Warum Visualisieren in der Lichtplanung

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1 Warum Visualisieren in der Lichtplanung Ing. Leif Wall, Wabema Navaren AR, Rubanksgatan 4, SE Knivsta Dr.-Ing. Siegbert Debatin, Relux Informatik AG, Dornacherstr. 377, CH-4053 Basel 1 Einleitung Seit vielen Jahren benutzen Lichtplaner für ihre Berechnungen Computer. Berechnet wird meistens die horizontale Beleuchtungsstärke. Das Berechnungsergebnis Zahlen kann gut mit den verschiedenen Vorgaben und Normen verglichen werden, aber es sagt uns nicht, was man sieht. Leute sehen keine Zahlen, sondern Bilder, sie nehmen die Umgebung wahr, über die Augen, mit dem Gehirn. Menschen sind vertikale Wesen. Wir leben in Räumen und wir sehen Räume. Räume haben Wände, Decke und Boden und diese haben jeweils eine Helligkeit und eine Farbe. Der visuelle Eindruck für eine Lichtinstallation kann sehr unterschiedlich sein, auch wenn sie dieselbe horizontale Beleuchtungstärke aufweisen. Leben und Licht sind ein Erleben (siehe /1/) und wir leben in einer Zeit der Erlebens. 2 Klassische Visualisierung Der Planungsprozesses beginnt mit der Definition der Sehaufgaben, geht über in die Auswahl passender Leuchten, und am Ende steht die Präsentation der Ergebnisse. Wichtigste Randbedingung ist dabei die Einhaltung des jeweils gültigen Normenwerks. Um diese Einhaltung zu belegen, genügen relativ wenige Zahlen, die man in einer kleinen Tabelle zusammenfassen kann (siehe Tab. 1). Mittlere Beleuchtungsstärke E m 513 lx Minimale Beleuchtungsstärke E min 352 lx Maximale Beleuchtungsstärke E max 621 lx Gleichmäßigkeit g1 E min /E m 1 : 1.46 (0.69) Gleichmäßigkeit g2 E min /E max 1 : 1.76 (0.57) Tab. 1: Beleuchtungsstärke auf einer Nutzebene (Zusammenfassung) Dabei handelt es sich letztlich auch um eine Visualisierung von Ergebnissen, in diesem Fall in sehr verdichteter Form. Die Tabelle der Beleuchtungsstärke stellt bereits wesentlich mehr Daten zur Verfügung (siehe Tab. 2). Dies geschieht in einer sehr exakten Form, so dass die einzelnen Messpunkte in der fertig installierten Anlage nachgemessen werden können. Nachteilig an dieser Darstellungsform ist, dass es sehr schwierig ist, einen Eindruck vom Verlauf der Beleuchtungsstärke zu erhalten. Das gelingt viel besser in der Visualisierung als Falschfarbendiagramm (siehe Abb. 1), wo sich die Bereiche unterschiedlicher Beleuchtungsstärke plakativ abzeichnen. Bie diesen drei Darstellungsformen, bzw. Visualisierungen, handelt es sich immer um denselben Datensatz. Der Aussagewert ist aber jeweils sehr unterschiedlich. Dabei sind die Möglichkeiten der Visualisierung noch nicht erschöpft. Es gibt noch weitere Ausgabe-

2 formen für die Beleuchtunsstärke auf der Nutzbene, etwas als 3D Gebirge oder als Schnittlinie, die alle ihre spezifischen Vorteile haben. Tab. 2: Beleuchtungsstärke auf einer Nutzebene (Tabelle) Abb. 1: Beleuchtungsstärke auf einer Nutzebene (Falschfarbendiagramm)

