Dieser Blogartikel behandelt die Grundlagen von Human Centric Lighting (HCL) – Beleuchtung, die sich vor allem auf den Menschen und seinen Lichtbedarf im Laufe des Tages fokussiert.
Im Folgenden findest du eine Übersicht über alle Themen:
Vielleicht kennst du das Gefühl, tagsüber trotz ausreichendem Schlaf müde zu sein – oder abends plötzlich hellwach im Bett zu liegen. Häufig liegt das nicht nur an Stress oder einer Tasse Kaffee zu viel, sondern an etwas, das viele Menschen kaum bedenken, weil es allgegenwärtig ist: Licht.
Wenn du an einen bewussten Umgang mit Licht und Beleuchtung denkst, kommen dir wahrscheinlich sofort einige bekannte Regeln in den Sinn: Vor dem Schlafengehen möglichst kein Handy oder Tablet ohne aktivierten Blaufilter nutzen. Zu helles oder grelles Licht am Abend macht wach. Und in den dunklen Wintermonaten helfen Tageslichtlampen, dem Lichtmangel entgegenzuwirken.
Es kursiert bereits viel Wissen rund um das Thema Licht in den Köpfen der Menschen, die Sensibilität dafür ist vorhanden. Dennoch wird häufig unterschätzt, wie stark Licht tatsächlich unseren Schlaf, unsere Konzentration und unser allgemeines Wohlbefinden beeinflusst.
Doch warum hat Licht überhaupt so einen großen Einfluss auf uns? Wieso haben die meisten Menschen einen Mangel an natürlichem Tageslicht? Und was können wir tun, um mehr davon in unser Zuhause zu holen? Dieser Blogbeitrag bringt Licht ins Dunkel und beantwortet genau diese Fragen.
Die Macht des Lichts
Licht begleitet uns durch die verschiedenen Phasen des Tages und signalisiert unserem Körper, wann wir aktiv sein und wann wir ruhen sollten. Über Millionen Jahre hat sich der menschliche Organismus an diesen natürlichen Tag-Nacht-Rhythmus angepasst.
Und das aus gutem Grund: Tageslicht bot genügend Helligkeit, um wichtige Aufgaben zu erledigen und potenzielle Gefahren frühzeitig zu erkennen. Nachts hingegen sorgten geschützte Unterkünfte und das Licht des Feuers für Orientierung, Sicherheit und erholsamen Schlaf.
Der zirkadiane Rhythmus – unsere innere Uhr
Dieser natürliche Wechsel von Tag und Nacht spiegelt sich im sogenannten zirkadianen Rhythmus wider (von lat. circa = ungefähr und dies = Tag). Er beschreibt nicht nur unsere offensichtlichen Aufsteh- und Zubettgehzeiten, sondern greift deutlich tiefer. So folgen Prozesse wie Schlaf-Wach-Phasen, Hormonfreisetzungen oder Stoffwechselvorgänge täglich einem festen biologischen Takt.
Als zentraler Taktgeber fungiert dabei der suprachiasmatische Nukleus (SCN) im Hypothalamus, der die entsprechenden Signale an Organe und Zellen schickt, um das Uhrwerk stets zu synchronisieren.
Licht bedeutet mehr als nur Sehen
Licht spielt eine unglaublich große Rolle für den zirkadianen Rhythmus. Grund dafür sind intrinsisch photosensitive retinale Ganglienzellen, die in den tiefen Schichten unserer Netzhaut verborgen liegen. Im Gegensatz zu den bereits bekannten Zapfen (Farbsehen) und den Stäbchen (Dämmerungssehen), entdeckten Wissenschaftler diese Art von Zellen erst 2002.
Diese lichtempfindlichen Sinneszellen nehmen das Umgebungslicht wahr und reagieren insbesondere auf Licht im kurzwelligen blauen Spektralbereich (≈ 480 nm). Dadurch wird das in den Zellen enthaltene Protein Melanopsin angeregt und sendet einen Reiz an den suprachiasmatischen Nukleus (SCN) im Hypothalamus. Der Reiz wird über den retinohypothalamischen Trakt übertragen – eine Art Brücke, die Netzhaut und Hypothalamus miteinander verbindet.
Der SCN verarbeitet diesen Impuls und verteilt als Taktgeber unserer inneren Uhr weitere elektrische und chemische Signale an den gesamten Körper. Ein wichtiges Zielorgan stellt dabei die Zirbeldüse dar, weil diese für die Melatonin-Ausschüttung verantwortlich ist.
Wir nehmen mit unseren Augen also nicht nur Bilder wahr; Licht beeinflusst auch viele weitere Körperprozesse. Hinweise darauf lieferten unter anderem Studien an blinden Menschen ohne bewusste Lichtwahrnehmung: Bei einigen von ihnen senkte helles Licht die Melatonin-Konzentration – jedoch nicht, wenn die Augen abgedeckt waren (Czeisler et al., 1995).
Wie Licht den Hormonhaushalt steuert
Angeregt durch die photosensitiven Ganglienzellen produziert die Zirbeldrüse wichtige Hormone, unter anderem Melatonin. Dieses ist auch unter dem Namen „Schlafhormon“ bekannt, weil es beispielsweise durch das Senken der Körpertemperatur die Voraussetzungen für eine geruhsame Nacht schafft.
