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Beleuchtungsstärke

Lichtquelle, Lichtstrom, Beleuchtungsstärke, Leuchtdichte

Lichtquelle, Lichtstrom, Beleuchtungsstärke, Leuchtdichte (Quellenlink)

Die Beleuchtungsstärke ist als das Verhältnis des auf eine Fläche fallenden Lichtstroms zur Größe dieser Fläche definiert.

Belichtung

blenden_verschlusszeit

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In der Architektur versteht man unter Belichtung die Ausleuchtung eines Raumes mit Tageslicht.
Die Ausleuchtung mit Kunstlicht dagegen wird als Beleuchtung bezeichnet.
Ähnlich wie in der Fotografie die Blende das verfügbare Licht reguliert, so legt die Fenstergröße in der Architektur die Menge an Tageslicht fest das in den Raum fällt.

Blendung

Blendung bezeichnet eine durch überhohe Helligkeiten ausgelöste optische oder visuelle Störung, die zur Überforderung des visuellen Systems führt. Übertragen und vereinfacht werden auch Störquellen, die zur Überbelichtung optischer technischer Geräte führen, Blendung genannt.

Bodenlicht

ist der Anteil des Tageslichtes, welcher von Oberflächen unterhalb des Blickpunktes reflektiert wird (mathematisch gesehen unterhalb des Horizontes). Dieser Begriff ist nicht sehr verbreitet, und wird mit dieser Bedeutung vorallem im Zusammenhang mit sehr genauer Software zur Lichtsimulation verwendet, wie z.B. der Radiance Software.

Diffuses Licht

Diffuses Licht geht von großen leuchtenden Flächen aus. Es erzeugt eine gleichmäßige, kontrast- bzw. schattenarme Beleuchtung. Man bezeichnet diffuses Licht auch als “weiches” Licht. Bedeckter Himmel, Nebel oder Licht unter Bäumen sind typische Situationen für diffuses Licht.
diffuse

Direktes Licht

direktes licht

Gerichtetes Licht

Gerichtetes Licht ist gebündeltes, gleichgerichtetes Licht. Es geht von einer Punktlichtquelle aus und  wirft je nach Stärke harte Schatten. Typische Situationen für gerichtetes Licht sind ein strahlend Blauer Himmel oder auch ein direkter Sonnenuntergang

Globalstrahlung

Intensität der Sonnenstrahlung/Globalstrahlung
Außerhalb der Erdatmosphäre beträgt die Leistung der Sonnenstrahlung (Strahlung, die auf eine senkrecht stehende Fläche fällt) 1.360 W/m². Durch die Atmosphäre trifft nur ein Teil der Sonnenstrahlung auf die Erdoberfläche. Diese Strahlung nennt man Globalstrahlung und schwankt je nach Tageszeit, Jahreszeit, Wetterverhältnissen und Breitengrad.
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Sonneneinstrahlung
Link: http://www.sbz-monteur.de/2013/06/05/erklar-mal-globalstrahlung/

Leistungsdichte der Sonnenstrahlung im Sommer:
bei klarem Himmel (maximal) 1000 W/m²
bei heiter bis wolkigem Wetter 600 W/m²
bei aufgelockerter Bewölkung 300 W/m²
nachts 0 W/m²

Die Globalstrahlung setzt sich aus sog. diffuser und direkter Strahlung zusammen. Staubpartikel und Wassertropfen in der Erdatmosphäre streuen das Sonnenlicht und so trifft die Strahlung aus verschiedenen Richtungen auf die Erdoberfläche. Diese Strahlung bezeichnet man als diffuse Strahlung. Die direkte Strahlung dagegen ist Sonnenlicht, das ohne vorherige Streuung die Erdoberfläche erreicht.

Helligkeit

Helligkeit ist ein Überbegriff subjektiver Eindrücke und objektiver Messgrößen für die Stärke einer visuellen Wahrnehmung von sichtbarem Licht.

Himmelslicht

Himmelslicht ist der Anteil des Tageslichtes, der durch die Athmosphäre gestreut und umgelenkt wurde. Es kann zusammen mit Sonnenlicht auftreten, oder ohne dieses (z.B. bei bewölktem oder bedecktem Himmel).

Intensität der Sonneneinstrahlung

Wie groß die Strahlungsenergie ist, die letztlich bei uns am Erdboden ankommt, hängt sowohl von der Länge des Laufweges durch die Luft ab, also vom Sonnenstand, als auch vom Umfang der Wolkenbedeckung.