3 3 Moderne Visualisierung Wenn wir heute von Visualisierung reden, dann meinen wir fast immer die Darstellung der Leuchtedichte im Raum. Die Leuchtdichte ist diejenige Größe, die im Auge in einen Sehreiz umgesetzt wird und die wir auch mit einer Kamera in ein Bildsignal wandeln können. Es gibt viele Möglichkeiten, eine Beleuchtungsanlage so auszulegen, dass eine vorgegebene Beleuchtungsstärke auf der Nutzbene erreicht wird. Obwohl sie also alle die gleichen Ergebnisse auf der Nutzbene erzeugen, führen sie doch zu sehr unterschiedlichen visuellen Eindrücken. Die Beleuchtung kann anregend und stimulierend sein oder sie kann erdrückend und ermüdend wirken. Aus der Beleuchtungstärke der Nutzebene kann man das nicht ablesen. Abb. 2 zeigt ein solches Beispiel. Zwei unterschiedliche Leuchtentypen, einmal breitstrahlend, einmal tiefstrahlend, ergeben höchst unterschiedliche Eindrücke. Der Verlauf der Beleuchtungsstärke auf der Nutzebene, etwa in Höhe des Schreibtisches, ist gleich. Abb. 2: Zwei verschiedene Beleuchtungskonzept, die auf der Nutzbene identische Resultate erzeugen. Nun kann man natürlich argumentieren, dass ein erfahrener Planer sich die Leuchtdichte im Raum aufgrund der verwendeten Leuchten, respektive deren LVKs, vorstellen kann. Dabei wird aber übersehen, dass die Planung für lichttechnische Laien gemacht wird, die vielleicht nicht einmal mit dem entsprechenden Vokabular vertraut sind. Die Visualisierung hilft in diesem Fall, den Kunden mit dem Beleuchtungskonzept vertraut zu machen, denn man redet in einer Sprache, die der Kunde kennt. Es gibt also bereits gute Gründe, die für eine Visualisierung sprechen, auch wenn sie in diesem Fall eher dem zwischenmenschlichen Bereich zuzuordnen sind. Daneben existieren aber auch eine Reihe von technischen Gründen, aus denen wir im folgenden auf zwei näher eingehen möchten. Das ist zum einen der Einsatz von farbigem Licht, zum anderen ist es die Beurteilung von Blendung beim Vorhandensein von glänzenden bzw. spiegelnden Materialien.

4 3.1 Farbiges Licht Die Farbe ist eine wichtige Eigenschaft des Lichts. Ohne Farbe fehlt ein wichtiges Stimulans aus der Umwelt, ein Leben ist ohne Farbe kaum vorstellbar. Und doch kommt in den wichtigsten lichttechnischen Größen wie etwa Lichtstrom, Beleuchtungsstärke und Leuchtdichte, die Farbe nicht vor. Das erscheint zunächst befremdend, wird aber klar, wenn man sich vor Augen führt, dass diese Größen immer eine integrale Aussage über alle Farben liefern. Die selektive Farbempfindlichkeit wird über die v(λ)-kurve quasi weggebügelt. Damit ist klar, dass alle in Kapitel 2 vorgestellten Ausgabeformen für eine Aussage bezüglich der Farbe nicht geeignet sind. Projekte, wo Farbkonzepte verwendet werden, können nur über die 3D Visualisierung kommuniziert werden. In Abb. 3 ist ein Flur zu sehen, der nur von den wechselnden Farben lebt. Über reine Zahlen kann die Lichtwirkung nicht verständlich gemacht werden. Abb. 3: Flur mit verschiedenen Farbbereichen. Die Wand hat einen leichten Glanz, wodurch die farbigen Reflexe entstehen. Im Außenbereich wird schon seit längerem mit farbigem Licht gearbeitet. Speziell bei Anstrahlungen ist die Lichtfarbe ein wichtiges Gestaltungsmittel (siehe /2/ und /3/). Mit der immer stärker kommenden LED Lampentechnologie wird nun Lichtfarbe auch im Innenbereich eingesetzt, seien es RGB Module für farbdynamische Anwendungen, oder neuartige Leuchtentypen, wo LED Lampentechnik mit herkömmlicher Lampentechnik gemeinsam verwendet wird. Nachdem sich Licht als einer der wichtigsten biologischen Steuerungsmechanismen herausgestellt hat, wird nun Lichtfarbe auch um Gesundheitswesen in Diagnostikräumen eingesetzt, um den Patienten ein angenehmes Umfeld zu verschaffen und ihn zu entspannen (siehe /4/).