Wenn die Ausschüttung des Hormons Melatonin hoch genug ist, werden viele Stoffwechselvorgänge zurückgefahren und die Körpertemperatur sinkt. Dadurch entstehen Voraussetzungen für einen erholsamen Schlaf, insbesondere Tiefschlafphasen. In diesen Phasen finden weitere wichtige Prozesse wie die Ausschüttung von Wachstumshormonen statt, die Reparaturvorgänge der Zellen in Gang setzen.
Wissenschaftliche Untersuchungen zeigen, dass besonders Licht mit hohen Blauanteilen, so wie in den Morgenstunden, die Produktion von Melatonin hemmt, damit das Hormon Cortisol seine Wirkung entfalten und den Stoffwechsel anregen kann. Die Folge: Wir fühlen uns fitter und können die bevorstehenden Aufgaben besser bewältigen.
Abends hingegen – unterstützt durch die dämmerigen Lichtverhältnisse und das tendenziell warmweiße Licht mit sehr geringem bis keinem Blauanteil – wird die Ausschüttung von Melatonin gesteigert, um den Körper auf den bevorstehenden Schlaf vorzubereiten (s. Grafik).
Licht im Verlauf des Tages
Genau das erleben wir tagtäglich im natürlichen Tag-Nacht-Rhythmus. Die Dunkelphase dient der Erholung und die Hellphase animiert zur Aktivität. Um die Farbtemperatur im Laufe des Tages detailliert zu beschreiben, wird die Einheit Kelvin verwendet. Je höher die Kelvinzahl, desto bläulicher bzw. kälter ist das Licht, je niedriger die Zahl, desto wärmer oder rötlicher wirkt das Licht.
Die sogenannte blaue Stunde beginnt bereits vor Sonnenaufgang. Blaues, kühles Licht mit hohen Farbtemperaturen von etwa 8.000 bis 12.000 Kelvin erhellt die Umgebung. Mit dem Sonnenaufgang verändert sich das Licht erneut: Je nach Wetter und Jahreszeit kann es zunächst warm erscheinen, bevor es im weiteren Verlauf des Morgens heller, neutraler und zunehmend aktivierend wird. Das kurzwellige, blauangereicherte Licht wirkt aktivierend und bereitet den Körper auf den Start in den Tag vor.
Mit zunehmender Tageszeit steigt die Lichtintensität weiter an und erreicht um die Mittagszeit ihren Höhepunkt. Das Tageslicht weist dabei meist Farbtemperaturen zwischen 5.000 und 6.500 Kelvin auf und unterstützt Vitalität und Leistungsvermögen.
Gegen Nachmittag und insbesondere rund um den Sonnenuntergang wandelt sich das Licht erneut. In der sogenannten goldenen Stunde herrscht eine warme Lichtfarbe von etwa 2.000 bis 3.000 Kelvin vor, die das Ende des Tages markiert und signalisiert, dass jetzt der Zeitpunkt ist, langsam zur Ruhe zu kommen.
Nach Sonnenuntergang ist draußen nochmals eine blaue Stunde zu beobachten. Obwohl diese ebenfalls einen hohen Blauanteil im Spektrum besitzt, weist sie eine geringere Beleuchtungsstärke (< 10–30 Lux) als tagsüber auf, weshalb ihr biologischer Einfluss deutlich schwächer ist.
Warum ein Alltag mit wenig Licht müde macht
Leider verhindert unsere moderne Lebensweise in der Regel, dass wir im Einklang mit diesem Rhythmus leben können. Viele Menschen verbringen den Großteil ihres Tages unter künstlicher Beleuchtung, wenn sie in Büros, Industriehallen oder anderweitigen Institutionen arbeiten.
Der Aufenthalt in Innenräumen ist drastisch angestiegen, was dazu führt, dass viele Menschen weniger natürliches Tageslicht aufnehmen. Der durchschnittliche Europäer hält sich nur eine bis eineinhalb Stunden unter Sonnenlicht auf. Eine verschwindend kleine Zahl, wenn man bedenkt, wie viele Stunden der Tag hat.
Künstliche Lichtquellen verlängern zwar unseren Tag bis weit nach Sonnenuntergang, sind aber auch maßgebliche Faktoren, die die Konstitution und das Schlafverhalten negativ beeinträchtigen können. Oftmals erhält der Körper zu wenig Tageslicht oder ist am Abend zu hohen Blauanteilen ausgesetzt, was den Melatonin-Spiegel beeinflusst und zu einem schlechteren Schlaf führen kann.
Ähnliche Effekte sind bei dunklen Wintermonaten zu beobachten: Die kurzen natürlichen Lichtphasen reichen oftmals nicht aus, um die Hormonproduktion und somit die innere Uhr im Gleichgewicht zu halten.
HCL – oder: tageslichtähnliche Beleuchtung
Was ist tageslichtähnliche Beleuchtung (HCL)?
Vor allem zwei Einsichten kristallisierten sich in der Debatte um Licht immer mehr heraus:
- Licht beeinflusst nicht nur unsere visuelle Wahrnehmung, sondern auch zahlreiche weitere Prozesse in unserem Körper.
- Gleichzeitig war aber die Beleuchtung bis dato eher auf Funktionalität anstatt auf den Menschen ausgelegt.
Die Diskrepanz zwischen dem, was der Mensch eigentlich braucht, und dem bisherigen Verständnis von Beleuchtung, trat immer deutlich hervor.
Ein neues Beleuchtungskonzept war nötig, das den Menschen stärker in den Mittelpunkt stellt und dafür sorgt, dass Menschen in Innenräumen genau dasselbe Licht wie draußen erfahren. Aus dieser Idee entwickelte sich das sogenannte Human Centric Lighting (HCL) – auf Deutsch: menschenzentrierte Beleuchtung.
