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Tageslichtbeleuchtung mit neuen Materialien - Messungen und Computersimulation

Apian-Bennewitz, P. / Goller, M.

Die Computersimulation von Innenraumlichtverteilungen bietet während der Planungsphase besonders beim Einsatz neuer Materialien die für eine erfolgreiche Anwendung nötige Sicherheit. Flexibler und meist kostengünstiger als der traditionelle Architekturmodellbau bietet sie mit leistungsfähigen Computern die erforderliche Geschwindigkeit bei Parameterstudien. Die Computersimulation von neuen Fenstermaterialien baut auf den Meßdaten des optischen Streuverhaltens dieser Materialien auf und stellt deren Eigenschaften somit realistisch dar. Materialien, die Licht streuen oder lenken, erfordern eine genauere Beschreibung der winkelabhängigen Lichtstreuung. Charakterisiert wird das durch die winkelabhängige Transmission (Bidirectional Reflection Transmission Function BRFT), die für einen bestimmten Lichteinfallswinkel den Lichtstrom in eine bestimmte Ausfallrichtung angibt. Gemessen wird die BRFT mit einem optischen Scanner. Bevor die Meßdaten in Simulationsprogrammen verwendet werden können, müssen die Datenmenge komprimiert und die Streueigenschaften des Materials softwaremäßig modelliert werden. Zur Simulation des Lichtes steht das am Lawrence Berkeley Laboratory entwickelte Programm 'Radiance' zur Verfügung. Dieses berechnet die Lichtverteilung auf beliebigen Flächen in Räumen komplexer Geometrie bei Tages- und/oder Kunstlicht-Beleuchtung. Die Ergebnisse sind im Normalfall Ausgaben von Beleuchtungsstärken auf Flächen oder photorealistische Bilder der resultierenden Leuchtdichte. Gebäudedaten, die in CAD vorhanden sind, können in Radiance übernommen werden. Zusätzlich zur numerischen Auswertung einer Beleuchtungssituation und zur photorealistischen Darstellung im Standbild ermöglicht eine Animation die Hervorhebung des räumlichen Eindruckes der Gebäude. Zudem können verschiedene Bereiche mit unterschiedlichen Beleuchtungssituationen verglichen werden.