Solarstrahlung und Tageslicht

Der Solarstrahlung kommt für das Leben auf der Erde die größte Bedeutung zu. Dieses Thema wird in diesem Buch aufgegriffen. Nach einer Beschreibung des Prozesses der Strahlungserzeugung und des Durchganges der Solarstrahlung durch die Erdatmosphäre werden die Wechselwirkungen durch physikalische, chemische, biologische und medizinische Effekte beschrieben. Da über verschiedene Formen der Sonnenenergiewandlung bereits eine kompetente Fachliteratur vorliegt, wird hier auf die entsprechenden Ausführungen verzichtet. Dagegen wird auf die Wirkungen über das menschliche Auge - also auf das Tageslicht - besonders eingegangen. Tageslicht als passive Solarstrahlungstechnik dient nicht nur der Beleuchtung von Innenräumen der Gebäude, es kann auch einen merklichen Anteil der Energieeinsparung liefern. Der Jahresumsatz der Energie eines Gebäudes hängt von den verwendeten wärmetechnischen Installationen, den architektonischen Gegebenheiten und der Kunstlichttechnik ab. So werden technische Lösungen sowie Komponenten beispielhaft zusammengestellt und Berechnungsverfahren und technische Regel angegeben. Besonderer Augenmerk wird auf eine qualifizierte, integrale Gebäudeplanung gelegt, die auf den Bedürfnissen der Nutzer basiert und somit nicht nur die energetische Gesamtbilanz verbessert, sondern gleichzeitig die Aufenthaltsqualität erhöht. Dieses Buch führt in die notwendigen physikalischen und meteorologischen Zusammenhänge von Solarstrahlung und Tageslicht ein, indem die doppelt spektralen Zusammenhänge von Strahlung und Effekt, wie die lichttechnischen und strahlungsphysikalischen Kennzahlen und die gesundheitlichen Wirkungen erläutert werden. Das Buch erläutert zudem Verfahren zur Bestimmung des Energieumsatzes mit Planungstools. Das Buch ist für Architekten, Bauingenieure, Gebäudetechniker, Lichttechniker, Arbeitsmediziner, Meteorologen und Umwelttechniker in Planungspraxis, Industrie, Forschung und Lehre geeignet.

Autorentext
Prof. em. Dr. rer. nat. Heinrich Kaase studierte Physik an der Technischen Universität Braunschweig und war von 1970 bis 1980 wissenschaftlicher Mitarbeiter im Laboratorium für Radiometrie der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig. Ab 1980 leitete er das neugegründete Laboratorium "Optoelektronik" der PTB als Regierungsdirektor. 1987 erhielt er den Ruf auf den Lehrstuhl "Lichttechnik" der TU Berlin. Seit 2008 ist Prof. Kaase im Ruhestand. Seine wissenschaftlichen Arbeiten zur Forschung über Spektralradiometrie, Synchrotronstrahlung, Plasmastrahlung, Solarstrahlung, Tageslicht, Lichtmesstechnik, Optohalbleiter, Photobiologie, Photomedizin und elektrische Installationstechnik waren stets praxisorientiert und interdisziplinär angelegt. Die Ergebnisse wurden in mehr als 200 Publikationen veröffentlicht. Auf Grund dieser Tätigkeiten wurde Heinrich Kaase in eine Vielzahl von nationalen Gremien (DIN, DKE, SLS und SSK) und internationalen Komitees (CIE, IEA, IMEKO und PEP) berufen.Prof. Dr.-Ing. habil. Alexander Rosemann leitet das Fachgebiet Building Lighting an der Eindhoven University of Technology (TU/e). Seine Forschungsschwerpunkte liegen in den Bereichen Licht & Energie, Licht & visuelle Umgebung sowie Licht & Gesundheit. Nach dem Studium der Elektrotechnik an der TU Berlin promovierte er bei Prof. Kaase über ein tageslichttechnisches Thema. Im Anschluss an seine Tätigkeiten am Fachgebiet Lichttechnik und in der Firma schüco International KG ging er für 10 Jahre nach Kanada. Dort war er nach einer Postdoc-Anstellung an der University of British Columbia in Vancouver bei dem Energieunternehmen BC Hydro im Bereich Energieeffizienz tätig. Sein Verantwortungsgebiet umfasste die Entwicklung und Anwendung von energieeffizienten Standards und Building Codes auf kommunaler, regionaler und nationaler Ebene. Rosemann ist Vorstandsmitglied der NSVV (Nederlandse Stichting Voor Verlichtingskunde) und Mitglied der LiTG (Deutsche Lichttechnische Gesellschaft).

