Die Norm gibt den technischen Rahmen vor für
• Überprüfung der Einhaltung der Tageslichtnorm in Form erweiterter Tageslichtquotienten
• Tageslichtüberprüfung bei Neubauten und Sanierungen
• Tageslichtüberprüfung bei Aufstockungen von Nachbarschaftsgebäuden
Ziel dieser Untersuchungen ist vorab die Überprüfung ausreichender Lichtverhältnisse für Wohnzwecke.
"Wird die bebaute oder bebaubare Grundstücksfläche wärend mehr als 2 Stunden im Tagesverlauf des mittleren Winter- bzw. Sommertages durch das geplante Projekt beschattet?"
Falls diese Frage mit Ja beantwortet wird, entsteht unter Umständen eine rechtlich relevante Immission, welche einen übermässigen Lichtentzug darstellt.
Absolutblendung kann verschiedene unangenehme Symptome verursachen, wie zum Beispiel eine vorübergehende Verminderung der Sehschärfe, Blendeffekte, Schwierigkeiten beim Erkennen von Details oder sogar Schmerzen im Auge. Dies tritt häufig auf, wenn man direkt in eine sehr helle Lichtquelle wie die Sonne oder starke Scheinwerfer schaut.
Es ist wichtig, die Augen vor Absolutblendung zu schützen, da sie zu vorübergehenden Sehstörungen führen kann. Wenn nach einer Blendung oder starken Lichtexposition anhaltende Sehprobleme auftreten, sollte ein Augenarzt konsultiert werden.
Es gibt zwei Hauptarten der Adaption im Auge:
1. Dunkeladaptation: Bei der Dunkeladaptation passt sich das Auge an eine Umgebung mit niedriger Helligkeit oder Dunkelheit an. Wenn wir uns in einem dunklen Raum befinden oder von einer hellen Umgebung in eine dunkle Umgebung wechseln, benötigt das Auge einige Zeit, um seine Empfindlichkeit zu erhöhen und die Lichtrezeptoren, insbesondere die Stäbchenzellen in der Netzhaut, anzupassen. Dieser Prozess ermöglicht eine bessere Wahrnehmung bei schwachen Lichtverhältnissen.
2. Helladaptation: Bei der Helladaptation passt sich das Auge an eine Umgebung mit hoher Helligkeit an, beispielsweise wenn wir von einem dunklen Raum ins Freie gehen oder in eine gut beleuchtete Umgebung treten. Das Auge passt sich schnell an die erhöhte Helligkeit an, indem es die Lichtrezeptoren, insbesondere die Zapfenzellen in der Netzhaut, anpasst. Dies ermöglicht eine angemessene Wahrnehmung von Details und Farben bei starken Lichtverhältnissen.
Die Adaption des Auges ist ein komplexer Prozess, der durch verschiedene Mechanismen gesteuert wird, einschliesslich der Anpassung der Pupillengrösse, der Veränderung der Empfindlichkeit der Photorezeptoren und der Verarbeitung im visuellen System. Diese Anpassungsmechanismen ermöglichen es dem Auge, in verschiedenen Lichtumgebungen effizient zu funktionieren und eine klare Sicht zu gewährleisten.
| Die zum Analemma führende scheinbare Schwankung der Sonne ist
eine Folge zweier Bewegungen der Erde: 1. Die Bahn der Erde ist exzentrisch und dadurch verändert sich die Bahngeschwindigkeit, je nachdem sich die Erde entweder nahe dem Perihel (erdnächster Punkt) oder dem Aphel (erdentferntester Punkt) zur Sonne befindet. 2.die Abweichung der scheinbaren Bahnebene der Sonne, auch Ekliptik genannt, vom Himmelsäquator (Projektion des Äquators auf den Himmel) beträgt ca. 23,5°. |
Das Frühlingsäquinoktium tritt um den 21. März herum auf, während das Herbstäquinoktium um den 23. September stattfindet. Diese Daten können leicht variieren, da sie von verschiedenen Faktoren abhängen, wie zum Beispiel von der genauen Position der Erde auf ihrer Umlaufbahn um die Sonne.
Das Azimut wird verwendet, um Richtungen oder Positionen in der Horizontalen zu beschreiben, sei es für die Navigation auf See oder Land, die Ausrichtung von Antennen oder Teleskopen, die Berechnung von Sonnenstand und Sonnenuntergang oder die Darstellung von Landkarten und Kartografie im Allgemeinen. Es ermöglicht die genaue Bestimmung von Winkeln und Richtungen im Verhältnis zu einer Referenzrichtung und ist ein wichtiges Konzept in verschiedenen Anwendungsgebieten.
Die Beschattung hat eine zentrale Bedeutung in der Planung von Gebäuden. Nachbarrechtliche Gesetze und Vorschriften schützen Nachbarn von neu zu erstellenden Bauten dabei vor einem übermässigen Schatteneinfluss.
Die Bestrahlungsstärke der Sonne variiert in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren, wie der Tageszeit, dem Breitengrad, der Jahreszeit, der Höhe über dem Meeresspiegel und den atmosphärischen Bedingungen. Am Äquator und bei klarem Himmel ist die Bestrahlungsstärke tendenziell höher als in polaren Regionen oder an bewölkten Tagen.
Die Bestrahlungsstärke der Sonne ist von grosser Bedeutung für viele Bereiche, wie z.B. die Solarenergiegewinnung, die Landwirtschaft (für das Pflanzenwachstum) und die Klimaforschung. Sie wird oft gemessen und in Sonnenstunden oder Sonneneinstrahlungswerten angegeben, um den Einfluss der Sonne auf verschiedene Prozesse und Systeme zu quantifizieren.