Ziel von HCL ist es, eine optimale Lichtumgebung zu schaffen, die dem Biorhythmus des Menschen gerecht wird. Ein Leitspruch dieses Ansatzes lautet „drinnen wie draußen.“ Die Beleuchtung in Innenräumen soll möglichst dem natürlichen Tageslicht entsprechen und so den Menschen genau die passenden Lichtverhältnisse zur Verfügung stellen.
Woher stammt der Begriff „HCL“?
Der Begriff HCL etablierte sich in Europa vor allem durch die 2013 veröffentlichte Studie „Human Centric Lighting: Going Beyond Energy Efficiency“ von LightingEurope, ZVEI und A.T. Kearney. Sie zeigte das Potenzial von LEDs über Langlebigkeit und Energieeffizienz hinaus: Die flexible Steuerbarkeit eröffnete neue Möglichkeiten für biologisch wirksame und gesundheitsorientierte Beleuchtung. Durch weitere Forschung, Publikationen und messtechnische Standards wurde HCL zunehmend zu einem anerkannten Konzept der Lichtbranche.
Wie HCL den natürlichen Rhythmus unterstützt
Das Potenzial tageslichtähnlicher Beleuchtung wird deutlich, wenn wir uns dessen Einsatz in den verschiedenen Phasen des Tages näher anschauen:
Morgens – aktivierendes Licht für einen besseren Start in den Tag
Jeder kennt die Situation, wenn früh am Morgen der Wecker klingelt. Noch nicht ganz wach, betätigt man den Lichtschalter. Oft folgt zu grelles oder gedämpftes Licht, das einen vom Frühstück bis zur Arbeit begleitet. Man fühlt sich erschöpft, obwohl der Tag noch gar nicht richtig angefangen hat.
Folgt das künstliche Licht dagegen dem natürlichen Spektrum des Tages, erleichtert es durch sanft ansteigende Helligkeit das Aufwachen und hilft, in den Tag zu starten. Es kann sogar dabei unterstützen, den persönlichen Schlafrhythmus an eine gewünschte Aufwachzeit anzunähern.
Tagsüber – Licht für Konzentration und Leistungsfähigkeit
Licht am Arbeitsplatz ist um einiges komplexer. Neben der biologischen Wirkung von Licht spielen hier noch weitere Aspekte eine Rolle, die teilweise miteinander konkurrieren: Einerseits ist es wichtig, dass sich jeder in der richtigen Lichtstimmung wohlfühlt, andererseits gibt es gewisse Mindestanforderungen, die zu beachten sind, wenn es darum geht eine Sehaufgabe zu erfüllen.
Diese sind in Normen verankert und hängen unter anderem auch vom Alter der jeweiligen Personen ab. Im Vordergrund steht hier das Einstellen höherer Beleuchtungsstärken sowie Lichtfarben über 5.000 Kelvin, da sie aktiv halten und Leistungs- und Konzentrationsfähigkeit positiv beeinflussen.
Abends – warmes Licht für Ruhe und Erholung
Wenn der Zenit des Arbeitstages überschritten ist, und es langsam Richtung erholenden Feierabend geht, so markiert auch das Licht diesen Übergang durch eine geringere Beleuchtungsstärke und Farbtemperatur.
Idealerweise umgibt den Körper am Abend bernsteinfarbenes Licht, damit er vollends in den Entspannungsmodus fahren und sich auf die bevorstehende Nacht einstellen kann. Seit einigen Jahren gibt es auch Software, die die Hintergrundfarbe von Bildschirmen der Tageszeit anpasst, um die negative Wirkung von Licht auf den Schlaf zu reduzieren.
Positive Effekte von HCL auf den Menschen
Zahlreiche Studien deuten darauf hin, dass sich tageslichtähnliche Beleuchtung positiv auf Gesundheit, Leistungsfähigkeit und Wohlbefinden auswirken kann. Wichtig ist jedoch zu verstehen, dass Human Centric Lighting kein „Allheilmittel“ darstellt. Es handelt sich um eine Möglichkeit, den natürlichen Biorhythmus zu unterstützen und damit verbundene biologische Prozesse positiv zu beeinflussen.
Positive Wirkung auf den Stoffwechsel
Die Häufigkeit von Stoffwechselerkrankungen ist heute so hoch wie nie. Vor allem Diabetes gilt als weit verbreitete Volkskrankheit. Während Diabetes Typ 1 autoimmunbedingt ist, liegt die Ursache von Typ 2 überwiegend in einem ungesunden Lebensstil. Neben der medikamentösen Behandlung werden daher weiterhin alternative Möglichkeiten erforscht, um das Ausmaß der Erkrankung zu reduzieren und die Stoffwechselgesundheit zu verbessern.
Im Jahr 2025 untersuchten Forschende der Universität Genf, Universitätsspitäler Genf, der Universität Maastricht in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Diabetes Zentrum die Rolle von Tageslicht im menschlichen Stoffwechsel, insbesondere bei der Blutzuckerregulation. Die kontrollierte Studie wurde mit dreizehn Probandinnen und Probanden mit Typ-2-Diabetes durchgeführt und zeigte erstaunliche Ergebnisse:
Waren die Teilnehmer:innen in der Versuchsumgebung natürlichem Licht ausgesetzt, wiesen sie stabilere Blutzuckerwerte sowie eine insgesamt verbesserte Stoffwechselbilanz auf. Die Studie ist deswegen so bedeutsam, weil sie den ersten Nachweis eines positiven Effekts natürlichen Lichts auf Menschen mit Typ-2-Diabetes liefert.