Klappentext

Der Solarstrahlung kommt f r das Leben auf der Erde die gr te Bedeutung zu. Dieses Thema wird in diesem Buch aufgegriffen. Nach einer Beschreibung des Prozesses der Strahlungserzeugung und des Durchganges der Solarstrahlung durch die Erdatmosph re werden die Wechselwirkungen durch physikalische, chemische, biologische und medizinische Effekte beschrieben. Da ber verschiedene Formen der Sonnenenergiewandlung bereits eine kompetente Fachliteratur vorliegt, wird hier auf die entsprechenden Ausf hrungen verzichtet. Dagegen wird auf die Wirkungen ber das menschliche Auge - also auf das Tageslicht - besonders eingegangen. Tageslicht als passive Solarstrahlungstechnik dient nicht nur der Beleuchtung von Innenr umen der Geb ude, es kann auch einen merklichen Anteil der Energieeinsparung liefern. Der Jahresumsatz der Energie eines Geb udes h ngt von den verwendeten w rmetechnischen Installationen, den architektonischen Gegebenheiten und der Kunstlichttechnik ab. So werden technische L sungen sowie Komponenten beispielhaft zusammengestellt und Berechnungsverfahren und technische Regel angegeben. Besonderer Augenmerk wird auf eine qualifizierte, integrale Geb udeplanung gelegt, die auf den Bed rfnissen der Nutzer basiert und somit nicht nur die energetische Gesamtbilanz verbessert, sondern gleichzeitig die Aufenthaltsqualit t erh ht. Dieses Buch f hrt in die notwendigen physikalischen und meteorologischen Zusammenh nge von Solarstrahlung und Tageslicht ein, indem die doppelt spektralen Zusammenh nge von Strahlung und Effekt, wie die lichttechnischen und strahlungsphysikalischen Kennzahlen und die gesundheitlichen Wirkungen erl utert werden. Das Buch erl utert zudem Verfahren zur Bestimmung des Energieumsatzes mit Planungstools. Das Buch ist f r Architekten, Bauingenieure, Geb udetechniker, Lichttechniker, Arbeitsmediziner, Meteorologen und Umwelttechniker in Planungspraxis, Industrie, Forschung und Lehre geeignet.

Inhalt
Vorwort Liste der verwendeten Symbole und Abkürzungen 1 Einleitung 2 Lichttechnische Grundlagen Optische Strahlung Licht- und Strahlungsgrößen Photonengrößen, Wellenzahl und Frequenz Farbe 3 Extraterrestrische Solarstrahlung Die Sonne Die Solarkonstante 4 Terrestrische Solarstrahlung Aufbau der Erdatmosphäre Sonnenstand Einfluss der Erdatmosphäre auf die Solarstrahlung Die Globalstrahlung Spektrale Verteilung der terrestrischen Solarstrahlung Die Himmelsfarbe 5 Tageslichtangebot Tageslicht im Außenraum Besonnung Tageslicht im lnnenraum Blendung durch Tageslicht Anforderungen an das Tageslicht im lnnenraum 6 Tageslichtmesstechnik Gesamtstrahlungsmessungen Spektrale Messtechnik Lichtmessungen Testraume für lichttechnische Untersuchungen an Tageslichtsystemen 7 Sonnensimulation 8 Strahlungsphysikalische und lichttechnische Kennzahlen von Tageslichtsystemen Winkelbeziehungen Spektraler Transmissions- und Reflexionsgrad Strahlungstransmissionsgrad, Lichttransmissionsgrad und Lichtreflexionsgrad Bidirektionale Messungen Bestimmung des Gesamtenergiedurchlassgrades nach optischen Methoden Das Datenformat EUMELDAT Konvertierung der Messdaten in Planungsprogramme 9 Angewandte Tageslichttechnik Möglichkeiten der Tageslichtnutzung Komponenten der Tageslichtlenksysteme Tageslichtsysteme 10 Energetische Aspekte der Tageslichttechnik Gebäudeautomatisierungssysteme Tageslichtabhängige Kunstlichtbeleuchtung Anwendungsbereiche in der Beleuchtungstechnik Energiebedarf von Gebäuden Lichtquellen Leuchten Materialien Berechnungsverfahren zur Ermittlung des Energiebedarfs für Beleuchtung Beispiele für innovative, energieoptimierte Tageslichtnutzungskonzepte Umwelttechnische Aspekte der Tageslichttechnik 11 Planungsprogramme Berechnungsalgorithmen Planungsprogramme Darstellung photorealistischer Szenen 12 Photoinduzierte Effekte durch Solarstrahlung Allgemeine Grundlagen Beispiele für physikalische Wirkungen Beispiele für chemische Wirkungen Beispiele für biologische Wirkungen 13 Gesundheitliche Aspekte Literatur