Formal ausgedrückt wird die Beleuchtungsstärke (E) berechnet, indem der Lichtstrom (Φ) durch die Fläche (A) geteilt wird:
E = Φ / A
Die Einheit des Lichtstroms ist das Lumen (lm) und die Einheit der Fläche ist der Quadratmeter (m²). Daher wird die Beleuchtungsstärke in Lumen pro Quadratmeter (lm/m²) oder Lux (lx) gemessen.
Die Beleuchtungsstärke ist ein wichtiges Konzept in der Beleuchtungstechnik und spielt eine Rolle bei der Gestaltung von Beleuchtungssystemen für verschiedene Anwendungen. Sie wird verwendet, um sicherzustellen, dass eine angemessene Menge an Licht auf eine bestimmte Fläche fällt, um die gewünschte Helligkeit und Sichtbarkeit zu gewährleisten.
Blendung kann verschiedene Auswirkungen haben, darunter vorübergehende Sehstörungen, eine Verringerung der Sehschärfe, Kontrastverlust, Ermüdung der Augen, Blendeffekte und Schwierigkeiten beim Erkennen von Details oder Objekten. Im Extremfall kann Blendung zu einer Schädigung des Auges führen.
Das visuelle System adaptiert optimierend an eine bestimmte Umfeldleuchtdichte. Häufig ist jedoch die Umfeldleuchtdichte nicht homogen und weist Unterschiede auf, manchmal auch erhebliche. Befindet sich beispielsweise eine helle (störende) Lichtquelle im Gesichtsfeld, kann durch im Augeninneren erzeugtes Streulicht der Störlichtquelle förmlich ein Lichtschleier über weite Bereiche der Netzhaut gelegt werden. Das Auge adaptiert in diesem Fall auf ein höheres Leuchtdichteniveau, höher als es der Umfeldleuchtdichte eigentlich angemessen wäre, infolge des intraokulären leuchtenden Schleiers.
Formen der Blendung
Liegt eine messbare Beeinträchtigung der Sehleistung vor, spricht man von physiologischer Blendung; ist die Blendung subjektiv gegeben, jedoch eine beeinträchtigte Sehleistung durch äussere Messungen nicht nachweisbar, wird eine psychologische Blendung angenommen.
Sind die Leuchtdichten des Umfeldes so gross, dass das visuelle System nicht mehr in der Lage ist, überhaupt an dieses Niveau zu adaptieren, so wird diese Form der Blendung als Absolutblendung bezeichnet, in den anderen Fällen als Adaptationsblendung. Weiterhin unterscheidet man zwischen direkter Blendung, welche durch eine Lichtquelle selbst ausgelöst wird, und indirekter Blendung, welche durch das Reflexbild einer Lichtquelle entsteht.
Zusammengefasst kann festgehalten werden, dass eine absolute Blendung vorliegt, wenn sich das Auge aufgrund einer Störlichtquelle nicht mehr hinreichend der Leuchtdichte des übrigen Gesichtsfeldes anpassen kann und so das visuelle Erkennen im übrigen Gesichtsfeld aufgrund der fehlenden Adaptation eingeschränkt ist. Für ein visuelles System wird damit die Grenze seiner Anpassungsfähigkeit an Unterschiede der Leuchtdichteintensität innerhalb des Gesichtsfeldes erreicht.
Wenn ein Lichtstrahl auf eine glatte reflektierende Oberfläche trifft, wie zum Beispiel eine glatte Glasfläche, wird er gemäss dem Reflexionsgesetz zurückreflektiert. Das Reflexionsgesetz besagt, dass der Einfallswinkel des Lichts gleich dem Reflexionswinkel ist, wobei beide Winkel zur Normalen der Oberfläche gemessen werden.
Die oft in Publikationen zu den Charakteristika von Photovoltaik-Modulen erwähnte generelle Winkelaufweitung existiert hingegen nicht. Lichtphysikalisch müssten glatte reflektierende Oberflächen eine konvexe Form aufweisen, damit dieser Effekt eintritt. Hergeleitet wurde diese falsche Annahme durch die wahrgenommene Überstrahlung der Reflexion, welche jedoch nicht am Ort der Reflexion auftritt, sondern auf einer Überstrahlung innerhalb des Auges beruht.
Befindet sich eine helle (störende) Lichtquelle im Gesichtsfeld, kann durch im Augeninneren erzeugtes Streulicht der Störlichtquelle förmlich ein Lichtschleier über weite Bereiche der Netzhaut gelegt werden. Das Auge adaptiert in diesem Fall auf ein höheres Leuchtdichteniveau, höher als es der Umfeldleuchtdichte eigentlich angemessen wäre, infolge des intraokulären leuchtenden Schleiers. Diese Schleierbildung wird als die Überstrahlung wahrgenommen, welche unter den Begriffen Bündelaufweitung oder Winkelaufweitung erwähnt werden. Es handelt sich also nicht um eine Überstrahlung welche an der Oberfläche von reflektierenden Material entstehen, sondern auf der Rezeptionsebene. Die behauptete Bündelaufweitung von PVA-Modulen ist insofern von Bedeutung, da sie rechnerisch sich auf die vom Auge wahrgenommene Leuchtdichte auswirkt, was definitiv falsch ist.
Genauer definiert ist die Candela als Lichtstärke in einer gegebenen Richtung, wenn sie von einer Strahlungsquelle ausgeht, die monochromatische Strahlung der Frequenz 540 Terahertz aussendet, und bei der diese Strahlungsstärke in dieser Richtung den Wert 1/683 Watt pro Steradiant beträgt.
Es ist wichtig anzumerken, dass die Candela eine Masseinheit für die Lichtstärke ist und nicht direkt die Helligkeit oder Helligkeitsempfindung des menschlichen Auges widerspiegelt
Adaption
Wenn wir uns von einer hellen Umgebung in eine dunkle Umgebung begeben, benötigt das Auge einige Zeit, um seine Empfindlichkeit gegenüber schwachem Licht zu erhöhen. Während der Dunkeladaption passen sich die Stäbchenzellen in der Netzhaut des Auges an die schwachen Lichtverhältnisse an und werden empfindlicher.
Der Prozess der Dunkeladaption wird durch verschiedene Mechanismen gesteuert. Wenn das Auge mit weniger Lichtreizen konfrontiert wird, beginnt es, ein lichtempfindliches Pigment namens Rhodopsin zu regenerieren. Rhodopsin ist in den Stäbchenzellen vorhanden und spielt eine wichtige Rolle bei der Wahrnehmung von schwachem Licht.
Während der Dunkeladaption erweitern sich auch die Pupillen, um mehr Licht ins Auge zu lassen. Dies ermöglicht eine verbesserte Lichtsammelfähigkeit und erhöht die Chance, schwache Lichtsignale zu erfassen.
Der Prozess der Dunkeladaption kann je nach individueller Empfindlichkeit und Umgebung variieren. Es kann einige Minuten dauern, bis das Auge vollständig an die Dunkelheit angepasst ist. Während dieser Zeit kann das Sehen vorübergehend unscharf oder verschwommen sein, da die visuelle Schärfe in schwachen Lichtverhältnissen beeinträchtigt sein kann.
Es ist wichtig zu beachten, dass Dunkelheit nicht dasselbe wie absolute Dunkelheit ist, bei der überhaupt kein Licht vorhanden ist. In den meisten natürlichen Umgebungen gibt es immer noch geringe Mengen an Streulicht oder Restlicht, die zumindest eine schwache Wahrnehmung ermöglichen.
Unter Elevation wird jedoch auch der generelle Winkel in Abweichung der Horizontalen bezeichnet, zum Beispiel wird die Winkelangabe als Elevation für die Anstellwinkel von Solarmodulen verwendet.
| Die Farbtemperatur ist eine physikalische Eigenschaft von
Lichtquellen, die die Farbwahrnehmung des erzeugten Lichts beschreibt. Sie
wird in der Einheit Kelvin (K) gemessen und gibt an, ob das Licht einer
Lichtquelle eher warm (gelblich) oder kühl (bläulich) erscheint. Die Farbtemperatur basiert auf dem Konzept, dass heisse Objekte, wie zum Beispiel ein glühender Metallstab, ein anderes Farbspektrum abgeben als kalte Objekte, wie etwa ein blauer Himmel. Dieses Prinzip wird auf Lichtquellen übertragen, wobei die Farbtemperatur das Spektrum des von der Lichtquelle erzeugten Lichts beschreibt. |
Die Fresnel-Kurve wird üblicherweise als Graph dargestellt, wobei auf der horizontalen Achse der Einfallswinkel des Lichts und auf der vertikalen Achse der Reflexions- oder Transmissionskoeffizient abgetragen wird. Die Kurve zeigt die Variation dieser Koeffizienten in Bezug auf den Einfallswinkel, wobei sie für jeden Winkel einen bestimmten Wert annimmt.
Die Fresnelkurve ist für unterschiedliche Materialkombinationen und Einfallswinkel spezifisch. Sie variiert je nach Brechungsindizes der beiden Medien und kann für verschiedene Wellenlängen des Lichts unterschiedlich sein.
Die Fresnelkurve hat grosse Bedeutung in der Optik und bei der Lichtreflexion an Grenzflächen, z. B. bei der Berechnung der Reflexionseigenschaften von Linsen, Prismen, Spiegeln und optischen Beschichtungen. Sie dient zur Optimierung von Oberflächenbeschichtungen und zur Steuerung der Reflexionseigenschaften in verschiedenen Anwendungen wie optischer Signalübertragung, Fotografie, Mikroskopie, Laseranwendungen und der Entwicklung von Antireflexionsbeschichtungen.
Gemäss dem fotometrischen Entfernungsgesetz nimmt die Beleuchtungsstärke (gemessen in Lux) ab, wenn man sich weiter von der Lichtquelle entfernt. Die Beziehung zwischen Beleuchtungsstärke (E) und dem Abstand (d) zur Lichtquelle wird durch folgende Formel beschrieben:
E = I / (4πd²)
Dabei steht E für die Beleuchtungsstärke in Lux, I für die Lichtstärke der Lichtquelle in Candela und d für den Abstand zur Lichtquelle.
Das fotometrische Entfernungsgesetz basiert auf der Annahme, dass das Licht von einer Punktlichtquelle ausgeht und sich in alle Richtungen gleichmässig ausbreitet. Es gilt für die Beleuchtung in einer dreidimensionalen Umgebung.
Das Gesetz besagt, dass die Beleuchtungsstärke mit dem Quadrat des Abstands abnimmt. Mit anderen Worten: Wenn der Abstand zur Lichtquelle verdoppelt wird, nimmt die Beleuchtungsstärke um das Vierfache ab. Wenn der Abstand verdreifacht wird, nimmt die Beleuchtungsstärke um das Neunfache ab und so weiter.
Die jährliche Globalstrahlung in Mitteleuropa beträgt im Schnitt bei 900 – 1.200 kWh/m².
Wenn wir uns von einer dunklen Umgebung in eine helle Umgebung begeben, benötigt das Auge Zeit, um sich an das erhöhte Lichtniveau anzupassen. Während der Helladaption passen sich die Zapfenzellen in der Netzhaut des Auges an die hellen Lichtverhältnisse an und werden empfindlicher.
Der Prozess der Helladaption wird ebenfalls durch verschiedene Mechanismen gesteuert. Wenn das Auge mit einer erhöhten Lichtintensität konfrontiert wird, beginnt es, das Sehpigment in den Zapfenzellen zu regenerieren. Dieses Pigment ermöglicht eine bessere Farbwahrnehmung und eine höhere visuelle Empfindlichkeit bei hellem Licht.
Während der Helladaption verengen sich auch die Pupillen, um den Lichteinfall ins Auge zu reduzieren und eine Überbelichtung zu verhindern. Dies hilft, das Eindringen von zu viel Licht in das Auge zu begrenzen und die Bildqualität zu verbessern.
Der Prozess der Helladaption kann ebenfalls individuell variieren. Es kann einige Minuten dauern, bis das Auge vollständig an die Helligkeit angepasst ist. Während dieser Zeit kann das Sehen vorübergehend beeinträchtigt sein, da das visuelle System Zeit benötigt, um sich an das erhöhte Lichtniveau anzupassen.
Helligkeit hängt nicht nur von der Lichtquelle selbst ab, sondern auch von den reflektierten oder übertragenen Lichtanteilen von Objekten und Oberflächen in der Umgebung. Unterschiedliche Materialien und Oberflächen können das Licht auf unterschiedliche Weise reflektieren oder absorbieren, was sich auf die wahrgenommene Helligkeit auswirken kann.
Helligkeit oft durch Messungen der Beleuchtungsstärke oder der Lichtstärke quantifiziert. Diese Messungen ermöglichen objektive Bewertungen der Helligkeit in physikalischen Einheiten wie Lux oder Candela.
Die Infrarotstrahlung umfasst Wellenlängen von etwa 700 Nanometern bis zu mehreren Millimetern. Je nach Wellenlänge wird sie in drei Hauptkategorien unterteilt:
1. Nahes Infrarot (NIR): Es hat Wellenlängen von etwa 700 bis 1.400 Nanometern. Diese Art von Infrarotstrahlung ist für das menschliche Auge unsichtbar. NIR wird in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, wie zum Beispiel in der Fernsteuerungstechnologie, Nahinfrarot-Spektroskopie zur chemischen Analyse, optischer Kommunikation und medizinischen Anwendungen.
2. Mittleres Infrarot (MIR): Es hat Wellenlängen von etwa 1.400 bis 3.000 Nanometern. Diese Art von Infrarotstrahlung wird auch als "Wärmestrahlung" bezeichnet, da sie von warmen Objekten, wie zum Beispiel dem menschlichen Körper oder elektronischen Geräten, abgestrahlt wird. MIR wird in verschiedenen Bereichen verwendet, wie beispielsweise der Wärmebildtechnik, der industriellen Prozessüberwachung und der Umweltüberwachung.
3. Fernes Infrarot (FIR): Es hat Wellenlängen von etwa 3.000 Nanometern bis zu mehreren Millimetern. FIR-Strahlung wird hauptsächlich von Objekten abgestrahlt, die sehr hohe Temperaturen haben, wie zum Beispiel in der Astronomie zur Beobachtung von Himmelskörpern oder in der Materialprüfung.
Infrarotstrahlung hat die Fähigkeit, von vielen Materialien absorbiert, reflektiert oder durchgelassen zu werden. Aufgrund dieser Eigenschaften wird sie in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, einschliesslich Wärmebildgebung, Fernerkundung, Sicherheitstechnik, Kommunikationstechnologie und medizinischer Diagnostik.
Länger dauernde Einwirkung von Infrarotstrahlung kann zur nachhaltigen Schädigung des Auges führen (grauer Star, auch Glasbläserkrankheit genannt).
| Die Farbtemperatur, gemessen in Kelvin (K), bezieht sich auf
das Erscheinungsbild der Farbe von Lichtquellen. Sie gibt an, ob eine
Lichtquelle eher warmes (gelbliches) oder kühles (bläuliches) Licht abgibt.
Die Farbtemperatur basiert auf dem Konzept des schwarzen Körpers, eines
hypothetischen idealen Strahlers, der Licht absorbiert und abgibt. Die
Farbtemperatur wird durch die Temperatur definiert, bei der ein schwarzer
Körper eine bestimmte Farbe emittiert. Bei niedrigen Kelvin-Werten wird das Licht als "warm" betrachtet und hat einen gelblichen oder rötlichen Farbton, ähnlich dem Licht einer Glühlampe. Bei höheren Kelvin-Werten wird das Licht als "kühl" betrachtet und hat einen bläulichen Farbton, ähnlich dem Tageslicht. |
Die Leuchtdichte wird in der Einheit Candela pro Quadratmeter (cd/m²) gemessen. Sie gibt an, wie viel Lichtenergie pro Fläche und pro Raumwinkel von der Oberfläche abgestrahlt oder reflektiert wird. Je höher die Leuchtdichte, desto heller erscheint die Oberfläche.
Es ist wichtig zu beachten, dass die Leuchtdichte von der Betrachtungsrichtung abhängig ist. Eine Oberfläche kann in unterschiedlichen Richtungen unterschiedliche Leuchtdichten aufweisen, da die Lichtintensität abhängig von der Ausrichtung der Lichtquelle und der Reflexionseigenschaften der Oberfläche variiert.
Die Leuchtstärke hängt von mehreren Faktoren ab, einschliesslich der Menge an Licht, die von der Lichtquelle emittiert wird, der Ausbreitungsrichtung des Lichts und der Empfindlichkeit des menschlichen Auges für verschiedene Wellenlängen des Lichts.
Es ist wichtig zu beachten, dass die Leuchtstärke nicht dasselbe ist wie die Leuchtkraft, die die gesamte abgestrahlte Energie einer Lichtquelle misst. Die Leuchtstärke konzentriert sich auf die Intensität des Lichts in einer bestimmten Richtung, während die Leuchtkraft die gesamte abgegebene Energie unabhängig von der Richtung berücksichtigt.
Ein Beispiel für die Leuchtstärke ist die Beleuchtungsstärke einer Lampe oder eines Scheinwerfers, die angibt, wie viel Licht auf eine bestimmte Fläche fällt. Eine höhere Leuchtstärke bedeutet in der Regel, dass eine Lichtquelle heller und intensiver erscheint.
Wenn Licht von einem Medium in ein anderes Medium mit einer anderen optischen Dichte übergeht, wird es an der Grenzfläche zwischen den beiden Medien gebrochen. Der Brechungsprozess folgt den Gesetzen der Brechung, die durch das Snellius'sche Brechungsgesetz beschrieben werden. Dieses besagt, dass der Einfallswinkel des Lichts in Bezug auf die Grenzfläche und der Brechungswinkel des Lichts im Medium proportional zueinander sind, wobei das Verhältnis der Brechungsindizes der beiden Medien eine Rolle spielt
Die Lichtstärke ist unabhängig von der Grösse der beleuchteten Fläche und konzentriert sich stattdessen auf den Raumwinkel, in den das Licht ausgestrahlt wird. Ein Raumwinkel ist ein Mass für die Ausdehnung eines Lichtstrahls im Raum, ähnlich wie ein Winkel ein Mass für die Ausdehnung in einer Ebene ist.
Anders ausgedrückt ist der Lichtstrom eine Masszahl für die Lichtmenge, die von einer Lichtquelle erzeugt wird, unabhängig von der Richtung, in die das Licht ausgestrahlt wird. Es berücksichtigt die spektrale Empfindlichkeit des menschlichen Auges, indem es die Strahlungsleistung des Lichts mit einem spektralen Anpassungsfaktor gewichtet.
Es ist wichtig zu beachten, dass der Lichtstrom allein keine Informationen über die Verteilung des Lichts oder die Beleuchtungsstärke auf einer bestimmten Fläche liefert. Diese Aspekte werden durch andere Grössen wie die Beleuchtungsstärke (Lux) oder die Leuchtdichte (Candela pro Quadratmeter) beschrieben, die den Lichtstrom in Bezug auf die Fläche betrachten.
Sinngemäss existiert auch der Begriff des Mittleren Sommertages. Hier wird der 5. Mai verwendet.
Es wird somit klar, dass der Gesetzgeber die Absicht hat, nicht eine durchschnittliche Beschattung über das ganze Jahr als relevant zu betrachten, wie sie sich an den Äquinoktien (Tagundnachtgleichen) darstellt. Als relevant wird hingegen betrachtet, welches die Bedingungen von Besonnung und Beschattung im Winterhalbjahr bzw. Sommerhalbjahr sind. Dies wird durch die Verwendung dieser gewichteten Daten möglich.
Im menschlichen Auge gibt es zwei Hauptarten von Photorezeptoren, die für das Sehen verantwortlich sind: die Stäbchenzellen und die Zapfenzellen. Die Stäbchenzellen sind für das Nachtsehen zuständig, während die Zapfenzellen für das Tagsehen und die Wahrnehmung von Farben verantwortlich sind.
Die Stäbchenzellen sind sehr empfindlich gegenüber schwachem Licht und ermöglichen uns, bei Dunkelheit oder geringer Beleuchtung Objekte zu erkennen. Sie sind jedoch weniger empfindlich für feine Details und Farben als die Zapfenzellen. Daher ist das Nachtsehen in der Regel monochromatisch (schwarz-weiss) und weniger scharf.
Beim Übergang von einer hellen Umgebung in die Dunkelheit benötigt das Auge einige Zeit, um sich an die veränderten Lichtverhältnisse anzupassen. Dieser Prozess wird als Dunkeladaptation bezeichnet und beinhaltet eine Anpassung der Stäbchenzellen an die schwachen Lichtverhältnisse, um die Empfindlichkeit zu erhöhen und ein besseres Nachtsehen zu ermöglichen.
Hornhaut
Die klare, gewölbte äussere Schicht des Auges, die das Licht bündelt und auf die Linse lenkt.
Linse
Eine elastische Linse im Auge, die ihre Form verändert, um den Fokus einzustellen und das Licht auf die Netzhaut zu projizieren.
Iris
Die farbige Ringstruktur im Auge, die die Pupille kontrolliert und sich an unterschiedliche Lichtverhältnisse anpasst.
Pupille
Die schwarze Öffnung in der Mitte der Iris, die sich verengt oder erweitert, um den Lichteinfall zu regulieren.
Akkommodation
Der Prozess, bei dem sich die Linse verformt, um den Fokus auf Objekte in unterschiedlichen Entfernungen einzustellen.
Retina
Die innere Schicht des Auges, auf der sich die Photorezeptoren befinden, die Licht in elektrische Signale umwandeln.
Zapfen und Stäbchen
Photorezeptorzellen in der Retina, die für die Wahrnehmung von Farben (Zapfen) bzw. Schwarz-Weiss-Sehen und schwaches Licht (Stäbchen) verantwortlich sind.
Sehnerv
Der Nerv, der die elektrischen Signale von der Retina zum Gehirn überträgt.
Blindspot
Die Stelle auf der Retina, an der der Sehnerv den Augapfel verlässt und keine Photorezeptoren vorhanden sind.
Makula
Der Bereich der Retina, der die höchste Dichte an Zapfen enthält und für das zentrale scharfe Sehen verantwortlich ist.
Farbwahrnehmung
Die Fähigkeit des Auges, verschiedene Wellenlängen des Lichts zu unterscheiden und Farben zu sehen.
Adaptation
Die Anpassung des Auges an unterschiedliche Lichtverhältnisse, um eine angemessene Sicht in verschiedenen Umgebungen zu ermöglichen.
Bei der Reflexion von Licht gilt das Reflexionsgesetz, das besagt, dass der Einfallswinkel des Lichtstrahls gleich dem Reflexionswinkel ist. Der Einfallswinkel ist der Winkel zwischen dem einfallenden Lichtstrahl und der Normalen (Senkrechten) zur Oberfläche, während der Reflexionswinkel der Winkel zwischen dem reflektierten Lichtstrahl und der Normalen ist.
Es gibt zwei Hauptarten der Reflexion: spekulare Reflexion und diffuse Reflexion.
1. Spekulare Reflexion: Diese Art der Reflexion tritt an glatten Oberflächen auf. Das einfallende Licht wird in einem bestimmten Winkel reflektiert und erzeugt ein klares Spiegelbild. Beispiele hierfür sind Spiegel und glänzende Metallflächen.
2. Diffuse Reflexion: Diese Art der Reflexion tritt an unebenen Oberflächen auf. Das einfallende Licht wird in verschiedene Richtungen reflektiert und gestreut. Dadurch entsteht eine diffuse Reflexion, bei der das Licht gleichmässig in alle Richtungen verteilt wird. Beispiele hierfür sind matte Oberflächen, wie Papier oder raue Wände.
Reflexion spielt eine entscheidende Rolle in der Optik und anderen Bereichen wie der Beleuchtungstechnik, Fotografie und Bildgebung. Sie ermöglicht es uns, Objekte zu sehen, Spiegelbilder zu erzeugen und Licht in verschiedene Richtungen zu lenken.
Formal wird der Reflexionsgrad (ρ) wie folgt berechnet:
ρ = (reflektierte Lichtintensität) / (einfallende Lichtintensität)
Ein Reflexionsgrad von 100% bedeutet, dass die gesamte einfallende Lichtintensität reflektiert wird, während ein Reflexionsgrad von 0% bedeutet, dass keine Reflexion stattfindet und das Licht vollständig absorbiert wird.
Der Reflexionsgrad hängt von den optischen Eigenschaften der Oberfläche ab, einschliesslich ihrer Beschaffenheit, Farbe, Reflexionsfähigkeit und Winkel zur Lichtquelle. Materialien mit hoher Reflexionsfähigkeit, wie zum Beispiel Spiegel, haben einen hohen Reflexionsgrad, während Materialien mit niedriger Reflexionsfähigkeit, wie zum Beispiel schwarze Oberflächen, einen niedrigen Reflexionsgrad aufweisen.
Der Reflexionsgrad beeinflusst die Helligkeit, Farbwahrnehmung und Energieeffizienz von Oberflächen und spielt eine Rolle bei der Gestaltung und Auswahl von Materialien für bestimmte Anwendungen. Bei Photovoltaik-Anlagen ist er innerhalb der Blendbeurteilung ein zentraler Faktor.
Wenn Licht von einem Medium in ein anderes Medium übertritt, zum Beispiel von Luft in Wasser oder von Luft in Glas, ändert es seine Geschwindigkeit und wird in einem bestimmten Winkel gebrochen. Dieser Winkel wird als Brechungswinkel bezeichnet.
Die Refraktion folgt dem Snellius'schen Brechungsgesetz, das den Zusammenhang zwischen dem Einfallswinkel des Lichts, dem Brechungswinkel und den Brechungsindizes der beiden Medien beschreibt.
Die Refraktion hat verschiedene Auswirkungen auf das Licht, darunter:
1. Richtungsänderung: Das Licht ändert seine Richtung beim Eintritt in ein neues Medium. Der Brechungswinkel hängt vom Einfallswinkel und den Brechungsindizes der beiden Medien ab.
2. Geschwindigkeitsänderung: Das Licht ändert seine Geschwindigkeit beim Übergang von einem Medium in ein anderes. Je nach Brechungsindex des Mediums kann die Geschwindigkeit des Lichts abnehmen oder zunehmen.
3. Brennpunktbildung: Durch die Refraktion kann Licht durch Linsen oder andere gekrümmte Oberflächen gebrochen werden, wodurch Brennpunkte und Bildformation entstehen.
Die Refraktion hat zahlreiche Anwendungen in Optik, wie beispielsweise in der Linsentechnologie, Brillengläsern, der Optik von Kameras und Teleskopen. Sie spielt auch eine wichtige Rolle in der Meteorologie bei der Untersuchung der Brechung von Licht in der Atmosphäre, was zu Phänomenen wie Regenbögen und Haloerscheinungen führt.
• Wenn sie innerhalb eines Baubewilligungsverfahrens gesetzlich vorgeschrieben sind.
• Zur Überprüfung der Beschattung der bestehenden Nachbarvolumen durch ein Neubauprojekt.
• Zur präventiven Information der bestehenden Nachbarschaft eines Neubauprojektes.
• Zur Überprüfung der Beschattung des Neubauprojektes durch die bestehenden Nachbarvolumen.
• Zur Überprüfung des Schattenwurfes eines geplanten Gebäudes auf sich selbst (Selbstbeschattung)
Relevant in diesem Zusammenhang sind die jeweils geltenden rechtlichen Vorschriften bezüglich nachbarlichen Beschattungen. Die Frage, welche die Schattensimulation (2-Stunden-Schatten) dann zu beantworten hat, lautet:
"Wird die bebaute oder bebaubare Grundstücksfläche wärend mehr als 2 Stunden im Tagesverlauf des mittleren Winter- bzw. Sommertages durch das geplante Projekt beschattet?"
Falls diese Frage mit Ja beantwortet wird, entsteht unter Umständen eine rechtlich relevante Immission, welche einen übermässigen Lichtentzug darstellt.
Masse
Die Masse der Sonne beträgt etwa 1,989 x 10^30 Kilogramm. Sie macht mehr als 99,8% der gesamten Masse des Sonnensystems aus.
Durchmesser
Der Durchmesser der Sonne beträgt etwa 1,39 Millionen Kilometer. Das entspricht etwa 109-mal dem Durchmesser der Erde.
Distanz zur Erde
Die durchschnittliche Entfernung zwischen der Sonne und der Erde beträgt etwa 149,6 Millionen Kilometer. Diese Entfernung wird auch als "astronomische Einheit" (AE) bezeichnet und dient als gängige Masseinheit für Entfernungen im Sonnensystem.
