Wie man Geistesblitze im Klassenzimmer erzeugt

Hat die Wahl der Leuchtmittel Auswirkungen auf den Lernerfolg in Volksschulen? Mehr als man denkt. Das ist das Ergebnis einer Studie, die in drei österreichischen Gemeinden durchgeführt wurde.

Vielleicht können Sie sich noch an Ihre Kindheit und Jugend erinnern: Es war Winter. Wenn die Schule losging, war es noch dunkel. Man betrat gemeinsam mit ein paar Dutzend Klassen-kameraden ein leeres, dunkles Zimmer, den Biosaal oder den Turnsaal. Leuchtstoffröhren an der Decke begannen eine nach der anderen zu flackern, dann leise surrend zu leuchten und man wusste: Das wird eine harte Stunde.

Das bleibt künftigen Generationen erspart. Denn seit 2023 ist der Verkauf von Halogen-lampen, Kompaktleuchtstofflampen sowie T8- und T5-Leuchtstoffröhren in der EU verboten. Die beiden Letzteren sind massenweise in Industrieanlagen und Schulen verbaut, enthalten allerdings das umwelt- und gesundheitsschädliche Quecksilber. Die Ökodesignrichtlinie der EU verlangt außerdem energieeffizientere Beleuchtungsmethoden – und das betrifft auch die Schulen.

Schritt für Schritt müssen Bildungseinrichtungen nun auf moderne Beleuchtungssysteme wie LEDs umrüsten. Aber abgesehen vom Klimaschutz: Wirkt sich dieses neuen Licht auch auf das Wohlbefinden und die Konzentrationsfähigkeit der Kinder im Klassenzimmer aus? Mit dieser Frage hat sich eine Studie beschäftigt, die in drei niederösterreichischen Gemeinden durchgeführt wurde.

Zur Person

Elisabeth Teufelsbauer hat für Wien Energie eine umfangreiche Studie über die Auswirkungen von Licht auf den Lernerfolg durchgeführt.

Gute Beleuchtung macht den Unterschied

„Das wichtigste Learning ist: Gute Beleuchtung schafft ein Wohlfühlklima und bewirkt, dass man sich besser konzentrieren kann“, sagt die Leiterin des Forschungsprojekts „Use Case 5e“, Elisabeth Teufelsbauer von Wien Energie. Durchgeführt wurde das Experiment von der Aspern Smart City Research GmbH (ASCR), einer gemeinsamen Forschungsplattform von Siemens, den Wiener Netzen und der Stadt Wien. Zum Versuchszeitpunkt im Jahr 2022 war Wien Energie ebenfalls ein Gesellschafter der ASCR, hat die Anteile an der Firma aber mittlerweile veräußert.

Im Zuge des Versuchs wurden in zehn Klassenräumen der Volksschulen Ebreichsdorf, Guntramsdorf und Unterwaltersdorf sogenannte HCL-Systeme inklusive moderner LED-Beleuchtung installiert. Die Gemeinden seien dabei pragmatisch ausgewählt worden, weil bereits geschäftliche Beziehungen im Rahmen der öffentlichen Beleuchtung bestanden und sich die Schulleitungen offen für den Versuch gezeigt hätten. Bei der HCL-Beleuchtungstechnik, kurz für „Human Centric Lighting“, steht das menschliche Wohlbefinden im Mittelpunkt des Interesses.

Sensoren wurden in den Klassenzimmern eingebaut, die zum Beispiel Luftfeuchtigkeit, CO₂-Gehalt oder auch die Lautstärke maßen. Das HCL-System sorgte außerdem dafür, dass sich die Beleuchtung in den Zimmern automatisch dem natürlichen Tagesverlauf anpasste. „Das Gute an dieser Beleuchtungsform ist, dass der menschliche Biorhythmus dabei unterstützt wird“, sagt Teufelsbauer: Dies werde als besonders angenehm wahrgenommen.

Bei dieser Beleuchtung wird der Biorhythmus unterstützt.