Ein Teil der eingestrahlten Energie wird von der Atmosphäre von festen (z. B. Eiskristallen, Staub) oder flüssigen Schwebeteilchen sowie von den gasförmigen Bestandteilen gestreut und reflektiert. Ein weiterer Teil wird von der Atmosphäre absorbiert und bereits dort in Wärme umgewandelt. Der Rest geht durch die Atmosphäre hindurch und erreicht die Erdoberfläche. Dort wird er wiederum zum Teil reflektiert, zum Teil wird er absorbiert und in Wärme umgewandelt. Die Luftfeuchtigkeit, die Bewölkung und die Länge des Weges, den die Strahlen durch die Atmosphäre nehmen müssen beeinflussen die Intensität der Sonneneinstrahlung ebenso wie der Breitengrad, die Höhenlage und die Witterung.

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sonnenstrahlung

Jahreszeiten und die Erdachsenneigung

Zusammenhang Erdarchsenneigung und Jahreszeiten http://www.astro.virginia.edu

Kontrast

Kontrast bezeichnet den Unterschied zwischen hellen und dunklen Bereichen:
z. B. der Unterschied in der Leuchtdichte oder der Farbe zwischen zwei Objekten
bzw. einem Objekt und seiner Umgebung. Mit sinkendem Kontrast steigt die Schwierigkeit einer
Sehaufgabe.

Leuchtdichte

Leuchtdichte

Leuchtdichte

Die Leuchtdichte ist das Maß für den Helligkeitseindruck, den das Auge von einer leuchtenden oder beleuchteten Fläche hat. Die Leuchtdichte bildet die Grundlage der wahrgenommenen Heiligkeit, Farbe und Kontrast. Durch die Untersuchung der Leuchtdichteverteilung können zu  starke Kontraste und Blendeffekte vermieden werden.

Licht

Licht ist der für das menschliche Auge sichtbare Teil der elektromagnetischen Strahlung. Im elektromagnetischen Spektrum wird der Bereich des Lichts von etwa 380 nm bis 780 nm Wellenlänge angegeben. Dies entspricht Frequenzen von etwa 789 THz bis 384 THz. Eine genaue Grenze lässt sich nicht angeben, da die Empfindlichkeit des Auges an den Wahrnehmungsgrenzen nicht abrupt, sondern allmählich abnimmt. Die an das sichtbare Licht angrenzenden Bereiche der Infrarot- und Ultraviolettstrahlung werden häufig ebenfalls als Licht bezeichnet.

Lichtarten:

Lichtarten

Lichtausbeute

Lichtausbeute

Lichtausbeute

Die Lichtausbeute ist der Quotient aus dem von einer Lichtquelle abgegebenen Lichtstrom und der von ihr aufgenommenen Leistung und wird üblicherweise in der abgeleiteten SI-Einheit Lumen pro Watt angegeben.

Lichtmenge

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Als Lichtmenge ist die photometrisch gewichtete Strahlungsenergie, berechnet als Integral des Lichtstromes in einer bestimmten Zeit. Die Lichtmenge wird in der Einheit Lumensekunde (lm s) bzw. Talbot oder Lumberg angegeben.

Lichtfarbe

Die Lichtfarbe ist der Farbeindruck von Licht, das direkt von einer selbstleuchtenden Lichtquelle stammt. Das von einem erleuchteten Körper reflektierte und farblich veränderte „Licht“ wird als Körperfarbe wahrgenommen. Um eine Körperfärbung erkennen zu können, ist zur Beleuchtung weißes Licht günstig.

Lichtmenge (=Lumen)

Lichtmenge

Die Lichtmenge wird in Lumen (lm) angegeben. Je mehr Lumen eine Lichtquelle besitzt, umso heller ist das Licht, das sie aussendet.

Lichtstärke (Einheit: cd)

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Die Lichtstärke ist der Lichtstromanteil pro Raumwinkel, sie beschreibt die räumliche Verteilung des Lichtstroms. Sie ist gerichteter Lichtstrom.

Lichtstrom

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Der Lichtstrom beschreibt die gesamte von einer Lichtquelle abgegebene Lichtleistung.
Sie berechnet sich aus der spektralen Strahlungsleistung durch die Bewertung mit der spektralen Hellempfindlichkeit des Auges.