Weitere Forschungsarbeiten zum Zusammenhang zwischen Licht und Stoffwechsel stecken zwar noch in den Kinderschuhen. Nichtsdestotrotz stellt sich jetzt bereits die Frage, ob im Umkehrschluss ein Mangel an natürlichem Licht zur Entstehung von Stoffwechselerkrankungen wie Typ-2-Diabetes beitragen kann.
Positive Effekte auf Konzentration und Leistungsfähigkeit
PLOS ONE veröffentlichte 2020 eine interessante Studie zum Einfluss von Licht auf die Konzentration und Leistungsfähigkeit. Unter der Leitung von Johannes Zauner erforschte diese, wie sich Lichtqualität, -spektrum und Tageszeit auf das Lösen kognitiver Aufgaben auswirken. Die 27 Testpersonen absolvierten einen identischen kognitiven Test mehrfach am Tag. Dabei blieb das Arbeitsplatzlicht stets konstant bei 500 Lux.
Was sich von Test zu Test änderte, war die melanopische Wirkung des Lichtes durch Veränderungen im Lichtspektrum. Gemessen wurde zum einen die Fehlerquote, zum anderen aber auch wie viel Anstrengung die Probanden investieren mussten, um die Aufgabe zu bearbeiten.
Das Ergebnis zeigte, dass die kognitive Leistung über alle Lichtbedingungen hinweg gleichblieb. Das Licht hatte keinen Einfluss auf die Aufgabenergebnisse per se. Was jedoch auffiel: Die Testpersonen meisterten unter bestimmten Lichtverhältnissen die Aufgaben mit weniger physiologischem Aufwand – sie mussten sich weniger anstrengen. Gemessen wurde dies anhand von PEP (Pre-ejection Period), einem physiologischen Marker für Herzaktivierung und Anstrengung.
Somit konnte wissenschaftlich belegt werden, dass dynamisches Licht zwar kurzfristig nicht die Leistung an sich beeinflusst, aber eine wesentliche Voraussetzung dafür darstellt, Aufgaben mit weniger Energiereserven zu lösen. Eine weitere wichtige Erkenntnis der Studie war, dass die Effekte nicht allein durch die Gesamthelligkeit bedingt waren, sondern durch die spezielle Zusammensetzung des Lichts in seiner spektralen Qualität.
Positive Effekte auf Wohlbefinden
Es gibt wissenschaftliche Hinweise, dass tageslichtangepasste Beleuchtung positive Effekte auf das Wohlbefinden haben kann. Dazu zählt beispielsweise eine bessere Schlafqualität oder Stimmungsaufhellung. Das ist plausibel, weil die sich im Tagesverlauf verändernden Farbtemperaturen den natürlichen Biorhythmus unterstützen.
Dennoch sind die Effekte individuell, meist von vielen Faktoren abhängig und noch nicht in allen Settings eindeutig belegt. Daher ist es auch schwierig, die positiven Auswirkungen in konkreten (Prozent)zahlen zu beschreiben, die das Verbesserungspotenzial von HCL im Gegensatz zur Standardbeleuchtung angeben.
HCL – aber richtig!
Eine tageslichtähnliche Beleuchtung bringt auf mehreren Ebenen Vorteile. Aber wie bringt man nun aus technischer Perspektive wortwörtlich „die Sonne“ in den Innenraum eines Gebäudes?
Dafür braucht es mehr als eine Leuchte. Es braucht ein durchdachtes Lichtkonzept, intelligente Gebäudetechnik und eine Technologie, die in der Lage ist, den natürlichen Tagesverlauf abzubilden.
In diesem Zuge können wir stolz verkünden, dass CASAIO mit Lumetix fusioniert ist, einem Unternehmen, das unter anderem auf die Lichtgestaltung anspruchsvoller Objekte spezialisiert ist. CASAIO ist damit nicht mehr nur ein Smart-Home-Ingenieurbüro, sondern bietet von nun an auch die Entwicklung hochwertiger Lichtkonzepte an.
Lumetix entstand als separate Firma aus KITEO heraus. Beide greifen auf eine spezielle Technologie zurück, die eigens für tageslichtähnliche Beleuchtung geschaffen wurde: PI-LED.
PI-LED von KITEO
Natürliches Tageslicht ist nicht statisch – es verändert sich kontinuierlich im Laufe des Tages hinsichtlich Intensität, Farbtemperatur und Spektrum. Deswegen war die Entwicklung eines dynamischen Lichtsteuerungssystems essentiell, das ermöglicht die künstliche Beleuchtung automatisch an den Verlauf des natürlichen Sonnenlichtes anzupassen.
Genau das kann PI-LED. Entwickelt wurde diese einzigartige Technologie um das Jahr 2007 von der 1997 als Spin-Off der TU Graz gegründeten Firma Lumitech. Danach wurde sie vorwiegend im Bereich Film- und Fernsehwerbung eingesetzt und weiter professionalisiert. Ziel war es, dass das Licht vor der Kamera so perfekt wie möglich das Sonnenlicht nachahmt, um die Arbeit der Postproduktion bei der Farbkorrektur zu verringern. Schließlich erweiterte sich das Einsatzgebiet dieser Technologie und sie war auch für private Bauvorhaben verfügbar.
