Visuelle Analyse von architektur-integrierter Photovoltaik
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- Agnes Krause
- vor 8 Jahren
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1 Visuelle Analyse von architektur-integrierter Photovoltaik Prof. Dr. Stephen Wittkopf Leiter Kompetenzzentrum Envelopes and Solar Energy (CC-EASE) 12. Nationale Photovoltaik-Tagung, Swiss Tech Convention Centre, EPFL,
2 Agenda - Solare Fassaden - AIPV - Visuelle Faktoren - Reflexion - Simulation und Analyse - Anwendungsbeispiel Umweltarena Spreitenbach von René Schmid Architekten, Foto: M. Egloff 2,
3 Solare Fassaden Stromproduktion (AIPV) Erneuerbare Energien Tageslichtlenkung Energieeffizienz Gestaltungsvielfalt Akzeptanz Green Pix, Beijing Genzyme Center, Cambridge Dubai Gateway 3,
4 Architektur vs. Gebäude-Integration Architektur (Gestalt + Energie) Gebäude (Energie) 4, stephen.wittkopf@hslu.ch
5 Bedeutung visueller Faktoren Präsenz in der Öffentlichkeit und in Richtlinien Quelle: Patrick Heinstein, EPFL-IMT 5, Quelle:
6 Was interessiert bei der Reflexion? 1. Welche Stelle in der Umgebung bekommt besonders viel Reflexionen ab? 2. Welche Bereiche reflektieren besonders stark? 3. Wieviel mal heller ist es durch die Reflexion? Quelle: /2013/09/walkie-talkie-building-inlondon.html 6,
7 Ausgewählte Literatur 1. Schiler, M., Valmont, E.: Glare around the Walt Disney Concert Hall. University of Southern California, Fabrizio, E., Chiabrando, R., Garnero, G.: The territorial and landscape impacts of photovoltaic systems: Definition of impacts and assessment of the glare risk. In: Renewable and Sustainable Energy Reviews, Riley, E., Olson, S.: A Study of the Hazardous Glare Potential to Aviators from Utility-Scale Flat-Plate Photovoltaic Systems. In: ISRN Renewable Energy Non-glaring photovoltaic installations. Fraunhofer Institute for Applied Information Technology, IFT Yang, X., Grobe, L., Wittkopf, S.: Simulation of reflected daylight from building envelopes. In: Proceedings IBPSA Jakubiec, J.A., Reinhart, C.F.: Assessing Disability Glare Potential Due to Reflections from New Constructions: A Case Study Analysis and Recommendations for the Future. In: Proceedings Transportation Research Board, ,
8 Kriterienbaum einer Visuellen Analyse (nach Xu Ran) Ausgaben Bewertungszahl Gewichtfaktoren x a x b x c x d Entwurfskriterien Sichtbarkeit Aussehen Energie + usw. Distanz L Position h Position x Orientierung und solare Einstrahlung Farbe Textur + usw. Eingaben von Design Variablen 8, ΔE Fläche% b/h Xu, R.: Visuelle Analyse von Solaren Fassaden. Swissbau 2014 (laufendes PhD an EPFL)
9 1. Welche Stelle bekommt besonders viel Reflexionen ab? Ansatz: Reduktion auf Sonnenlicht ohne Himmelslicht Simulationsmethode: Forward Ray Tracing 1. Sonnenstrahlen auf das Solare Gebäude 2.Reflexionsstrahlen vom Gebäude in benachbarte Fassaden 3. Auszählen und Gewichten der Schnittpunkte von Reflexionstrahlen und Fassadenebene Simulation: Direkte Sonneneinstrahlung auf Swiss Tech Convention Centner, 13. April, 13:00 Uhr Simulation: Reflexion auf Basis komplexer Materialmodelle (BSDF) Visualisierung: Fassade mit Dichte der einfallenden Reflexionsstrahlen für alle Stunden eines Jahres (Klarer Himmel) 9,
10 2. Welche Bereiche reflektieren besonders stark? Ansatz: Nutzung von Sonnen- und Himmelslicht Simulationsmethode: Backwards Ray Tracing Strahlen vom Betrachter Standpunkt zum Gebäude in Himmel für Leuchtdichte Reflexionsstrahlen treffen auf Himmel und erhalten dort den gewichteten Anteil der Leuchtdichte Darstellung als aufsummierte Leuchtdichte oder Anzahl der Stunden pro Jahr mit Leuchtdichte über cd/m2 10,
11 3. Wie viel mal heller ist es? Juli Vertikale Beleuchtungsstärke 20 Uhr 16 Uhr 12 Uhr Relative Beleuchtungsstärke 20 Uhr 16 Uhr Relative Beleuchtungsstärke 12 Uhr 11,
12 Beispiel Planungsfrage Würde eine PV Anlage auf dem Süd Dach der Scheune in den rot markierten Bereich auf dem See Sonnenlicht reflektieren? Quelle: Geoportal Luzern Scheune am Meggenhorn. Luzern 12,
13 Beispiel Planungsfrage II Störende Reflexionen liegen ausserhalb des Bereichs Wäre die Dachneigung grösser als sie ist, dann ergäben sich störende Reflexionen Realisierte architektur-integrierte Photovolatik Anlage 13,
14 Zusammenfassung Visuelle Analyse - Visuelle Anforderungen sind entscheidend - Bedarf an Simulation und Analyse steigt - Richtlinien mit Behörden entwickeln - Fallbeispiele gesucht 14,
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