Lux, Lumen & Candela

Lux, Lumen + Candela

Lux, Lumen + Candela (Link zur Bildquelle)

Allgemeiner Grundsatz:
Eine punktförmige Lichtquelle mit der Lichtstärke X Candela erzeugt auf einer senkrecht beleuchteten Fläche im Abstand 1 Meter genau X Lux!

Lux bezeichnet die Beleuchtungsstärke. Ihr Einheitenzeichen ist: lx. Umgangssprachlich ist die Beleuchtungsstärke ein Maß für die Helligkeit, mit der z. B. eine Arbeitsfläche ausgeleuchtet wird. Die Beleuchtungsstärke wird mit dem Luxmeter gemessen.

Lumen ist die Maßeinheit für Lux pro qm. Eine Haushaltskerze emittiert einen Lichtstrom von ca. 10 Lumen. Dieser verteilt sich isotrop in alle Raumrichtungen, also auf die Einheitskugeloberfläche. Eine Kerze hat eine Lichtstärke von 1 cd.

Heller Sonnentag 100.000 lx
Bedeckter Sommertag 20.000 lx
im Schatten im Sommer 10.000 lx
Beleuchtung TV-Studio 1.000 lx
Bürobeleuchtung 500 lx
Flurbeleuchtung 100 lx
Straßenbeleuchtung 10 lx
Kerze ca. 1 Meter entfernt 1 lx
Mondlicht 0,25 lx
Sternenklarer Nachthimmel 0,001 lx
bewölkter Nachthimmel
(ohne Fremdlichter)
0,0001 lx

Sonnenlicht

Sonnenstrahlung oder Solarstrahlung ist die von der Sonne ausgesandte Strahlung. Das elektromagnetische Spektrum der Sonne hat die größte Intensität im Bereich des sichtbaren Lichts (Sonnenlicht)

Sonneneinstrahlungsintensität (insolation)

Sonneneinstrahlungsintensität (insolation)http://www.masslive.com

Sonneneinstrahlungswinkel und Jahreszeit

Sonneneinstrahlungswinkel
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Der Sonneneinstrahlungswinkel gibt Aufschluss darüber, wie hoch die Sonne zu einer bestimmten Zeit über dem Horizont steht und wie schräg die Strahlung auftrifft. Um ihn zu bestimmen, wird zunächst der Breitengrad des jeweiligen Ortes benötigt. Hinzu bedarf es der Kenntnis, dass die Erdachse zur Ebene der Erdumlaufbahn um die Sonne um 23,5 Grad geneigt ist. Dadurch ergeben sich im Verlauf eines Jahres vier wesentliche Jahresabschnitte und Sonnenstände.

Sonneneinstrahlungswinkel und Topographie

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Sonneneinstrahlungswinkel und Topographie

Tageslicht

Tageslicht ist das sichtbare Licht der Sonne, bzw. der Sonnenschein, der von Sonnenaufgang bis zum Sonnenuntergang zu sehen ist, also das natürliche Licht des lichten Tages.

Tageslichtautonomie

baunetzwissen schreibt: Die Tageslichtautonomie gibt Auskunft darüber, wie viel Prozent der täglichen Arbeitszeit durch das vorhandenes Tageslicht ausreichend beleuchtet wird. Die Arbeitszeit ist dabei festgelegt auf eine Dauer von 8:00-18:00 Uhr an Werktagen. (Bei einem Arbeitsplatz im Freien wäre in Europa die Tageslichtautonomie für circa 95 % der Arbeitszeit gegeben.)
Als Richtwerte sollten eine Nennbeleuchtungsstärke von 500 Lux in der Arbeitsebene für Büros und 50 Lux für Verkehrsflächen nicht unterschritten werden.
Link:http://www.baunetzwissen.de/standardartikel/Tageslicht-Tageslichtautonomie_830876.html

Tages und Nachtlichtsehen (Photopisches Sehen)

Tages und Nachtlichtsehen ist der Seheindruck bei verschiedenen Lichtverhältnissen

Tages- und Nachtlichtsehen

Tageslichtquotient

Tageslichtquotient (Berechnung VELUX Daylight Visualizer)

Berechnung VELUX Daylight Visualizer

Der Tageslichtquotient  gibt an, wieviel % des außen verfügbaren Tageslicht bei bedecktem Himmel im Raum auftreffen. Mit dem Tageslichtquotient kann berechnet werden, wie viel z.B. ein Oberlicht oder die Größe und Orientierung eines Fensters zur Belichtung eines Raumes beiträgt. Er beurteilt die allgemeine Belichtungssituation im Raum.