Die patentierte PI-LED-Technologie von KITEO ist in der Lage, den Kelvin-Bereich in natürlichen Lichtstimmungen des direkten Sonnenlichts und des diffusen Himmelslichts nachzuempfinden. Dieser reicht von 1.800 Kelvin, das warm-gelblich wirkt, bis hin zu 16.000 Kelvin, einem kaltweiß-bläulichen Licht.
Die Bilderfolge zeigt beispielhaft verschiedene Lichtstimmungen – von aktivierendem Licht über Konzentration und Entspannung bis hin zu Regeneration. PI-LED kann das Sonnenlicht in seiner spektralen Qualität abbilden und die stetige Veränderung der Farbtemperatur über den Tagesverlauf exakt nachbilden, ganz ohne UV- oder Infrarotstrahlung abzusondern.
Wichtig dabei zu verstehen: 16.000 Kelvin entsprechen nicht dem direkten Sonnenlicht, wie wir es typischerweise erleben. Direktes Sonnenlicht liegt meist eher um 5.500 bis 6.000 Kelvin. Sehr kühle, bläuliche Lichtstimmungen entstehen vor allem durch indirektes Himmelslicht, also durch das in der Atmosphäre gestreute Licht.
Dynamischer Lichtfluss dank PWM-Dimmung
Herzstück der innovativen Technik ist die Light Engine, die aus einem LED-Modul und mehreren LED-Chips in verschiedenen Farbschattierungen besteht. Diese wird über ein Systemkabel mit der Light Management Unit (kurz LMU), der Regelung- und Steuerungselektronik, verbunden.
Die LMU stellt das Mischverhältnis der LED-Kanäle ein – entsprechend den Farborten, die von der Lichtsteuerung angefordert sind. Dabei berücksichtigt sie auch die Kalibrierdaten sowie die stetig gemessene Temperatur. Die Dimmung erfolgt auf Basis von Pulse Densitiy Modulation mit bis zu 100kHz.
Versorgt wird die LMU mit konstanter Spannung von 24 V oder 48 V – je nachdem, welche Light Engine angeschlossen wird (auch als DALI-Version erhältlich). Sie stellt sicher, dass die LED-Chips mit der passenden Strom-Spannungs-Kennlinie versorgt werden und garantiert so einen stabilen Betrieb.
Natürlicher Lichtwechsel durch präzise Farbmischung
Die verbauten LED-Chips generieren das Tageslichtspektrum über die drei Farbkanäle mintgrün, rot und blau. Mit diesen drei Farborten ist es möglich, den Verlauf des Lichts über den Tag hinweg perfekt nachzustellen. Ein in der Leuchte sitzende Reflektor lenkt das in der Mischebene zusammengeführte Licht gebündelt in Richtung der Sehaufgabe.
Das CIE-Diagramm dient dabei als Orientierungsgröße für die Darstellung aller additiv mischbaren Farben, wobei der Planck’sche Kurvenzug die Farbtemperatur im Verlauf des Tages angibt.
„PI“ in PI-LED steht für die Abkürzung Phosphor Innovation und bezieht sich auf den mintgrünen Farbkanal, der auch als phosphorkonnotiertes Weiß bezeichnet wird.
Als nettes Ad-on sind darüber hinaus alle RGB-Farben im PI-LED Farbraum jenseits der Planck’schen Kurve ansteuerbar. Es gibt einen separaten Rotkanal und auch der Blaukanal ist getrennt regelbar, um zum Beispiel temporär unerwünschte Aktivierung gezielt zu vermeiden (Stichwort: bernsteinfarbenes Licht). Das erlaubt das Kreieren von Lichtszenarien, die Räume in faszinierende Lichtlandschaften verwandeln.
Was ist der Unterschied zwischen HCL und Tunable White Lösungen?
Der Begriff HCL ist leider nicht geschützt, wodurch Leuchten, die sich lediglich in Farbe und Helligkeit verstellen lassen, oft als solche deklariert werden. Bei Tunable White werden nur zwei LED-Kanäle (warmweiß/kaltweiß) vermischt, um die Lichtfarbe von mittlerem Warmweiß bis mittlerem Kaltweiß stufenlos einzustellen.
Dabei ist die Farbtemperatur typischerweise nur in einem engen Bereich zwischen etwa 3.000 und 6.000 Kelvin veränderbar. Diese Abstimmung erfolgt linear zwischen den beiden Kanälen, und damit nicht entlang der Planck’schen Kurve.
Um aber die vielen Facetten des Tageslichtes abzubilden, braucht es eine spezielle Technologie wie PI-LED. Das ist unter anderem wichtig, weil nur so Farben von Oberflächen, Hauttönen und Textilien deutlich natürlicher wahrgenommen werden.
Perfekte Farbwiedergabe mit PI-LED
Damit Farben korrekt wahrgenommen werden, muss die Lichtquelle möglichst alle relevanten Farbanteile im Spektrum enthalten. Fehlen bestimmte Wellenlängen, können diese vom jeweiligen Objekt nicht reflektiert werden. Die Farben wirken verfälscht oder unnatürlich. Sonnenlicht weist dagegen ein nahezu komplettes Farbspektrum auf – wir sehen alles naturgetreu.
Das heißt, je vollständiger und je näher das Spektrum einer künstlichen Lichtquelle an das der Sonne heranreicht, desto natürlicher erscheint auch der Farbeindruck von Oberflächen. Du kennst dieses Phänomen eventuell, wenn du Kleidung aus der Boutique kaufst. Meist wird das Kleidungsstück vor dem Kauf unter Sonnenlicht betrachtet, um sicherzustellen, dass die Farbe auch wirklich gefällt.
