Fotobiologische Gefährdungsbeurteilung von optischer ... - LiTG

Fotobiologische 

Gefährdungsbeurteilung 

von optischer Strahlung 

Werner Halbritter 

OSRAM - Central Laboratory for Light Measurements 

Fotobiologische Gefährdungsbeurteilung von optischer Strahlung.ppt 09.02.2012 

Seite: 1, Halbritter

Gliederung 

1. Gesetze, Richtlinien und Standards 

2. Gefährdung durch Optische Strahlung 

3. Bewertung gemäß EN 62471 

4. Klassifizierung 

5. Kennzeichnung 

6. Blaulichtbewertungen 

7. Zusammenfassung 



Geräte- und Produktsicherheitsgesetz - GPSG 

Gesetzliche Pflicht des Herstellers oder Importeurs Produkte nur in 

den Verkehr zu bringen, wenn sie nach dem „Stand der Technik“ so 

beschaffen sind, dass Benutzer bei bestimmungsgemäßen Gebrauch 

gegen Gefahren aller Art für Leben und Gesundheit geschützt sind. 

Diese Gesetz stellt die Übertragung von EU Richtlinien z.B. 

Niederspannungsrichtlinie in nationales Recht dar. 

Diese Richtlinien enthalten allgemeine Sicherheitsanforderungen und 

Schutzziele, die durch harmonisierte Normen ausgefüllt und 

konkretisiert werden. 

Die europäischen Standardisierungskommissionen haben die Aufgabe 

Produktnormen und technische Spezifikationen zu entwickeln, deren 

Vorgaben dieser grundlegenden Sicherheitsanforderungen dienen. 

Ein nach diesen Normen hergestelltes/bewertetes Produkt wird mit der 

CE-Kennzeichnung versehen und muss in allen Mitgliedsstaaten 

akzeptiert werden. 



EU Richtlinien 

RICHTLINIE DES EUROPÄISCHEN PARLAMENTS UND DES RATES 

über Mindestvorschriften zum Schutz von Sicherheit und 

Gesundheit der Arbeitnehmer vor der Gefährdung durch 

physikalische Einwirkungen von: 

• Lärm 

• Vibrationen 

• elektromagnetische Felder 

• optische Strahlung 



Optische Strahlung 

AUVA, Report 55a 



Quellen optischer Strahlung 

Künstliche optische Strahlungsquellen: z.B. Lichtquellen, Schweißen, Schmelzen….. 

Natürliche optische Strahlungsquellen: z.B. Sonne….. 

Es existieren bereits allgemeine 

arbeitsplatzbezogene Anforderungen 

z.B.: Unfallverhütungsvorschrift BGV A1 

“Grundsätze der Prävention” 



Mögliche Gefährdung durch optische Strahlung 

Optische Strahlung hat prinzipiell eine geringe Eindringtiefe in das menschliche 

Gewebe. Nur oberflächliche Schädigung möglich. Es sind keine inneren Organe 

betroffen. 

Gefährdung der Haut und der Augen 

Man unterscheidet zwischen photochemischen und thermischen Schädigungen. 

Im UV-Bereich liegt die Photonenenergie der Strahlung im Bereich der chemischen 

Bindungsenergie von menschlichem Gewebe (ca. 3…6 eV). 

photochemische Schädigung thermische Schädigung 

Durch Erwärmung von Gewebe: 

Horak 

Absorption der Strahlung in der 

DNS bzw. Proteinen und Zerfall in 

schädliche Photoprodukte oder 

Bildung von aggressiven, reaktiven, 

oxidativen Substanzen 


Seite: 7, Halbritter 

• Erhöhte Zellensterblichkeit 

• Eiweiß-Denaturierung 

• Austrocknung 

• Kochen des Zellwassers 

• Verdampfung bzw. Verkohlung

Eindringtiefe in die Haut 

Horak 



Hornhaut: wichtigste 

Barriereschicht, Dicke 0,01 

bis 0,02 mm 

Oberhaut: Dicke 0,075 - 0,15 

mm; an Handflächen 0,4 bis 

0,6 mm 

Lederhaut: 

Bindegewebestruktur sorgt für 

Festigkeit, enthält Nerven und 

Muskelfasern, Schweiß- und 

Talgdrüsen, Lymphgefäße 

und Haarwurzeln 

Unterhautgewebe: Fett und 

Bindegewebe mit Fasern und 

Gefäßen

Eindringtiefe ins Auge 

Netzhaut 

Horak 

Glaskörper 

Horn- und Bindehaut 

Augenlinse 



Je nach Eindringtiefe 

lassen sich folgende 

Schädigungen 

unterscheiden: 

• Horn- und Bindehaut 

(Keratokonjunktivitis) im 

UV-C,-B und IR-C 

• Augenlinse (Katarakt) 

im UV-B,-A und im 

gesamten IR 

• Netzhaut im gesamten 

sichtbaren Bereich und im 

IR-A

Schädigungsarten durch optische Strahlung 

Photochemische Gefährdungen im UV und sichtbaren Bereich 




Geringe Mengen an UV-Strahlung haben aber auch positive Effekte: z.B. Vitamin D Bildung