5 3.2 Materialien mit Glanz In der Lichtberechnung wurden Materialien, die einen Glanzeffekt besitzen, wie etwa Metalle, Gläser, Spiegel oder Kunststoffe meistens vernachlässigt. Das liegt an den verwendeten Rechenverfahren, denn das verbreitete Radiosity Verfahren kann mit solchen Materialien nicht umgehen. Es beherrscht lediglich diffus reflektierende Materialien. Schaut man sich die eigene Umgebung einmal genauer an, dann entdeckt man sehr schnell glänzende Oberflächen. Die meisten Möbel haben einen mehr oder weniger starken Glanz und das in allen Büroräumen vorhandene Fenster zur Außenwelt verhält sich bei Dunkelheit wie ein Spiegel. Auch wenn der Glanz für die Beleuchtung im Allgemeinen nicht relevant ist, so kann er doch, abhängig vom Standort des Beobachters, einen erheblichen Einfluss auf den visuellen Eindruck haben. In Abb. 4 ist die Visualisierung eines Studios zu sehen. In den Schreibtischen aus Glas spiegelt sich, je nach Standort, die Decke, was zu unerwünschten Blendungen führen kann. In der Tabelle der Beleuchtungsstärke ist dieser Effekt nicht zu erkennen. Abb. 4: Studio, eingerichtet als Büro. Linkes Bild: Totale, rechtes Bild: Ausschnitt von einem anderen Standort aus betrachtet. 4 Zusammenfassung Die Zukunft der Lichtplanung liegt in der Visualisierung. Heute gibt es gute Softwarepakete für die Visualisierung, einige von ihnen sogar kostenlos und unsere PCs sind sehr leistungsfähig. Jetzt liegt es nur noch an uns. Einige gute Gründe für die Visualisierung sind: Ein Bild sagt mehr als 1000 Worte. Die meisten Menschen können sich unter Zahlen nichts vorstellen, aber sie verstehen die Bilder. Das ist die Sprache, mit der man mit ihnen über Licht reden kann.

6 Mit einer Visualisierung bekommt man einen visuellen Eindruck von einer Lichtinstallation. Das ist mit normalen Berechnungsergebnissen nicht möglich. Man kann verschiedene Gestaltungsvorschläge machen, anhand dener man auch wirklich den visuellen Unterschied erkennt. Visualisierungen machen es für den Lichtplaner einfacher, seine Ideen zu kommunizieren. Durch die Vermeidung von späteren Fehlern kann man Geld sparen. In Kombination mit Softwarepaketen für den Entwurf von Reflektoren kann man Ergebnisse präsentieren, bevor die Leuchte und der Raum überhaupt existieren. Visualieren macht Spaß Die Visualisierung ist aber immer noch eine Frage von Gefühlen, Kunst und Fachwissen. Man braucht zwar eine gute Software, die einem in allen Phasen der Planung unterstützt, aber dennoch ist der Computer nur zur Unterstützung da, nicht aber, um den Planer zu ersetzen. 5 Quellenverzeichnis /1/ Dirk Meyhöfer, Peter Andres: Licht muss man fühlen!, erschienen in BERATENDE INGENIEURE, 3/ /2/ Evelyn Voigt-Eggert, Anstrahlung: Licht als Katalysator vorhandener Ästhetik, erschienen in LICHT, 11-12/2007 /3/ Alessandro Colombini, LUCE E CITTA, Mutazioni luminose, erschienen in Lighting, n. 96, Juli August 2007 /4/ Presse - Royal Philips - Medizin in neuem Licht: 3BD7?opendocument