Tageslichtstunden und Jahreszeiten

Zusammenhang Tageslichtstunden und Jahreszeiten
http://www.astro.virginia.edu

Tageslichtsysteme

wikipedia schreibt: Tageslichtsysteme sind bauliche Konstruktionen für die Belichtung, die diffuses Tageslicht in die Tiefe eines Gebäudes lenken und eine gleichmäßige Beleuchtungsstärke im Raum schaffen. Tageslichtsysteme schützen in den Sommermonaten vor direkter Sonneneinstrahlung im Fensterbereich; allerdings werden mit dem Tageslichtsystem auch Wärmestrahlen diffus in die Tiefe des Gebäudes gelenkt. Schließlich vermeiden Tageslichtsysteme durch Leuchtdichtenreduzierung Blendung am Arbeitsplatz und ermöglichen eine bessere Beleuchtung von Bildschirmarbeitsplätzen.
Link: http://de.wikipedia.org/wiki/Tageslichtsysteme

UV Licht

Die Sonne sendet nicht allein das sichtbare Licht aus. Dem sichtbaren Violett ist die Ultraviolettstrahlung benachbart, die wir weder sehen noch fühlen können. Dennoch hat die UV-Strahlung starke biologische Wirkungen, besonders an Haut und Augen. Wie das sichtbare Licht in verschiedene Farben, so wird die UV-Strahlung in drei Bereiche unterteilt: UVA , UVB und UVC..

UV Licht
Link: http://www.uni-kiel.de/med-klimatologie/uvinfo.html

– Die UVC-Strahlung wird von der Lufthülle der Erde völlig verschluckt und erreicht die Erdoberfläche nicht.
– Die UVB-Strahlung wird vom Ozonmantel der Lufthülle teilweise geschwächt.
– Die UVA-Strahlung wird ähnlich wie das sichtbare Licht  von der Lufthülle weitgehend durchgelassen.

Eine Besonderheit der Ultraviolettstrahlung und insbesondere der UVB-Strahlung und der hautwirksamen Strahlung ist, dass sie sehr viel stärker von der Sonnenhöhe bestimmt werden als die Gesamtstrahlung und deswegen im Jahresverlauf viel größere Änderungen aufweisen.

 Verschattung

Ziel ist es im Allgemeinen die direkte Sonneneinstrahlung im Sommer aus dem Gebäude fernzuhalten um eine sommerliche Überwärmung zu verhindern. Im Winter hingegen sorgt die direkte Sonneneinstrahlung für Energieeinträge in das Gebäude und reduziert somit Heizkosten. So hält z.B. im Sommer eine Pergola die steil einfallende, direkte Sonnenstrahlung vom Gebäudeinneren ab – ohne dabei die Ausblick nach Außen einzuschränken. Im Winter kann das direkte Sonnenlicht tief in das Gebäude eindringen.
siehe dazu auch https://naturallighting.wordpress.com/10-tageslicht-tips/vordach-pergola/

Schema-Pergola-2

Zweiseitiges Licht

Räume mit einer großen Raumtiefe (in etwa ab 5 Metern) sollen wenn möglich von zwei Seiten natürliches Licht erhalten. Laut OIB Richtlinie 3 ist ab einer Raumtiefe von mehr als 5 Metern neben der erforderlichen Nettoglasfläche von 10% der Bodenfläche ein Aufschlag von 1% der Nettoglasfläche für jeden zusätzlichen, angefangenen Meter Raumtiefe vorzusehen.
Eine Faustregel  für die Bemessung der Tiefe eines Raumes besagt, dass bei einseitiger Belichtung die Raumtiefe die zweifache Raumhöhe nicht überschreiten soll.

Schema-2-Seitiges-Licht

Vergleich eines einseitig belichteten Raumes mit drei Beispielen eines zweiseitig belichteten Raumes. Die Verwendung eines Oberlichtes in Beispiel 4 erhöht den Tageslichteintrag in den Raum zusätzlich. Die vier Beispielräume sind größenmäßig ident. Alle Beispiele besitzen dieselbe Nettoglasfläche.

 

ENGLISH TERMS

Brightness
(Term of photometry)
The subjective description of luminance.