CRI (Coloring Rendering Index)
Die realitätsgetreue Wiedergabe von Farben stellt somit ein wichtiges Qualitätsmerkmal von Beleuchtung dar. Beschrieben wird es durch den Farbwiedergabeindex Ra (CRI). Er beschreibt, wie realistisch Farben unter einer Lichtquelle im Vergleich zu einer Referenzlichtquelle gleicher korrelierter Farbtemperatur (CCT) erscheinen.
Der Maximalwert entspricht 100, was dem natürlichen Tageslicht gleichkommt, das alle Spektralfarben enthält und alle Farben optimal wiedergibt. Generell versprechen Werte zwischen 90 und 100 eine sehr gute Wiedergabe der Oberflächenfarben. Alle Leuchten mit der PI-LED-Technologie von KITEO weisen einen Wert von CRI > 90 auf.
Allerdings steht der CRI oft in der Kritik. Das liegt vor allem an der geringen Anzahl der Testfarben, die bei gerade 14 liegt und die sehr pastellfarben wirken (der Index Ra steht für den allgemeinen Farbwiedergabeindex, der sogar nur die ersten acht Testfarben einbezieht.) Hinzu kommt, dass CRI/Ra zwar eine Abweichung von der Referenzlichtquelle beschreibt, aber im Grunde genommen Messende sprichwörtlich im Dunklen tappen lässt, wenn es darum geht, zu bestimmen, wo genau die Farben abweichen. Außerdem bleiben Abweichungen durch die angewendeten Mittelwertbildungen gegebenenfalls verborgen.
TM-30
Deswegen entwickelte 2015 die nordamerikanische Illuminating Engineering Society (IES) einen neuen Vorschlag für einen Farbwiedergabeindex. Der TM-30 basiert auf einer erheblich erweiterten Farbpalette, die nun 99 Testfarben umfasst. Der neue Index splittet sich in zwei aussagekräftige Angaben auf.
Der Fidelity Index RF gibt die Ähnlichkeit der Testlichtquelle (s. Grafik rote Linie) zur Referenz (s. Grafik schwarze Linie) an. Als Ergänzung dient der Gamut-Index Rg, der die Farbsättigung über 16 Farbtonbereiche bewertet. Ein wichtiger Unterschied zu CRI/Ra ist, dass TM-30 nicht nur aussagt, dass Farben abweichen, sondern auch den differierenden Farbort angeben.
Der TM-30 hat sich noch nicht wirklich in der Lichtbranche etabliert. Ein Grund könnte sein, dass die Zahlenwerte von RF gegenüber CRI/Ra kleiner ausfallen und so den Eindruck erwecken, sie seien schlechter, obwohl sich alte CRI/Ra und neue RF-Angaben eigentlich nicht unmittelbar miteinander vergleichen lassen.
Kalibrierung in der Ulbricht-Kugel
Weil das menschliche Auge Unterschiede in der Farbqualität – insbesondere Abweichungen im Farbort – sehr schnell wahrnimmt, ist jede Leuchte, die mit einer PI-LED Light Engine ausgestattet ist, eine kalibrierte Lichtquelle. Im Werk durchlaufen alle Leuchten eine Prüfung, bei der alle Farbkanäle eingemessen und die Daten dem Mikroprozessor zur Verfügung gestellt werden, um den Farbort richtig zu berechnen.
Das Messverfahren erfolgt in der sogenannten Ulbricht-Kugel. Diese Art von Kugel ist hohl mit hochreflektierender, diffus streuender Innenbeschichtung, die für eine gleichmäßige Verteilung des Lichtes sorgt.
Wie bei der Eichung einer Waage, muss zunächst eine Kalibrierung des Systems stattfinden. Hierfür nimmt ein Mitarbeiter eine Referenz-LED, von der genau bekannt ist, wie hell sie ist und welche Farbe sie besitzt. Diese nimmt nun den festgelegten Platz in der Kugel ein und wird mit einem definierten, konstanten Strom betrieben, um stabile Messbedingungen herzustellen.
Sensoren im System erfassen das in der Ulbricht-Kugel gleichmäßig verteilte Licht und messen daraus Lichtstrom und Farbspektrum. Im zweiten Schritt geht es darum, dieses gemessene Signal mit dem bekannten Lichtwert der Referenz-LED zu vergleichen.
Daraus berechnet das Gerät einen Korrekturfaktor, der abgespeichert wird. Das System hat nun gelernt, dass das entsprechende Messsignal, genau so viel an realem Licht entspricht. Im Anschluss werden die weiteren LEDs eingelegt und unter denselben Bedingungen gemessen. Dank der Kalibrierung werden nun korrekte, reale Werte ausgegeben.
Ein Augenmerk liegt dabei auch auf der Temperaturkompensation. Denn LEDs verhalten sich anders, wenn sie warm werden – gerade rote LEDs wirken dadurch oft dunkler. Auch hier wird mithilfe bekannter Temperaturkennlinien der Messwert auf eine Referenztemperatur (z.B. 25 Grad) zurückgerechnet, die angibt, wie die LED standardmäßig leuchten würde.
Wie wird tageslichtähnliche Beleuchtung gesteuert?
