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CircadianLab — EML-, Beleuchtungsstärke- & Blendungsrechner

Dieses kostenlose Online-Tool berechnet melanopisches Lux (EML), Beleuchtungsstärke in Lux und Foot-Candles sowie UGR-Blendungsbewertungen für die Beleuchtungsplanung. EML, formal bekannt als melanopic EDI gemäß CIE S 026:2018, berücksichtigt die spektrale Empfindlichkeit der melanopsinhaltigen retinalen Ganglienzellen (ipRGCs), die Schlaf-Wach-Zyklen, Wachheit und Stimmung regulieren.

Verwenden Sie es, um Beleuchtungslayouts zu entwerfen, die den Anforderungen von WELL v2 Feature L03 entsprechen, Leuchtenoptionen zu vergleichen und professionelle Berichte zu erstellen — alles in Ihrem Browser ohne Anmeldung oder Installation.

Was ist EML und Warum ist es Wichtig?

Traditionelle Beleuchtungsplanung konzentriert sich auf die photopische Beleuchtungsstärke (Lux) — wie hell ein Raum für das menschliche visuelle System erscheint. Aber die nicht-visuellen Effekte von Licht auf zirkadiane Rhythmen hängen von einer anderen Metrik ab: der melanopischen äquivalenten Tageslichtbeleuchtungsstärke.

EML = Illuminance (lux) × Melanopic DER

Das Melanopic Daylight Equivalent Ratio (DER) hängt von der spektralen Leistungsverteilung der Lichtquelle ab und variiert mit der Farbtemperatur (CCT). Bei 6.000K (Tageslicht) ist der DER definitionsgemäß 1,0. Warmweiße LEDs (2.700K) haben einen DER von ~0,44, was bedeutet, dass sie weniger als die Hälfte der melanopischen Stimulation pro Lux im Vergleich zu Tageslicht erzeugen. Quellen mit hohem CCT wie Innerscene Circadian Sky bei 200.000K erreichen DER-Werte von ~1,53.

WELL v2 Feature L03 — Zirkadiane Beleuchtungsplanung

Der WELL Building Standard v2 verlangt, dass Räume ausreichend melanopisches Licht auf Augenhöhe für die Gesundheit und das Wohlbefinden der Nutzer bereitstellen:

Stufe 1: ≥150 melanopic EDI in mindestens einer vertikalen Richtung bei 1,2m (Augenhöhe im Sitzen)
Stufe 2: ≥275 melanopic EDI in mindestens einer vertikalen Richtung bei 1,2m

Dieser Rechner prüft die Konformität an jedem Messpunkt des Rasters und gibt den Prozentsatz an, der jede Stufe erfüllt. Die Anforderung der vertikalen Richtung bedeutet, dass Deckenleuchten allein oft nicht ausreichen — Wandleuchten auf Augenhöhe können für die melanopische Stimulation weitaus effektiver sein.

Wie die Simulation Funktioniert

Direkte Beleuchtungsstärke

Die Intensität jeder Leuchte zu jedem Messpunkt wird mittels IES Typ C-Photometrie mit Abstandsgesetz-Abschwächung und Kosinus-Einfallskorrektur berechnet. Flächenquellen verwenden eine 12×12 Unterteilungsintegration.

Radiosity (Indirektes Licht)

Ein iterativer Radiosity-Löser mit 3 Reflexionen berechnet Formfaktoren zwischen allen Oberflächen und löst dann das inter-reflektierte Licht. Dies erfasst, wie Wände, Böden und Decken Licht im gesamten Raum umverteilen.

Melanopische Umrechnung

Die photopische Beleuchtungsstärke wird unter Verwendung gemessener melanopic DER-Werte in EML umgerechnet. Für Circadian Sky-Leuchten wird eine 22-Punkt-Nachschlagetabelle aus realen Spektralmessungen verwendet. Benutzerdefinierte DER-Werte können für jede Leuchte angegeben werden.

Richtungsmessung

EML wird in 5 Richtungen an jedem Rasterpunkt berechnet: horizontal (Schreibtischniveau) plus die 4 kardinalen vertikalen Richtungen (Nord, Ost, Süd, West) auf Augenhöhe. Für die WELL-Konformität muss nur eine vertikale Richtung den Anforderungen entsprechen.