Auf die Lichtfarbe kommt es an

Die konkreten Auswirkungen auf Kinder und Lehrer wurden im Rahmen einer sozialwissenschaftlichen Begleitstudie untersucht, zehn weitere Schulklassen – mit „alter“ Beleuchtung – dienten als Kontrollinstanz. Der Schulalltag wurde beobachtet und verglichen, Lehrer und Eltern wurden mittels Fragebögen zu ihren Wahrnehmungen befragt. Auch Lern- und Konzentrationsfähigkeit der Kinder waren dabei Gegenstand des Versuchs. So wurde den Lehrkräften die Möglichkeit gegeben, die Lichtfarbe – im Fachjargon Farbtemperatur – im Raum zu verändern. Gemessen wird diese in Kelvin. Kerzenlicht bewegt sich beispielsweise im Bereich von 1.500 Kelvin. Warmes Licht, im niedrigen Kelvin-Bereich, wirkt beruhigend auf den Menschen, macht schläfrig.

Je höher die Kelvin-Zahl und damit der Blauanteil im Licht, desto kühler wirkt eine Umgebung auf Menschen – dafür wird allerdings die Konzentrationsfähigkeit bei kaltem Licht erhöht. Bei Prüfungen und neuem Lernstoff setzten die Lehrerinnen und Lehrer eher auf kühles Licht, bei kreativen oder Gemeinschaftsaktivitäten wie zum Beispiel beim Musizieren auf wärmeres Licht. „Am besten für die Lernfähigkeit ist Tageslicht, also wünschenswert wären viele Fenster in unseren Klassenzimmern“, sagt Teufelsbauer. „Wenn das aber nicht möglich ist – und auch im Herbst und Winter, wenn es früher dunkel wird –, ist eine gute Beleuchtung essenziell und die kann man mit LEDs erzielen.“ In den Befragungen gab die Mehrheit der Lehrkräfte an, dass die neue Beleuchtung die Unterrichtsqualität verbessert habe und dass das kältere Lichtprofil die Aufmerksamkeit der Schüler fördern würde.

Im Prinzip entfällt das Austauschen der Leuchtstoffröhren.

Keine Extra-Pausen mehr

Generell ist es Zeit, mehr Licht in die Klassenzimmer zu lassen. Die Beleuchtungsnorm, die technische Anforderungen und Empfehlungen für die Beleuchtung in Innenräumen festlegt und die auch für Österreich gilt, wurde bereits 2021 geändert. „Früher brauchte man in Klassenräumen 300 Lux Beleuchtungsstärke“, sagt Elisabeth Teufelsbauer. „Bei einem Bildschirmarbeitsplatz wurden allerdings immer schon 500 Lux empfohlen. Mit der Neuerung wurden die beiden Werte angeglichen.“

Beim Umrüsten auf energieeffizientere LEDs für Schulen ist aber die Wartung zu berücksichtigen. Konnten Leuchtstoffröhren noch von einem Schulwart ausgetauscht werden, braucht es bei LEDs ausgebildete Elektrofachkräfte. „Allerdings sind LED-Systeme langlebiger“, sagt Elisabeth Teufelsbauer. LED-Leuchten hätten eine Lebensdauer von bis zu 100.000 Stunden, die zugehörigen Treiber 50.000 Stunden. „Eine Schule hat im Mittel zwischen 200.000 und 300.000 Betriebsstunden in ihrer Laufbahn. Leuchtstoffröhren mussten etwa alle vier bis sechs Jahre getauscht werden und das entfällt nun im Prinzip.“

Einziger Wermutstropfen für die Schüler: Die Extra-Pause, wenn der Hausmeister eine defekte Leuchte austauscht, wird bald ebenfalls der Vergangenheit angehören.

Das richtige Licht entscheidet

Lichtqualität. Verschiedene Lichtfarben beeinflussen unsere Wachheit und unser Wohlbefinden. Helles, kühles Licht fördert die Konzentration. Warmes Licht ist gemütlich, macht aber auf Dauer müde.
Schulbeleuchtung. In drei Volksschulen wurde ein Beleuchtungssystem mit HCL-
Technik installiert, das hochwertiges Licht bietet und den Biorhythmus unterstützt, indem es das Sonnenlicht simuliert.
Anpassung. Für verschiedene Situationen wie Prüfungen oder entspanntes Arbeiten kann man das Licht jeweils entsprechend anpassen.
Keine Extreme. Zu kaltes Licht ist ebenso problematisch wie zu warmes.