A perceived characteristics of objects which does not vary directly in a simple mathematical relationship with their physical or measured brightness, which is corretly termed their luminance.

Contrast
(Luminance Contrast) is the relationship between the luminance of a brighter area of interest and that of an adjacent darker area.

Daylight:
encompasses all natural light that is available during the day and originates from the radiation of the sun in the visible spectrum.

Daylight Autonomy:
Percentage of occupied time per year when target illuminance can be maintained by daylight alone. May be used to express the percentage of electrical lighting energy saved by a daylighting system.

Daylight Availability:
Daylight illuminance from sun and sky at a particular site that impacts a building exterior on a horizontal, vertical, or other light-admitting surface.

Daylight Factor:
Interior horizontal daylight illuminance expressed as a percentage of the horizontal daylight illuminance available to an unobstructed site.

Daylight Factor Dot charts:
A series of circular formatted charts for overcast and clear sky conditions. Each chart contains a pattern of dots randomly distributed as a function of sky luminance and cosine corrected for the angle of incidence. When overlaid onto a site obstruction diagram and an interior room drawing, allows estimation of light available to a particular interior point as a fraction of the light available to an unobstructed site.

Effective Aperture (EA):
Measure of the light-transmitting ability of a glazed window aperture. Product of glazing visible transmittance and the ratio of window-to-wall area.

Ground light is daylight that is reflected by surfaces below the observer (mathematically: below the plane of the horizon). This term is not very common, and is only used with this meaning in the context of very accurate lighting simulation software like Radiance.

Glare
is an interference with visual perception caused by an uncomfortably bright light source or reflection; a form of visual noise.
In its simplest form, glare is a consequence of the normally helpful capability of the human eye to adapt to different light levels. In the case of glare, the eye adapts to the high level of the glare source, which makes it hard to perceive details in the now “too dark” work area.

latitude
is a geographic coordinate that specifies the north-south position of a point on the Earth’s surface. Latitude is an angle which ranges from 0° at the Equator to 90° (North or South) at the poles. Lines of constant latitude, or parallels, run east-west as circles parallel to the equator. Latitude is used together with longitude to specify the precise location of features on the surface of the Earth.

Lighting Power Density:
The maximum lighting power per unit area of a building allowed by code according to the classification of space function.

Light-to-Solar-Gain (LSG):
Ratio of visible light transmitted to solar heat gain. A value below one means the glazing transmits more heat than light. A value above one means the glazing transmits more light than heat. Spectrally selective glazing is characterized by having a high LSG value (_1.25).

longitude
angular distance east or west on the earth’s surface, measured by the angle contained between the meridian of a particular place and some prime meridian, as that of Greenwich, England, and expressed either in degrees

Luminous Flux:
Rate of flow of radiant energy, measured in lumens (lm).

Nomogram:
Graphical assessment tool consisting of a three coplanar curves, each graduated for a different variable so that a straight line cutting all three curves intersects the related values of each variable.

No Sky Plot:
Plan drawing that shows the extent of daylight penetration by dividing the work plane into two parts: the part from which the sky can be seen directly, and the part from which it can’t.

Passive Solar Heating Strategy:
Use of the sun’s energy for heating a building interior.

Photopic Vision
(Term of physiology)
Photopic vision is the scientific term for human color vision under normal lighting conditions during the day.

Sky light:
is the part of the daylight that is scattered and redirected by the atmosphere. It can be available together with sunlight, or alone (eg. on cloudy or overcast sky conditions).

solar altitude
is the angular distance of the sun to the horizon from the view of an observer. Of course, every other heavenly body also has its altitude.

Sun Angle Calculator:
Solar shading design tool consisting of a series of sun path charts with a profile angle and incident angle overlay. Used for determining solar position at a specific latitude and time, and the associated profile angle relative to a particular fa?ade orientation. (Originally produced by Libbey-Owens-Ford up until 1974, but now available from the Society of Building Science Educators. Visit http://www.sbse.org/resources/sac/index.htm)

Sunlight:
is the part of daylight that is radiated directly from the sun to the area of interest.

Target Illuminance:
Established minimum illuminance based on space function, task, and occupants’ age; measured in lux (lx) or footcandles (fc)

Link: http://www.schorsch.com/de/wissen/glossar/himmel.html
Link: http://www.archlighting.com/daylighting/planning-for-daylight.aspx
Link: http://www.schorsch.com/en/kbase/glossary/

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