Aktinität bestimmter Schädigungen 



E. Sutter VDE- 

Schriftenreihe 

Bd.104

Grundlagen 



Grundlagen - Verordnungen - Standards 

Grundlagen: 

Unabhängige Expertenkommission zur Festlegung von Wirkungsfunktionen und Dosiswerten 

zur Gefährdung durch optische Strahlung 

Verordnungen: 

EU-Richtlinie 2006/25/EG: 

Mindestvorschriften zum Schutz von 

Arbeitnehmer vor Gefährdung durch 

künstliche optische Strahlung 

Unfallversicherungen: 

z.B. BGI 5006 Expositionsgrenzwerte für 

künstliche optische Strahlung 

AUVA MR014 

UV Strahlenbelastung am Arbeitsplatz 



Allgemeiner Standard: 

EN 62471 / CIE S009 

Photobiologische Sicherheit von Lampen & 

Lampensystemen 

Produktstandards (UV-Bewertung): 

z.B. EN 60432-2 Sicherheitsanforderungen 

für Halogenglühlampen 

EN 62035 Sicherheitsanforderungen für 

Entladungslampen 

Expositionsbewertung Emissionsbewertung

Bewertungsbereiche der optischen Strahlungssicherheit 

relativ 

10 

1 

0.1 

0.01 

0.001 

0.0001 

0.00001 

UV sichtbar IR 

UV-A 

effekt. UV 

Blaulicht 

200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 

UV / IR - Bereich: 

• Geringe Eindringtiefe (Auge bzw. Haut) 

• Effekte in der Gewebeoberfläche 

Bewertung in Bestrahlungsstärke [W/m²] 

(unabhängig von der Quellengröße) 

thermische Netzhautgefahr 

Wellenlänge [nm] 

IR Auge (Katarakt) ...3000nm 

sichtbarer - Bereich: 

• Abbildung durch das Auge 

• Effekte in der Netzhaut 



Bewertung in Strahldichte [W/m²/sr] 

(abhängig von der Quellengröße)

EU-Richtlinie (Ausschnitt) 



Leistungs- und energiebezogene Größen 

Thermische Gefährdungen 

sind abhängig von der Bestrahlungsleistung, d.h. beim Überschreiten einer bestimmten 

Bestrahlungsstärke tritt eine Schädigung auf: 

Die zulässigen Grenzwerte sind als Bestrahlungsstärke in [W/m²] angegeben 

Photochemische Gefährdungen 

sind abhängig von der Bestrahlungsdauer und summieren sich auf: 

Die zulässigen Grenzwerte sind als Dosis in [J/m²] angegeben 



Dosisabhängige Größen 

Bei dosisabhängigen Größen ergibt sich die Gefährdung aus der 

Bestrahlungsstärke und der Bestrahlungsdauer 



H 

t 

1 

J 

E( 

t) 

dt 

 

m 

t 

0 

2 

 

 

 

AUVA, Report 55a

Klassifizierung gem. EN 62471 



Risikogruppen nach EN 62471 

Risikogruppe 

Freie Gruppe 

Risikogruppe 1 

(geringes Risiko) 


(mittleres Risiko) 


(hohes Risiko) 


Hintergrund 

Lampe stellt im Sinne der Kriterien der 

Lampensicherheitsnorm keine photobiologische 

Gefahr dar, auch nicht bei längerer Exposition im 

Referenzabstand. 

Lampe stellt aufgrund von Einschränkungen durch das 

menschliche Verhalten normalerweise keine Gefahr 

dar. 

Lampe stellt aufgrund von natürlichen 

Abwendreaktionen (Lidschlussreflex, Hitzeschmerz) 

keine Gefahr dar. 

Lampe stellt sogar für kurzzeitige Bestrahlung im 

Referenzabstand eine Gefahr dar. 

© Schulmeister, Weber 



Klassifizierung gemäß EN 62471 



Risikoklassen und Expositionszeit nach EN 62471 



Emissionsgrenzwerte nach EN 62471 



Abhängigkeiten der unterschiedlichen Gefährdungen 

aktinisches UV-, UVA- und IR-Schädigungen sind abhängig von der 

Bestrahlungs- bzw. Beleuchtungsstärke. 

Das Gefährdungspotenzial steigt mit: 

der Lampenleistung 

quadratisch mit der Entfernung zur Lampe (halber Abstand = 4-fache 

Gefährdung) 

Der Lichtstärkeverteilung der Lampe (z.B. Bündelung des Lichts durch 

Reflektoren) 

Diese Strahlungsanteile sind nicht im “sichtbaren” Spektralbereich und können 

durch die Materialien der Lampe bzw. Leuchte reduziert werden (Filterung). 

Blaulicht und thermische Netzhautgefährdung sind abhängig von der 

Strahl- bzw. Leuchtdichte. 

Diese Gefährdung ist nahezu unabhängig von: 

der Lampenleistung 

der Entfernung zur Lampe 

Der Lichtstärkeverteilung der Lampe 

Diese Strahlungsanteile sind im “sichtbaren” Spektralbereich und können nicht 

durch Filterung reduziert werden. 

Diese Größen können nur durch “Entblendung” – Reduzierung der Leuchtdichte 

(z.B. Streuscheiben) beeinflusst werden. 



Risikogruppen verschiedener Lampen 

Tubular Fluorescent, 4000K, 80W, 16mm 

Tubular Fluorescent, 8000K, 80W, 16mm 

CFLi, 2700K, 11W, without envelope 

CFLi, 2700K, 11W, with envelope 

LED reflector lamp MR16 retrofit, 3000K 

LED incandescent retrofit, diffuse bulb 

Halogen HV 230V, 42W, ECO with outer bulb 

Halogen HV 230V, R7s, 230W, without UV filter 

Halogen LV 12V, 50W, UV reduced, without refl. 

Halogen LV 12V, 50W, 12V, MR16 dichroic refl. 

Halogen LV 12V, 35W, ECO with IR coating 

Incandescent, 60W, 230V, clear 

LED high power chip 

Metal halide discharge, 70W, 830 

Metal halide discharge, 70W, 942 

High pressure sodium, 70W 

Actinic UV 

200mm 500lx 

RG 1 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 2-3 RG 1 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 1-2 RG 0 

RG 2 RG 0 

RG 0 RG 0 

UVA 

200mm 500lx 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 



IR 

200mm 500lx 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 1-2 RG 0 

RG 0-1 RG 0 

RG 1 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 0-1 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

BLH 

200mm 500lx 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 0 RG 0 

RG 1 RG 1 

RG 0 RG 0 

RG 1 RG 1 

RG 1 RG 1 

RG 1 RG 0* 

RG 1 RG 1 

RG 1 RG 0* 

RG 1 RG 1 

RG 2 RG 0* 

RG 2 RG 0* 

RG 2 RG 0* 

RG 1 RG 1 

*small source

Kennzeichnung 



Kennzeichnung 



Kennzeichnung 



Kennzeichnung nach EN 62035 

(Sicherheitsnorm HID Lampen) 

Lampe kann ohne Schutzabdeckung betrieben werden – „self-shielded“ 

Betrieb nur in Leuchten mit Schutzscheibe zugelassen 

Erhöhte UV Strahlung 

Lampe mit gebrochenen Außenkolben nicht betreiben 

Vorschlag: (gem. EN 61549) 

Nicht direkt in die Strahlung blicken - Blaulichtgefahr 



Blaulichtbewertung 



Blaulichtbewertung von “weißen” LED 

relativ 

10 

1 

0.1 

0.01 

0.001 

0.0001 

0.00001 

UV sichtbar IR 

UV-A 

effekt. UV 

Blaulicht 

thermische Netzhautgefahr 

200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 

Wellenlänge [nm] 

IR Auge (Katarakt) ...3000nm 

• vernachlässigbare UV- bzw. IR-Anteile 

• hauptsächlich Strahlungsanteile im Bereich Blaulicht und thermische Gefährdung 



1.2 

1 

0.8 

0.6 

0.4 

0.2 

0 

relativ

Vergleich der Blaulichstrahldichte, Leuchtdichte 

verschiedener Lichtquellen 

Lampentyp 

High-Power 

LED 

LED Retrofit 

Farbtemp. 

3000K 

6000K 

3000K 

6000K 

Leuchtdichte 

[cd/cm²] 

≈ 1500 

≈ 3 

Blaulicht 

Strahldichte 

[W/(m²sr)] 

≈ 6 000 

≈ 15 000 

≈ 12 

≈ 30 

Risiko 

gruppe 

RG1 

RG2 

RG0 

RG0 



0 

0 

0 

0 

0 

380 460 540 620 700 780 

0 

0 

0 

0 

0 

3000K 

6000K 

380 460 540 620 700 780 

Hauptsächlich die Leuchtdichte der Lichtquelle spielt eine Rolle für die Blaulichtgefährdung. 

Das Spektrum spielt eine untergeordnete Rolle.

Blaulichtgefährdung verschiedener Lichtquellen 



Zusammenfassung 

• Lampen für die Allgemeinbeleuchtung stellen bei bestimmungsgemäßen 

Gebrauch (Betrieb in geeigneten Leuchten) keine Gefahr dar. 

• Bei sehr hohen Beleuchtungsstärken und gleichzeitig langen 

Expositionszeiten können vereinzelt die zulässigen Dosiswerte im UV-Bereich 

(8h Tageswert) erreicht werden. 

• z.T. geringe oder mittlere Risiken im Bereich Blaulichtschädigung für 

freibrennende Lichtquellen sind in einem Expositionsbereich, wo natürliche 

Abwendreaktionen oder thermisches Unbehagen einen ausreichenden Schutz 

gewährleisten. 

• Blendfreie Leuchten und große Abstände zur Leuchte reduzieren diese 

Gefährdung meist auf ein risikofreies Niveau. 



Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 

werner.halbritter@osram.de

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