Oberflächentemperatur
Die Oberflächentemperatur der Sonne liegt bei etwa 5.500 Grad Celsius. In den heissen Regionen, den Sonnenflecken, kann die Temperatur jedoch auf über 6.000 Grad Celsius ansteigen.
Kerntemperatur
Die Kerntemperatur der Sonne beträgt etwa 15 Millionen Grad Celsius. Diese extreme Temperatur wird im Kern der Sonne erreicht, wo die Kernreaktionen, insbesondere die Proton-Proton-Fusion, stattfinden.
Leuchtkraft
Die Leuchtkraft der Sonne, also die Menge an Energie, die sie pro Sekunde abstrahlt, beträgt etwa 3,8 x 10^26 Watt.
Alter
Die Sonne wird auf etwa 4,6 Milliarden Jahre geschätzt und befindet sich in der Mitte ihres Lebens. (Das Alter des Universums wird derzeit auf etwa 13,8 Milliarden Jahre geschätzt.) Sie wird voraussichtlich weitere etwa 5 Milliarden Jahre in ihrem Hauptreihenstadium verbringen, bevor sie zu einem roten Riesen wird und schliesslich als Weisser Zwerg endet.
Farbe
Das Strahlungsmaximum der Sonne liegt im sichtbaren Licht (nicht im Infrarot). Dies ist kein Zufall: Das Auge der mulfunktionalen Primaten hat sich auf die optimierte Wahrnehmung des Sonnenlichts hin entwickelt. Die Strahlung wird vom menschlichen Auge in der Summe als reines Weiss wahrgenommen.
Zusammensetzung
Die Sonne besteht hauptsächlich aus Wasserstoff (etwa 74% der Masse) und Helium (etwa 24% der Masse). Kleinere Mengen anderer Elemente wie Sauerstoff, Kohlenstoff, Stickstoff und Eisen sind ebenfalls vorhanden.
Kernreaktion
Die Hauptkernreaktion in der Sonne ist der sogenannte Proton-Proton-Fusionsprozess. Dabei verschmelzen Wasserstoffkerne (Protonen) zu Heliumkernen unter Freisetzung von Energie. Dieser Prozess besteht aus mehreren Schritten.
(D = Ei : Ea x 100).
Der Tageslichtquotient (auch als "Daylight Factor" oder "DF" bezeichnet) ist ein Mass für den Anteil des Tageslichts, der in einem Innenraum im Vergleich zur Aussenbeleuchtungsstärke vorhanden ist. Es gibt an, wie gut ein Innenraum mit Tageslicht versorgt ist und wie viel natürliche Beleuchtung in den Raum gelangt.
Der Tageslichtquotient wird in Prozent oder als Verhältnis ausgedrückt und berechnet sich durch das Verhältnis der horizontalen Beleuchtungsstärke im Innenraum zur horizontalen Beleuchtungsstärke im Freien. Er berücksichtigt die Grösse und Anordnung der Fenster, die Transparenz der Verglasung, die Reflexionseigenschaften der Raumoberflächen sowie die Himmelsbedeckung im Aussenbereich.
Ein hoher Tageslichtquotient bedeutet, dass viel Tageslicht in den Innenraum eindringt und somit weniger Kunstlicht zur Beleuchtung benötigt wird. Dies kann zu Energieeinsparungen führen und die visuelle Qualität des Innenraums verbessern. Ein niedriger Tageslichtquotient hingegen deutet auf eine geringere Tageslichtversorgung hin und erfordert eine verstärkte Nutzung von Kunstlicht.
Der Tageslichtquotient wird häufig in der Architektur, bei der Gestaltung von Gebäuden und Innenräumen, berücksichtigt. Es können verschiedene Designstrategien angewendet werden, um einen höheren Tageslichtquotienten zu erreichen, wie zum Beispiel die Platzierung von Fenstern, Oberlichtern oder Lichtlenksystemen, die das Tageslicht optimal nutzen.
Die Bewertung des Tageslichtquotienten ermöglicht es, die Tageslichtversorgung in einem Raum zu analysieren und zu optimieren, um sowohl energetische als auch visuelle Vorteile zu erzielen.
An den zwei Tagundnachtgleichen ist die Länge des Tages (Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang) gleich lang.
Die Frühlings-Tagundnachtgleiche tritt um den 21. März herum auf, während die Herbst-Tagundnachtgleiche um den 23. September stattfindet.
Das Tagsehen basiert hauptsächlich auf der Funktion der Zapfenzellen in der Netzhaut des Auges. Die Zapfenzellen sind für das Sehen bei Tageslicht und die Wahrnehmung von Farben verantwortlich. Sie sind besonders empfindlich gegenüber höheren Lichtintensitäten und ermöglichen eine gute visuelle Schärfe, Kontrastwahrnehmung und Farbunterscheidung.
Unter normalen Tageslichtbedingungen sind die Pupillen des Auges in der Regel verengt, um den Lichteinfall zu begrenzen und eine Überbelichtung zu verhindern. Dies hilft, eine angemessene Lichtmenge auf die Netzhaut zu fokussieren und eine klare Sicht zu gewährleisten.
Das Tagsehen bietet eine gute visuelle Leistung bei verschiedenen Aktivitäten, wie beispielsweise Lesen, Erkennen von Gesichtern, Beobachten von Details in der Umgebung und Orientierung. Es ermöglicht eine scharfe Wahrnehmung von Objekten in der Nähe und in der Ferne sowie eine effektive Farbwahrnehmung.
Es ist wichtig zu beachten, dass das Tagsehen im Vergleich zum Nachtsehen eine höhere Sehschärfe und Farbwahrnehmung bietet, jedoch in Umgebungen mit niedriger Beleuchtung eingeschränkt ist. Das Auge benötigt Zeit, um sich von hellem Licht auf dunklere Lichtverhältnisse anzupassen, was durch den Prozess der Dunkeladaption ermöglicht wird.
