Vermessung und Bewertung der optischen Strahlung von verschiedenen Scheinwerfern hinsichtlich der Schädigung von Auge und Haut

Status:

abgeschlossen 10/2021

Zielsetzung:

Auf Bühnen und in Studios werden Scheinwerfer zur Ausleuchtung auch von Personen eingesetzt. Mit Einzug der LED-Technik im letzten Jahrzehnt hat sich die optische Strahlung der Scheinwerfer im Hinblick auf die spektrale Verteilung, Quellgröße und die Leistungsdichte um Größenordnungen geändert. Bei vielen Nutzenden und den verantwortlichen Unfallversicherungsträgern ist unklar, wie hoch die Gefährdung durch die optische Strahlung ist und welche Schutzmaßnahmen empfohlen werden sollen.

Das Ziel des Forschungsprojektes "FP 420 BoSS - Vermessung und Bewertung von Bühnen-Scheinwerfern hinsichtlich der Schädigung von Auge und Haut" hat in der Vermessung von 40 Bühnenscheinwerfern bezüglich ihrer optischen Strahlungsgefährdung bestanden. Motiviert ist die vorliegende Arbeit durch technologische Fortschritte wie etwa die neuartige LED-Technologie oder die neuen Entladungslampen vom Typ UHP (Ultra High Pressure).

Aktivitäten/Methoden:

Für die Beurteilung der Gefährdung sind die relevanten, biologisch motivierten Messgrößen (gewichtete Bestrahlungsstärken und Strahldichten) bestimmt worden, wie etwa die Gefährdung durch aktinisches UV, die UV-A-Schädigung der Augenlinse, die photochemische und die thermische Netzhautschädigung LB und LR sowie weitere Größen, wie sie in der DIN EN 62471 definiert werden. Die gewichteten Bestrahlungsstärken sind mit Hilfe von zwei synchron eingesetzten Spektrometern der Firma Instrument Systems ermittelt worden, die einen Wellenlängenbereich von 200 bis 1665 nm überdecken. Für die Messung der gewichteten Strahldichten ist das integrale Messsystem von Gigahertz-Optik (LDM-9811) eingesetzt worden. Dabei sind die Messungen in einem Abstand von 20 cm, 50 cm, 1 m, 2 m, 4 m und 8 m vorgenommen worden.

Ergebnisse:

Es hat sich als sinnvoll erwiesen, die Bühnenstrahler anhand ihrer Lichtquellen zu klassifizieren: LEDs, Entladungslampen (CDM, HMI, HMI SA und UHP) und Halbleiter-Laser.

Die umfangreichen Messergebnisse für die einzelnen Bühnenstrahler sind in Form von Steckbriefen komprimiert worden, die neben dem Spektrum und weiteren Messgrößen auch eine von uns definierte Schwelle der Expositionsgrenzwertüberschreitung in einem Abstand von vier Metern (RG4m) sowie die maximale Expositionszeit enthalten. Insgesamt lassen sich die Ergebnisse wie folgt zusammenfassen:

• Betrachtet man die gewichteten Strahldichten LB und LR, so überschreiten die Bühnenstrahler mit UHP-Lampen und Lasern häufig die Expositionsgrenzwerte der RG4m=2. Sie gehören der RG4m = 3 an.
• Die restlichen Bühnenstrahler mit LED, CDM, HMI und HMI SA Brennern gehören meist der RG4m = 2 an.
• Insgesamt gibt es eine Rangfolge in der Höhe der Exposition von künstlicher optischer Strahlung der Bühnenstrahler: UHP "ungefähr gleich" Laser > HMI SA > HMI "ungefähr gleich" LED > CDM
• Mit Hilfe von empirischen Regeln kann das Gefährdungspotential meist schon mit Hilfe der Datenblätter der Bühnenstrahler abgeschätzt werden.
• Für den UV-Bereich treten vereinzelt Expositionsgrenzwertüberschreitungen bei den Bühnenstrahlern mit UHP und HMI Lichtquellen auf, die sich aber technologisch leicht beheben ließen.

Eine grafische Darstellung finden Sie im Abschlussbericht.

Stand: