Geschichte der Beleuchtung

Lange Zeit war die Sonne die einzige Lichtquelle des Menschen. Bis der Mensch das Feuer als Wärme- und Lichtquelle entdeckte. Das Licht der Lagerfeuer, der Kienspäne sowie der Öl- und Talglampen war eine bedeutende Errungenschaft.

Am Anfang war das Feuer: Blitze, gleißende Sonnenstrahlen und Vulkanausbrüche setzten seit Anbeginn Wälder und Naturflächen in Brand. Feuer wird seit rund zwei Millionen Jahren von den Urmenschen genutzt; richtige Feuerstellen, die mit Lehm oder Steinen eingefasst wurden, wurden bereits in der mittleren Steinzeit – also vor 300.000 bis 200.000 Jahren – verwendet.

Kienspäne, Fackeln und „Lichter auf den Gassen“

Bis vor kaum 200 Jahren war die offene Flamme das einzig bekannte Beleuchtungsmittel. Eine der ältesten, vor allem in Mitteleuropa genutzten Lichtquellen war der Kienspan. Das sind flach gespaltene Stücke aus harzreichem Holz. Häufig bestanden Kienspäne aus dem Holz der Kiefer (alte Bezeichnung = Kienföhre), die von Natur aus sehr harzreich ist. Genutzt wurden aber ebenso Tanne, Fichte, Lärche, Kirsche oder Schießbeere. Aus dem Kienspan entwickelte sich dann die Fackel – ein Holzstock, der mit gut brennbaren Materialien wie Harz oder Pech umwickelt war und für Helligkeit auch in dunklen Höhlen sorgte. So können die Zeichnungen in der Höhle von Altamira nur bei künstlichem Licht entstanden sein – vor etwa 15.000 Jahren.

Rund 8.000 vor Christus wurden bereits Schalenlampen eingesetzt. Sie sind die Vorläufer der Tonlämpchen, die seit 700 vor Christus bekannt sind. Damit wurde das natürliche Feuer etwas „beruhigt“. Bei den Öllampen wurde erstmals ein Docht als Brennstelle eingesetzt; als Brennstoff dienten pflanzliche und tierische Fette, Öle und Wachse.

Nicht nur in Höhlen und Räumen, auch im Freien wurde schon frühzeitig Licht entfacht: Um 260 vor Christus wurde der Leuchtturm vor Alexandria erbaut, und aus dem Jahr 378 nach Christus gibt es Hinweise auf „Lichter auf den Gassen“ – gemeint war die Straßenbeleuchtung in antiken Antiochia.

Sehr früh begann der Mensch auch damit, die Traggefäße der kostbaren lichtspendenden Flamme kunstvoll und zweckmäßig zu gestalten. Meist wurde Ton bzw. Keramik verwendet, in luxuriöseren Umgebungen gab es auch kunstvoll gearbeitete Bronzegefäße.

Kerzen und die Argand-Lampe

Deutlich aufwendiger als Kienspan und Fackel waren Kerzen, die seit etwa dem 2. Jahrhundert n. Chr. bekannt sind. Die Etrusker steckten sie in Kandelaber, die Römer verschenkten sie zum größten Bauernfest zur Wintersonnenwende, den Saturnalien. Diese Kerzen wurden aus Bienenwachs oder in einer Mischung mit Rindertalg hergestellt. Bienenwachskerzen waren bis ins 19. Jahrhundert bei Adel und Großbourgeoisie das bevorzugte Leuchtmittel. Ärmere Menschen nutzten Öllampen, die Tran, Talg oder auch unterschiedliche Öle verbrannten und dabei einen häufig unangenehmen Geruch verströmten.

Die über Jahrtausende verwendeten Lampen für flüssige Brennstoffe wurden erst 1783 von Aimé Argand mit der Erfindung des Rundbrenners entscheidend verbessert: Der Runddocht ermöglichte durch eine verbesserte Sauerstoffzufuhr eine höhere Brenntemperatur und ein saubereres, rußfreieres Verbrennen. Zudem konnte die Höhe des Dochts – und damit die Lichtmenge – über einen Drehmechanismus geregelt werden. Ein Glaszylinder über der Flamme sorgte für einen ruhigeren Brennvorgang und minimierte den Geruch. Über die Flamme wurde ein Glaszylinder gestülpt.

Nahezu zeitgleich wurde 1783 nach einem Verfahren des Niederländers Jan Pieter Minckelaer aus Steinkohle das „Leuchtgas“ für die Gaslaternen gewonnen. Nach Entdeckung der amerikanischen Ölfelder rund ein Jahrhundert später wurde hauptsächlich Petroleum als Brennstoff genutzt.

Wenngleich Kerzen und Petroleumlampen keine Bedeutung für die funktionale Beleuchtung mehr haben, werden sie auch heute noch für eine angenehme Atmosphäre eingesetzt.

Bogenlampe, Gaslicht und Edisons Glühlampe: Das elektrische Zeitalter beginnt

Die Entwicklung von verbesserten Lichtquellen ist eng verknüpft mit dem Verständnis naturwissenschaftlicher Zusammenhänge. Schon um 1800 hat der Engländer Humphry Davy Experimente mit Metallstrahlern und Bogenentladungen gemacht. Praktische Bedeutung erlangten sie aber erst Mitte des 19. Jahrhunderts, als – dank zahlreicher Erfindungen, wie Telegraphen, Elektromotoren und 1866 die Dynamo-Maschinen von Werner Siemens – Elektrizität auf wirtschaftlichere Art erzeugt werden konnte. Die erste elektrische Bogenlampe mit sehr hellem Licht wurde 1876 von Pawel Jablotschkow erfunden. Diese „jablotschkowsche Kerze“ mit zwei Kohlenstiften spendete für etwa 1,5 Stunden Licht. Sie wurde in den Straßen von Paris, London und Berlin eingesetzt.

Doch erst 1879 beginnt das eigentliche Zeitalter der elektrischen Beleuchtung. In diesem Jahr erfand Thomas Alvar Edison die Glühlampe „neu“. Er brachte die Erfindung des deutschen Uhrmachers Johann Heinrich Goebel, der 1854 die erste Glühlampe mit Bambusfaser entwickelte, zur technischen Reife. Die Glühlampe mit Wendel und Lampensockel brannte rund 40 Stunden. Edison entwickelte zugleich ein komplettes System von Stromerzeugung, Schaltern und Sicherungen. Damit wurde elektrisches Licht prinzipiell für jedermann nutzbar.

Gleichwohl: Um 1900 war elektrisches Licht Luxus. Im Handwerk und der aufkommenden Industrie sowie auf den Straßen sorgte vor allem Gaslicht für künstliche Helligkeit. Der Chemiker Carl Auer von Welsbach übertrug das Prinzip des Weißglühens der Bogenlampe auf die Gasbeleuchtung und erfand 1885 den Glühstrumpf. Jetzt war nur noch eine Bunsenflamme notwendig, um Licht zu erzeugen. Der Glühstrumpf ermöglichte wesentlich bessere Lichtausbeuten bei geringerem Gasverbrauch – und war zunächst deutlich günstiger als Kohlenfadenlampe oder andere Gaslampen.

Carl Auer von Welsbach brachte auch das elektrische Licht weiter voran: Rund zehn Jahre nach Edisons Kohlefaden entwickelte er die Metallfaden-Glühlampe, die er 1898 patentieren ließ. Damit begann eine neue Epoche der Beleuchtung. Interessant zu wissen: Die Elektrifizierung der Bundesrepublik dauerte noch bis in die späten 50er Jahre, denn erst zu diesem Zeitpunkt war die Stromversorgung nahezu flächendeckend gewährleistet.