Die Transmission wird in der Regel als Prozentsatz angegeben und reicht von 0% bis 100%. Eine Transmission von 100% bedeutet, dass das gesamte einfallende Licht durch das Material hindurchgelassen wird, während eine Transmission von 0% darauf hinweist, dass das Material das Licht vollständig absorbiert oder reflektiert, so dass kein Licht durchkommt.
Die Transmissionseigenschaften eines Materials hängen von verschiedenen Faktoren ab, einschliesslich der optischen Eigenschaften des Materials, wie z. B. seiner Brechungsindex, Absorptionskoeffizienten und Streuungseigenschaften. Diese Eigenschaften können je nach Art des Materials, seiner Dicke, Farbe und Oberflächenbeschaffenheit variieren.
Es ist zu beachten, dass die Transmission auch von der Wellenlänge des Lichts abhängig sein kann. Ein Material kann beispielsweise für bestimmte Wellenlängenbereiche transparent sein, während es für andere Bereiche undurchsichtig sein kann.
UV-Strahlung wird in drei Kategorien unterteilt, basierend auf ihrer Wellenlänge:
1. UVA-Strahlung (Langwelliges UV): UVA-Strahlung hat die längste Wellenlänge im UV-Bereich. Sie reicht von etwa 315 bis 400 Nanometer (nm). UVA-Strahlung dringt tiefer in die Haut ein als andere Formen von UV-Strahlung und ist mit vorzeitiger Hautalterung, Faltenbildung und dem Risiko von Hautkrebs verbunden.
2. UVB-Strahlung (Mittelwelliges UV): UVB-Strahlung hat eine mittlere Wellenlänge und reicht von etwa 280 bis 315 nm. Sie ist hauptsächlich für Sonnenbrand verantwortlich und spielt eine wesentliche Rolle bei der Entstehung von Hautkrebs. Die UVB-Strahlung wird teilweise von der Ozonschicht in der Atmosphäre absorbiert, wodurch nur ein Teil davon die Erdoberfläche erreicht.
3. UVC-Strahlung (Kurzwelliges UV): UVC-Strahlung hat die kürzeste Wellenlänge und reicht von etwa 100 bis 280 nm. UVC-Strahlung wird grösstenteils von der Erdatmosphäre absorbiert und erreicht die Erdoberfläche normalerweise nicht. In natürlicher Form ist UVC-Strahlung normalerweise nicht gesundheitsgefährdend, da sie von der Ozonschicht in der Atmosphäre blockiert wird. Künstliche UVC-Strahlung wird jedoch in einigen industriellen Anwendungen, wie z. B. Desinfektionsprozessen, verwendet.
Es ist wichtig zu beachten, dass UV-Strahlung sowohl natürlichen als auch künstlichen Quellen entstammen kann. Die Sonne ist die Hauptquelle für UV-Strahlung, aber auch künstliche Quellen wie Solarien und bestimmte Lampen können UV-Strahlung emittieren.
Der Einsatz von Schutzmassnahmen wie Sonnenschutzmitteln, Sonnenbrillen und schützender Kleidung kann dazu beitragen, die schädlichen Auswirkungen der UV-Strahlung auf die Haut und die Augen zu reduzieren.
Minimale wahrnehmbare Beleuchtungsstärke: Die minimale Beleuchtungsstärke, die das menschliche Auge normalerweise wahrnehmen kann, liegt bei etwa 0,001 Lux. Dies ist ein sehr schwaches Lichtniveau, das oft mit schwachem Mondschein oder nächtlicher Himmelbeleuchtung verglichen wird.
Maximale wahrnehmbare Beleuchtungsstärke: Die maximale Beleuchtungsstärke, die das menschliche Auge normalerweise wahrnehmen kann, liegt bei etwa 100.000 Lux. Dies entspricht einer Situation unter starkem Sonnenlicht oder intensiver künstlicher Beleuchtung.
Wenn ein Lichtstrahl auf eine glatte reflektierende Oberfläche trifft, wie zum Beispiel eine glatte Glasfläche, wird er gemäss dem Reflexionsgesetz zurückreflektiert. Das Reflexionsgesetz besagt, dass der Einfallswinkel des Lichts gleich dem Reflexionswinkel ist, wobei beide Winkel zur Normalen der Oberfläche gemessen werden.
Die oft in Publikationen zu den Charakteristika von Photovoltaik-Modulen erwähnte generelle Winkelaufweitung existiert hingegen nicht. Lichtphysikalisch müssten glatte reflektierende Oberflächen eine konvexe Form aufweisen, damit dieser Effekt eintritt. Hergeleitet wurde diese falsche Annahme durch die wahrgenommene Überstrahlung der Reflexion, welche jedoch nicht am Ort der Reflexion auftritt, sondern auf einer Überstrahlung innerhalb des Auges beruht.
Befindet sich eine helle (störende) Lichtquelle im Gesichtsfeld, kann durch im Augeninneren erzeugtes Streulicht der Störlichtquelle förmlich ein Lichtschleier über weite Bereiche der Netzhaut gelegt werden. Das Auge adaptiert in diesem Fall auf ein höheres Leuchtdichteniveau, höher als es der Umfeldleuchtdichte eigentlich angemessen wäre, infolge des intraokulären leuchtenden Schleiers. Diese Schleierbildung wird als die Überstrahlung wahrgenommen, welche unter den Begriffen Bündelaufweitung oder Winkelaufweitung erwähnt werden. Es handelt sich also nicht um eine Überstrahlung welche an der Oberfläche von reflektierenden Material entstehen, sondern auf der Rezeptionsebene. Die behauptete Bündelaufweitung von PVA-Modulen ist insofern von Bedeutung, da sie rechnerisch sich auf die vom Auge wahrgenommene Leuchtdichte auswirkt, was definitiv falsch ist.