Tageslicht in Schulen und erste Untersuchungen aus 1999

Du spürst es sofort, aber kannst es nicht gleich erklären. Direkt beim Betreten eines Schulhofs liegt eine Stimmung in der Luft und im Gebäude selbst wird sie meistens intensiver. Als ich beruflich in Südostasien unterwegs war, besuchte ich Schulen für meine Kinder. Denn es wurde ein längerer Aufenthalt. Und es war mir wichtig, dass es für meine Kinder eine gute Zeit wird. Also wollte ich mir einen Eindruck vor Ort machen, zumal die Region für mich komplett neu war. Ob privat oder öffentlich, das sieht man sofort. Die privaten lieferten schon an der Pforte eine Show ab, die öffentlichen fühlten sich gleich natürlich an. Aber es waren die Gebäude und die Ausstrahlung der Kinder in den Räumen dazwischen, die die Stimmung dominierten. So sah ich es jedenfalls.

Nach einem Gespräch über dieses Thema und etwas Recherche, stieß ich auf eine Studie von 1999. Lisa Heschong. 21.000 Schüler in Kalifornien. Die Überschrift war banal: Klassenzimmer mit mehr Tageslicht führen zu besseren Testergebnissen. Jedes Klassenzimmer hat Fenster. Das war erst mal kein neues Wissen.

Ich schaute also genauer hin. Zunächst faszinierten mich die Zahlen. Was gemessen wurde, die Fülle an Details war beeindruckend. Ich bin kein Wissenschaftler, aber ich spürte, dass es Lücken gab. Die Studie war im Vergleich zu anderen nicht einmal sehr detailliert. Aber sie packte die Frage in meinen Augen ganz fundamental an. Von der profanen Aussage, dass Licht wichtig ist, hin zum Warum und zu den Messparametern.

Mir wurde klar, dass hinter einem einzelnen Forschungsergebnis viel mehr steckt als das. Es wurde immer komplizierter und es dauerte eine Weile bis ich da durchstieg.

Was genau wurde gemessen?

Nicht “Licht” im Allgemeinen, sondern Tageslicht. Das Licht, das durch ein Fenster kommt, nicht aus einer Lampe oder Leuchte. Ein Umweltfaktor mit eigenen physikalischen Eigenschaften. Der Unterschied ist wichtig. Künstliches Licht und Tageslicht machen unterschiedliche Dinge mit dem Gehirn.

Und was hat sich verändert?

Es ging um Testergebnisse in Mathematik und Lesen. Etwas Messbares, das Konsequenzen hat. Nicht “Wohlbefinden” oder “Komfort.” Heschong verglich Klassenzimmer mit dem meisten Tageslicht gegen die mit dem wenigsten.

Um wie viel?

Schüler in den hellsten Klassenzimmern schnitten in Mathematik 20% besser ab und im Lesen 26% besser als die in den dunkelsten. Das ist auf alle Fälle ein Unterschied, den man auf dem Zeugnis sieht.

Warum sollte Licht das Lernen beeinflussen?

Es gibt einen physischen Pfad, über den Tageslicht Stimmung und geistige Fähigkeiten beeinflusst. Tageslicht trifft auf spezialisierte Zellen in der Netzhaut (ipRGCs), die nichts mit dem Sehen zu tun haben. Sie signalisieren der inneren Uhr des Gehirns, dem Nucleus suprachiasmaticus. Der reguliert Cortisol und Cortisol reguliert die Wachheit. Die Verbindung zwischen Licht aus einem Fenster und dem Testergebnis läuft über das endokrine System.

Wie verlässlich ist das?

Die Studie ist eine Querschnittsstudie. Niemand hat Kinder zufällig dunklen Klassenzimmern zugewiesen. Wahrscheinlich waren die Schulen mit mehr Fenstern auch neuer und besser finanziert. Die Stichprobe von 21.000 hilft. Aber das Design ist schwach. In der Medizin gibt es dafür eine Skala (GRADE), die genau das sichtbar macht. Nicht um Studien abzuwerten, sondern um zu zeigen, welche zusätzliche Evidenz sie stärken würde.

Spätere Studien haben die Lücken teilweise geschlossen. Boubekri et al. (2014, International Journal of Environmental Research and Public Health) quantifizierte den Einfluss von Tageslicht auf kognitive Leistung mit Lux-Werten und Expositionszeiten. Die Richtung bestätigte sich und die Details wurden schärfer. Dazu will ich einen separaten Essay schreiben.

Wo wurde das untersucht?

Es waren Grundschulen in Kalifornien. Sonniges Klima und eingeschossige Gebäude mit breiten Fenstern. Das ist ziemlich weit weg von einem Büro im Keller mitten in Hamburg oder einem Krankenhaus in Oslo. Trotzdem wird das Ergebnis gerne dorthin übertragen. Die Daten geben das nicht her.

Wer wurde untersucht?

Es waren Kinder zwischen 5 und 18 Jahren. Ihre innere Uhr tickt anders als bei Erwachsenen. Der Körper folgt einem zirkadianen Rhythmus, einem Tagesrhythmus, der steuert wann man wach ist und wann müde. Bei Kindern setzt das Melatonin später ein und die Reaktion auf Morgenlicht ist stärker. Das Ergebnis ist auf einen 45-jährigen Wissensarbeiter indirekt übertragbar, aber man muss wissen, dass es ein Sprung ist.

Wie viel Tageslicht?

Das ist der interessanteste Teil. Denn die Studie vergleicht “am meisten Tageslicht” mit “am wenigsten Tageslicht.” Sie nennt weder Lux-Werte noch Fenster-Wand-Verhältnisse oder Expositionszeiten. Ein Architekt kann nicht “am meisten Tageslicht” bauen. Er braucht eine Zahl. 300 Lux auf der Arbeitsfläche, mindestens 2 Stunden direkte Exposition, Fensterfläche mindestens 20% der Bodenfläche. Diese Daten stehen erst in anderen Studien.

Wann? Und in welchem Maßstab?

Gemessen wurde während der Schulzeit, zwischen acht und drei. Morgenlicht wirkt anders auf den Körper als Nachmittagslicht. Und es ging um ein einzelnes Klassenzimmer, nicht um ein ganzes Gebäude.

Kann es auch schaden?

Ja. Dasselbe Tageslicht, das Testergebnisse verbessert, kann auch Beschwerden verursachen. Zu viel direkte Sonne auf der Arbeitsfläche reflektiert auf Bildschirmen, blendet und macht den Raum unangenehm warm. Andere Studien zeigen, dass ab 400 Lux unkontrollierter direkter Sonne auch Beschwerden stark zunehmen können. Der Nutzen hat also auch eine Grenze.

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Was als einfache Aussage begann, hat viele Dimensionen.

Die meisten hören bei “Tageslicht hilft beim Lernen” auf. Das reicht für ein Gespräch. Aber wer eine Schule für die eigenen Kinder auswählt oder eine entwirft, braucht die Details.

Die Technologie existiert, das systematisch zu machen. Maschinen können Quellen zusammentragen und vergleichen, Lücken und Widersprüche finden. Was ich hier mit einem Ergebnis gemacht habe, muss systematisch für Tausende Ergebnisse gemacht werden, damit Verantwortliche für Gebäudeplanung wirklich arbeiten können. Herauskommen muss eine Struktur, die aus gesichertem Wissen planerische und vor allem architektonische Lösungen hervorbringt.

Ich habe den Eindruck, dass viele genauer wissen möchten, warum sich ein Raum anders anfühlt. Die wissenschaftlichen Details machen es nicht einfacher, aber viel klarer.