Eine HCL-Anlage basiert überwiegend auf automatischen Abläufen, die ein Planer vorher unter Berücksichtigung der Jahreszeit, des geografischen Breitengrades und der individuellen Anforderungen des Nutzers sauber im System angelegt hat.
In der Planung stellt sich die Farbtemperatur automatisch alle 30 Sekunden ein, sodass die Übergänge zwischen den einzelnen Lichtzuständen kaum wahrnehmbar sind. Trotzdem hat der Nutzer immer noch die Möglichkeit, manuell in das System einzugreifen, indem er eigenständig Anpassungen vornehmen und einzelne Lichtstimmungen unabhängig von der tageslichtähnlichen Beleuchtung auswählen kann.
Umsetzung: Funk oder Kabel
In Neubauten bietet es sich an, ein festverkabeltes System zu integrieren, weil es in der Regel stabiler läuft als ein Funksystem. Die tageslichtähnliche Beleuchtung von KITEO kann über DALI DT8 beispielsweise in ein KNX-Gebäudemanagementsystem eingebunden werden. Dadurch ergeben sich zusätzliche Synergieeffekte, indem z.B. die Beleuchtung mit weiterer Sensorik kombiniert wird. So wird Beleuchtung nur dort eingeschaltet, wo sie wirklich benötigt wird, was wesentlich dazu beiträgt, den Energiebedarf einer HCL-Lösung gering zu halten.
Auch in Bestandsbauten oder Mietswohnungen ist es möglich, tageslichtähnliche Beleuchtung nachzurüsten. Die funkbasierten Steuerungselemente von KITEO lassen sich beispielsweise einfach über den ZigBee-Standard oder CASAMBI implementieren.
Weiterführende Informationen
Hinter PI-LED steckt eine ausgeklügelte Technologie, die speziell für die Umsetzung moderner Human-Centric-Lighting-Konzepte entwickelt wurde. Sie ermöglicht eine besonders natürliche Lichtwirkung und schafft so eine Lichtumgebung, die den Menschen als stiller, aber wirksamer Begleiter im Alltag unterstützt.
Weitere Informationen zu konkreten KITEO-Leuchten und ihren Einsatzbereichen findest du auf Technifox. Je nach Größe und Anforderungen eines Projekts kann außerdem eine professionelle Lichtplanung sinnvoll sein. Alles rund um die Planung moderner HCL-Konzepte behandelt unser Lichtplanungsbüro Lumetix.
Interview mit Markus Fischer Vertrieb Deutschland
Im Januar 2026 öffnete KITEO ihre Pforten für interessierte Vertriebspartner, die mehr über die Technologie und die Menschen dahinter erfahren wollten. So begaben wir uns auch auf die Reise nach Jennersdorf, dem Firmenhauptsitz des innovativen Leuchtenentwicklers, um unseren Wissenshorizont zu erweitern.
Neben spannenden Führungen durch die Produktionshallen und die Show-Rooms sowie erkenntnisreichen Vorträgen, hatten wir die Gelegenheit, auch direkt ein paar Worte mit den Menschen zu wechseln, die täglich dafür sorgen, dass die Technik geplant, verbaut und weiterentwickelt wird – wie zum Beispiel mit Markus Fischer, der für den Vertrieb in Deutschland tätig ist.
CASAIO: Markus, kannst du noch einmal in deinen Worten beschreiben, was HCL bedeutet?
Markus: Der Begriff HCL ist leider marketingtechnisch schon ziemlich ausgelaugt. Wir sprechen lieber von tageslichtähnlicher Beleuchtung. Es bedeutet, in den Innenräumen das gleiche Lichtgefühl zu schaffen, wie außerhalb – und zwar indem die Beleuchtung sich am natürlichen Tageslicht orientiert. Das ist erwünscht, weil der Mensch seit jeher unter der Sonne lebt, sprich mit diesem Tageslichtverlauf – und genau dieses Erlebnis möchte man in den Raum bringen.
CASAIO: Und genau, das schafft ihr ja mit eurer PI-LED-Technik.
Markus: Genau. PI-LED erlaubt, dass das Licht sich stufenlos dynamisch über den Tag verändert. Die Veränderung erfolgt entlang der Planckschen Kurve, was bedeutet, dass das Sonnenlicht nahezu perfekt nachgebildet wird.
CASAIO: Beeindruckend. Wie komplex ist die Bedienung für den Nutzer – muss er viel wissen?
Markus: Prinzipiell ist es so, dass die tageslichtähnliche Beleuchtung automatisiert läuft, wir programmieren in Abstimmung mit dem Kunden den Verlauf ein. Der Nutzer hat aber später trotzdem immer noch die Chance manuell einzugreifen, um z.B. Szenen zu aktivieren oder die Beleuchtung kurzzeitig zu ändern.
CASAIO: Was würdest du jemanden raten, der in Erwägung zieht, sich solch eine Anlage einrichten zu lassen?
Markus: Grundsätzlich ist Planung das A und O. Sicher, verbauen tut man sich nichts, weil man auch Leuchten mit PI-LED auf Funkbasis nachrüsten kann. Aber: eine Planung, vor allem bei einem Neubau, eröffnet viel mehr Möglichkeiten, und am Ende hat man ein Ergebnis, das auch wirklich die eigenen Ansprüche zu 100% erfüllt. Wenn das Budget generell knapp ist, würde ich trotzdem auf jeden Fall dazu raten, die entsprechenden Kabel vorzubereiten, damit später mehr Optionen zur Verfügung stehen.