Validierte Berechnungen

Jede Berechnung in diesem Tool wird durch eine automatisierte Validierungssuite verifiziert — 120+ Tests, die das Abstandsgesetz, Kosinus-Einfall, Radiosity-Energieerhaltung, IES-Lumen-Integration, melanopic DER-Genauigkeit und WELL v2-Konformitätslogik abdecken. Die Tests werden gegen 20 photometrische IES-Dateien von 8 Herstellern durchgeführt, darunter BEGA, Philips, American Electric Lighting und Innerscene. →

Funktionen

IES-Photometrie

Laden Sie echte gemessene photometrische Daten aus IES-Dateien für eine präzise Modellierung der Lichtverteilung

Circadian Sky Voreinstellungen

Alle 5 Innerscene Circadian Sky Größen mit gemessenen melanopic DER-Daten

Wandleuchten

Montieren Sie Leuchten an jeder Wand mit Höhen- und Neigungssteuerung für melanopische Stimulation auf Augenhöhe

WELL-Konformität

Automatische Stufe 1/2-Prüfung an jedem Rasterpunkt mit Bestanden/Nicht-Bestanden-Statistiken

CCT-Steuerung

2.200K bis 200.000K mit EML-Neuberechnung in Echtzeit unter Verwendung variabler melanopic DER

PDF-Berichte

Professionelle Berichte mit Heatmaps für alle Richtungen, Leuchtenplanung und QR-Code

Teilen-Links

Speichern und teilen Sie Ihre genaue Sitzung — Raum, Leuchten, Kamerawinkel und Ergebnisse

Benutzerdefinierter IES-Upload

Laden Sie beliebige IES-Dateien mit benutzerdefiniertem melanopic DER für Drittanbieter-Leuchten hoch

3D-Visualisierung

Interaktive 3D-Raumansicht mit Orbit-Steuerung, Heatmap-Textur und Nutzermodellen

Deckenraster mit Einrastfunktion

Drehbares Deckenraster mit Leuchten-Einrastung für präzise Einbauleuchtenplatzierung

Beleuchtungsstärke (Lux/FC)

Berechnen Sie horizontale und direktionale Beleuchtungsstärke in Lux oder Foot-Candles mit dem Abstandsgesetz und IES-Photometrie

UGR-Blendungsanalyse

Unified Glare Rating nach CIE 117:1995 mit direktionalen Heatmaps, Guth-Positionsindex und Auswertung pro Nutzer

Bodenbeleuchtungsstärke

Separate Analyse auf Bodenniveau für Notbeleuchtung und Umgebungslichtverteilung

Häufig Gestellte Fragen

▶Was ist EML (melanopisches äquivalentes Lux)?

EML (Äquivalentes Melanopisches Lux), formal bekannt als melanopic EDI (Äquivalente Tageslichtbeleuchtungsstärke), misst, wie effektiv eine Lichtquelle die melanopsinhaltigen intrinsisch photosensitiven retinalen Ganglienzellen (ipRGCs) im menschlichen Auge stimuliert. Diese Zellen regulieren zirkadiane Rhythmen, Wachheit und Schlaf-Wach-Zyklen. EML wird berechnet, indem die photopische Beleuchtungsstärke mit dem Melanopic Daylight Equivalent Ratio (DER) multipliziert wird, das von der spektralen Leistungsverteilung der Lichtquelle abhängt.

▶Was ist die WELL v2-Anforderung für melanopisches Licht?

WELL v2 Feature L03 (Zirkadiane Beleuchtungsplanung) verlangt einen melanopic EDI von mindestens 150 Lux (Stufe 1) oder 275 Lux (Stufe 2), gemessen vertikal auf Augenhöhe (1,2m für sitzende Nutzer) in mindestens einer Kardinalrichtung. Mindestens 75 % der Arbeitsplätze müssen diesen Schwellenwert für die Konformität erfüllen.

▶Welche CCT erzeugt den höchsten EML?

Höhere Farbtemperaturen erzeugen mehr melanopisches Licht pro Lumen. Bei 200.000K erreicht der melanopic DER ungefähr 1,53 für Circadian Sky-Leuchten. Standard-LEDs bei 6.000K haben einen DER von 1,0 (die Tageslicht-Referenz), während warmweiße 2.700K LEDs einen DER von nur 0,44 haben. Das bedeutet, dass eine 200.000K-Leuchte ungefähr 3,5× mehr EML pro Lux erzeugt als eine 2.700K-Leuchte.

▶Wie vergleicht sich der melanopic DER von Circadian Sky mit Standard-LEDs?

Phosphorkonvertierte weiße Standard-LEDs sind kommerziell bis etwa 6.500K erhältlich, wo sie einen melanopischen DER von ungefähr 1,10 erreichen. Darüber hinaus werden sie grell, bläulich und verlieren die Farbwiedergabequalität — daher verwenden die meisten Büros 3.500–4.000K (DER 0,61–0,69) oder bestenfalls 5.000K (DER 0,87). Leuchtstofflampen sind noch schlechter: eine T8 bei 4.000K erreicht nur einen DER von 0,56. Innerscene Circadian Sky verwendet eine ATMOS-Plattform mit 4 Chips mit einem einstellbaren CCT-Bereich von 2.200K bis 200.000K bei durchgehend CRI 91+. Das bedeutet, dass es bei CCTs weit über dem Standard-LED-Angebot arbeiten kann — zum Beispiel bei 10.000K (DER 1,23), 15.000K (DER 1,37) oder 200.000K (DER 1,53) — und dabei 2–3,5× mehr melanopische Stimulation pro Lux liefert als eine typische Büro-LED, ohne zusätzliche Blendung, da UGR von der Leuchtdichte abhängt, nicht vom Spektralgehalt.