Optimierte Glühlampen, neue Halogen- und Leuchtstofflampen

In den nächsten Jahrzehnten ging es stets darum, Lebensdauer und Lichtausbeute der Lampen zu erhöhen. 1959 patentierte General Electric die erste kommerzielle Halogenlampe. Dank Halogenkreisprozess punktete sie mit einer fast doppelt so langen Lebensdauer (rd. 2.000 Stunden) wie eine herkömmliche Glühlampe und erreichte mit rund 20 Lumen/Watt auch eine doppelt so hohe Effizienz. Dank ihres brillanten Lichts wurden und werden Halogenlampen – ob in Niedervolt- oder Hochvoltausführung – vor allem in Wohnbereichen und in Shops eingesetzt. Auch in Autoscheinwerfern sind sie zu finden, wurden in den vergangenen Jahren zunehmend durch effizientere Xenon- und LED-Lampen abgelöst.

Bereits in den 1930er Jahren gab es die ersten Entladungslampen. Niederdruckentladungslampen (= Neonlampen) wurden mit ihrer roten Neonentladung zunächst vor allem für die Werbung genutzt, Hochdruck-Entladungslampen (= Quecksilberdampflampen) in der Straßen- und Industriebeleuchtung. 1936 wurden innovative Leuchtstofflampen auf der Weltausstellung in Paris vorgestellt; General Electrics begann 1938 mit der industriellen Produktion. Durch Anpassung der Leuchtstoffmischung konnte mit diesen effizienten Lichtquellen ein Kunstlicht erzeugt werden, das dem Tageslicht ähnelte.

In den 1970er Jahren folgten dann die Kompaktleuchtstofflampen. Die „gewickelten“ Lichtquellen brachten die Leuchtstofflampentechnologie auch in Wohnräume. Dieser Lampentyp sorgte als Energiesparlampe mit eingebautem Vorschaltgerät für Furore, vor allem nach Einführung des EU-weiten „Glühlampenverbots“ 2009.

Zu den Hochdrucklampen, die in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts entwickelt wurden, zählen auch die Xenonlampe, die z.B. in der Kinoprojektion eingesetzt wurde, und die Natriumdampflampe, deren gelbes Licht vor allem in der Straßenbeleuchtung bekannt ist. Mitte der 1970iger Jahre wurden die Hochdrucklampen durch die Halogen-Metalldampflampe ergänzt. Sie überzeugt mit einer sehr guten Farbwiedergabe (=https://www.licht.de/de/grundlagen/beleuchtungsqualitaet/farbwiedergabe/) und hoher Lichtausbeute.

LEDs verändern die Welt der Beleuchtung

Mit der LED kam ein völlig neues Leuchtmittel auf den Markt. Die Halbleitertechnik veränderte die Welt der Beleuchtung in rasantem Tempo. Nie zuvor waren Lichtquellen so effizient, vielfältig und langlebig.

1962 entwickelte Nick Holonyak die erste nutzbare rote LED für General Electric. Rund 30 Jahre später fand Shuji Nakamura einen Weg zur Herstellung effizienter blauer LED auf Gallium-Nitrid-Basis. Im Zusammenspiel mit geeigneten Fluoreszenzfarbstoffen konnte damit nun erstmals auch weißes LED-Licht gewonnen werden – die Halbleitertechnik eroberte zunächst die Straßen- und dann die Innenbeleuchtung. 2008 wurde die erste LED-Fadenlampe vorgestellt. Als „Retrofitlampe“ mit Schraub- oder Stecksockel ersetzt sie herkömmliche Lichtquellen.

LEDs lassen sich gut vernetzen und präzise steuern. Heute sind neue Leuchten zu 85 Prozent mit LED-Lichtquellen ausgestattet. Die Beleuchtung wird seither immer dynamischer und kann neue Erkenntnisse zu den nicht-visuellen Wirkungen von Licht zum Wohl der Menschen umsetzen.

Der Wechsel zu LED-Beleuchtung und die Entwicklung intelligenter Lichtsteuersysteme sind folglich nicht nur der Schlüssel zu äußerst effizienten Lichtlösungen. Sie bieten darüber hinaus eine Fülle von Möglichkeiten, die Beleuchtung besser als jemals zuvor an die funktionalen, emotionalen und biologischen Bedürfnisse des Menschen anzupassen.

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