CASAIO: Neben PI-LED bietet ihr auch Standardleuchten an. An welchen Stellen im Gebäude macht es Sinn, diese einzuplanen?
Markus: Genau, wir nennen sie Fixed-White- oder Single-Color-Leuchten, weil sie nur in einer Lichtfarbe von 3000 oder 4000 Kelvin leuchten können. Meistens planen wir sie in Fluren oder Nebenräume ein, die nicht der Hauptschauplatz des Lebens sind. Unser Produktportfolio erlaubt es uns, bei Kunden auch auf Hybridlösungen zurückzugreifen, ohne in der Optik einbüßen zu müssen. Viele unserer Leuchten, wie beispielsweise K-Motus, gibt es in 3000K, in 4000K und in PI-LED.
CASAIO: Ja, sicher ist das auch eine Budgetfrage. Was waren sonst noch eure wichtigsten Erkenntnisse aus der Praxis?
Markus: Ein Thema waren bei uns in der Vergangenheit immer die Einbautiefen. Das haben wir über unseren K-Motus gelöst, der sich problemlos in einer Standard-Einbautiefe von sechs Zentimetern einbauen lässt. Eine Ergänzung, die wir uns noch vorgenommen haben, ist einen Spot herauszubringen, der als Anbauvariante in PI-LED erhältlich ist. Ebenso haben wir festgestellt, dass wir noch einige zusätzliche Pendelleuchten und eine Alternative zur K-Horizon Wandleuchte in PI-LED benötigen, um unser Portfolio weiter zu komplementieren. Und zu guter Letzt: Wenn möglich, raten wir immer zu einer festen Verkabelung.
CASAIO: Wir sind uns einig – tageslichtähnliche Beleuchtung kann viel, aber wo liegen deiner Meinung nach ihre Grenzen?
Markus: Eine Grenze der PI-LED-Technologie sehe ich meiner Ansicht nach vor allem bei darüberhinausgehenden Möglichkeiten bzw. Einsatzgebieten im gewerblichen Bereich. Pharmaunternehmen benötigen beispielsweise für ihre Produkte sehr spezielles Licht. Und auch der Einsatz von bestimmtem Licht im therapeutischen Sinne stellt für mich ein ganz eigenes Themengebiet dar.
CASAIO: Eine Frage, die uns und wahrscheinlich auch viele Nutzer interessiert ist, ob ein Gebäude mit PI-LED-Technologie mehr Energie verbraucht als ein Gebäude mit konventioneller LED-Lichttechnik.
Markus: Da mehr Kanäle in einer Leuchte zu bespielen sind, wird auch mehr Energie benötigt. Allerdings muss man dabei bedenken: Ein Privathaus, das mit LED ausgestattet ist und in der Regel nicht 24 Stunden durchgehend beleuchtet ist, hat relativ wenig Betriebsstunden – weil eben die meisten Menschen beispielsweise arbeiten gehen und sich nicht rund um die Uhr im Haus aufhalten. Gerade im Kontext Smart Home bietet es sich an, die Lichtsteuerung teilweise über Sensorik abzuwickeln, sodass Licht auch wirklich nur dort eingeschaltet wird, wo es gebraucht wird.
CASAIO: Ihr verbaut die PI-LED-Technologie bereits seit 2007, habt ihr schon Erfahrungswerte hinsichtlich der Lebensdauer eurer Leuchten sammeln können?
Markus: Ja das haben wir. Die ersten Leuchten haben wir unter der Angabe von 35.000 Betriebsstunden 2012 in einem Shop verbaut. Insgesamt erhellten tagtäglich 24 Stunden 1000 Leuchten die Verkaufsflächen – etwa 400 davon das Schaufenster. Nach fünf Jahren haben wir eine Messung vorgenommen und lagen tatsächlich noch bei 95% LED-Lichtstrom. Danach setzten wir die Betriebsstunden auf 50.000 – und wir wissen, dass die Anlage immer noch läuft. Wenn wir das rückwirkend berechnen, haben wir Stand heute 2026 einen Wert um die 100.000 Stunden erreicht. Wir geben zwar tendenziell weniger an, weil die Umgebungstemperatur auch einen großen Einfluss auf die Lebensdauer hat, aber grundsätzlich ist es so, dass eine vernünftige LED sehr langlebig ist.
CASAIO: Macht es dabei einen Unterschied, die Leuchte 365 Tage durchbrennen zu lassen, oder am Tag mehrmals ein- und auszuschalten?
Markus: Der LED an sich macht das nichts aus. Die höheren Schaltzyklen belasten eher das Vorschaltgerät. Das kann man aber bei Bedarf austauschen und so die LED-Leuchte erhalten.
CASAIO: Und wo denkst du wird in Zukunft der Trend in der Lichtbranche hingehen?
Markus: Definitiv zu Weißlicht-veränderbarem-Licht, wie es die PI-LED-Technologie kann. Sowohl im privaten als auch im gewerblichen Bereich – das merken wir bereits jetzt an der rasant ansteigenden Anzahl an Anfragen und umgesetzten Projekten. Die Menschen legen heute bereits schon mehr Wert auf vernünftiges Licht als vor einigen Jahren und das wird sich in Zukunft noch weiter intensivieren. Dazu kommt, dass auch zukünftig das Thema Nachhaltigkeit eine zentrale Rolle spielen wird. Wir werden beispielsweise oft gefragt, ob unsere Leuchten Made in Europe sind – und das sind sie.
CASAIO: Wir danken dir für die Zeit und deine wertvollen Antworten, Markus.
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