „Was-wäre-wenn-Szenarien” durchführt, oder die Integration von tragbaren Computersystemen, den so genannten Wearables, in Überwachungssysteme, um lebenswichtige Informationen über Mitarbeiter in Echtzeit zu verfolgen. Ein angemessenes Training ist natürlich unabdingbar.

Vernetzte Beleuchtung kann auch Indoor-Navigationssysteme unterstützen, die standortbezogene Dienste wie die Verfolgung von Gabelstaplern oder die Verwaltung von fahrerlosen Transportfahrzeugen bereitstellen. Derartige Anwendungen erhöhen nicht nur die betriebliche Effizienz, indem sie ungeplante Ausfallzeiten reduzieren. Sie verbessern auch die Arbeitssicherheit und machen es Unternehmen leichter, ihre Ziele in puncto Sicherheit am Arbeitsplatz zu erreichen sowie unfallbedingte Kosten einzusparen. Der Verfolgung von Gabelstaplern kann per Bluetooth oder über RFID-basierte Systeme erfolgen. Indoor-Navigationssysteme bieten ein deutlich höheres Maß an Detailgenauigkeit und Präzision. Sie kommunizieren über eine VLC-Technologie (Visible Light Communication), die in die LED-Leuchten integriert ist.

Beleuchtung zur Förderung der menschlichen Gesundheit

Die Entdeckung der nicht visuellen Fotorezeption und ihres weitreichenden Einflusses auf den zirkadianen Rhythmus, der den Schlaf-Wach-Rhythmus des Menschen reguliert, hat unser Verständnis für die richtige Beleuchtung in Innenräumen revolutioniert. Da ein Mensch durchschnittlich 80 bis 90 Prozent seiner Zeit in Innenräumen verbringt, stammt das meiste Licht, dem er ausgesetzt ist, nicht aus natürlichen Quellen. Das gilt insbesondere in Industrieanlagen ohne Tageslicht.

Steuerbare LED-Leuchten mit mehreren weißen und farbigen LEDs können digital auf praktisch jede Lichtfarbe eingestellt werden. Sie ermöglichen die Implementierung einer bioadaptiven Beleuchtung am Arbeitsplatz - für eine bessere Gesundheit und Aufmerksamkeit der Mitarbeiter. Mit der richtigen Software und einer digitalen Lichtsteuerung können Lichtszenarien eingerichtet werden, die auf wissenschaftlicher Forschung basieren. Zum Beispiel dynamische Beleuchtung, die sich im Laufe des Tages (oder der Nacht) ändert, um Ermüdungserscheinungen zu verringern, die Konzentrationsfähigkeit zu steigern und einen guten Schlaf zwischen den Schichten zu gewährleisten.

Studien von Organisationen wie dem US-amerikanischen National Institute for Occupational Safety and Health belegen, dass LED-Beleuchtung zu einer Verringerung von Arbeitsunfällen in der Industrie führen kann. In ähnlichen Studien wird derzeit untersucht, inwiefern sich bioadaptive Beleuchtung auf die Sicherheit in Produktions- und Logistikbereichen auswirkt.

Über den Autor

Ton van de Wiel ist Global Sub-Segment Director for Industry bei Signify und Mitbegründer von Interact. Er verfügt über zwanzig Jahre Geschäftserfahrung und arbeitet heute daran, die Welt der intelligenten Fertigung und Lagerung von morgen mithilfe vernetzter Beleuchtung zu gestalten.