▶Was ist Radiosity in der Beleuchtungssimulation?

Radiosity ist eine Methode der globalen Beleuchtung, die simuliert, wie Licht zwischen Oberflächen in einem Raum reflektiert wird. Im Gegensatz zur reinen Berechnung der direkten Beleuchtungsstärke berücksichtigt Radiosity Interreflexionen — Licht, das auf eine Wand trifft, von ihr reflektiert wird und dann andere Oberflächen beleuchtet. Dieses Tool verwendet einen iterativen Gauss-Seidel-Radiosity-Löser mit 3 Reflexionen und Formfaktorberechnung, der physikalisch basierte Schätzungen indirekter Beleuchtung liefert.

▶Was sind IES-Dateien und warum sind sie wichtig?

IES-Dateien (Illuminating Engineering Society) enthalten gemessene photometrische Daten, die genau beschreiben, wie eine Leuchte Licht in drei Dimensionen verteilt. Die Verwendung realer IES-Daten anstelle vereinfachter Kosinusverteilungen liefert wesentlich genauere Beleuchtungsstärkenvorhersagen, insbesondere für gerichtete Leuchten wie Einbauleuchten und Wandfluter. Dieses Tool unterstützt IES Typ C-Photometrie mit bilinearer Interpolation.

▶Wie beeinflussen Wandleuchten den EML?

Wandleuchten auf Augenhöhe können die vertikale melanopische Beleuchtungsstärke drastisch erhöhen, da sie Licht horizontal in Richtung der Augen des Nutzers lenken. Deckenleuchten beleuchten hauptsächlich horizontale Flächen und erzeugen hohe Lux-Werte auf Schreibtischniveau, aber niedrigere vertikale EML. Für die WELL v2-Konformität sind Wandleuchten auf Augenhöhe im Sitzen (1,2m) oft pro Lumen effektiver als Deckenleuchten.

▶Wie funktioniert der Beleuchtungsstärkerechner?

Der Beleuchtungsstärkerechner verwendet reale photometrische IES-Daten zur Berechnung der direkten und indirekten Beleuchtungsstärke in Lux oder Foot-Candles. Er wendet das Abstandsgesetz, Kosinus-Einfallskorrektur und Richtungsanalyse (horizontal plus 4 vertikale Richtungen) an. Indirektes Licht wird durch einen Radiosity-Löser mit 3 Reflexionen berechnet. Sie können mit einem Klick zwischen metrischen (Lux) und imperialen Einheiten (Foot-Candles) umschalten.

▶Was ist der Unterschied zwischen Lux und Foot-Candles?

Lux und Foot-Candles sind Einheiten der Beleuchtungsstärke (Lichtstrom pro Fläche). 1 Foot-Candle entspricht 10,764 Lux. Foot-Candles werden vorwiegend in Nordamerika verwendet, während Lux der internationale SI-Standard ist. Typische Bürobeleuchtungsniveaus liegen bei 30–50 Foot-Candles (300–500 Lux). Dieses Tool ermöglicht das Umschalten zwischen beiden Einheiten für die Bequemlichkeit von Planern in jeder Region.

▶Was ist UGR (Unified Glare Rating)?

UGR (Unified Glare Rating) ist eine standardisierte Metrik nach CIE 117:1995 zur Bewertung der Störblendung durch Leuchten. Es verwendet den Guth-Positionsindex zur Gewichtung des Beitrags jeder Leuchte entsprechend ihrer Position im Sichtfeld. Typische Komfortschwellenwerte sind: UGR ≤16 für Detailarbeit, ≤19 für Büros, ≤22 für Industriebereiche und ≤25 für Lagerhallen. Dieses Tool berechnet den UGR für jeden Nutzer und erzeugt direktionale Heatmaps, die Bereiche maximaler Blendung zeigen.

▶Kann ich mein Beleuchtungsdesign mit jemandem teilen?

Ja. Klicken Sie auf die Schaltfläche Teilen, um Ihre aktuelle Sitzung (Raum, Leuchten, Kamerawinkel, Auswahl) unter einer eindeutigen URL zu speichern. Jeder mit dem Link sieht genau das, was Sie sehen, einschließlich der Heatmap-Ergebnisse. Bei jedem Teilen wird eine neue UUID generiert — der Simulationszustand wird serverseitig gespeichert und kann jederzeit erneut geöffnet werden.

▶Ist dieses Tool kostenlos?

Ja, CircadianLab ist völlig kostenlos und erfordert keine Anmeldung. Alle Berechnungen laufen in Ihrem Browser über einen Web Worker. Sie können benutzerdefinierte IES-Dateien hochladen, PDF-Berichte erstellen und Links teilen — ohne Konto oder Bezahlung.