5. Tagung Solarwärme Schweiz 2016: Blendung durch reflektiertes Sonnenlicht - ein Problem von Solaranlagen?

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1 5. Tagung Solarwärme Schweiz 2016: Blendung durch reflektiertes Sonnenlicht - ein Problem von Solaranlagen? Stefan Brunold, Stv. Institutsleiter Florian Ruesch, SPF Forschung Mattia Battaglia, SPF Forschung

2 Blendung - ein Problem von Solaranlagen? Ja! Aber 2

3 Blendung im Alltag auch Dachfenster, 3

4 Blendung im Alltag Fenster, 4

5 Blendung im Alltag Quelle: spiegel.de Glasfassaden, 5

6 Blendung im Alltag Lack, Wasser, 6

7 Blendung im Alltag Schnee, 7

8 Blendung im Alltag Metall 8

9 Blendung im Alltag Blendung ist alltäglich! Wann ist Blendung lästig? 9

10 Gesetzliche Grundlagen Lichtreflexion ist eine Immission im Sinne des Umweltschutzgesetzes (USG). Schützt vor «schädlichen oder lästigen Einwirkungen» Verantwortung bei Verursacher Keine Immissionsgrenzwerte für Blendung durch reflektiertes Sonnenlicht Gerichte entscheiden! (teilweise widersprüchlich) 10

11 Herkömmliches Vorgehen Blendung stört nicht wenn: Dauer < 30 min/d Gesamtdauer < 30 h/a (manchmal) Modellierung als spiegelnde Reflexion (Einfallswinkel = Ausfallswinkel) Macht das Sinn? Bericht von solarpraxis 11

12 Dauer: Studie zu periodischem Schattenwurf Studie: Belästigung durch periodischen Schattenwurf von Windenergieanlagen Laborpilotstudie (Institut für Psychologie der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, 15. Mai 2000) Ausgangslage: Fragestellung einer vorausgegangenen Feldstudie (1999) ob max. 30 min/tag und 30 h/jahr zumutbar ist blieb offen, da zu wenige Personen In der Laborstudie soll geklärt werden, ob 30 min/tag eine unzumutbare Belästigung darstellen 12

13 Dauer: Studie zu periodischem Schattenwurf Studie: Belästigung durch periodischen Schattenwurf von Windenergieanlagen Laborpilotstudie (Institut für Psychologie der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, 15. Mai 2000) Ergebnis: Die gewählte Konfiguration führte zu systematischen und deutlich erkennbaren, wenn auch schwachen Stresseffekten. Diese Effekte sprechen nicht für das Vorliegen einer erheblichen Belästigung i. S. des Bundes-Immissionsschutzgesetzes Es wird erwartet, dass kumulative Langzeitwirkungen deutlich stärkere Stresseffekte mit sich bringen, die die Kriterien einer erheblichen Belästigung erfüllen dürften Weitere Untersuchungen sind erforderlich 13

14 Intensität: Die Leuchtdichte Die Leuchtdichte ist ein Maß für den Helligkeitseindruck, den das Auge von einer Fläche hat. 14

15 Intensität: Die Leuchtdichte Die Leuchtdichte ist ein Maß für den Helligkeitseindruck, den das Auge von einer Fläche hat. Absolutblendung Vorsicht! Netzhautschaden 15

16 Streucharakteristik (BRDF) ist wichtig! float matt prismiert Tagung Solarwärme Schweiz, , Stefan Brunold

17 Streucharakteristik (BRDF) ist wichtig! float matt prismiert Tagung Solarwärme Schweiz, , Stefan Brunold

18 Messung der BRDF mit der Imaging Sphere BRDF = Bidirectional Reflectance Distribution Function Quelle: Sphereoptics 19

19 Messung der BRDF mit der Imaging Sphere BRDF = Bidirectional Reflectance Distribution Function Quelle: Sphereoptics 20

20 Streulichtmessungen an 3 Gläsern (Reflexion) float matt prismiert 21

21 Wann blendet es denn nun? θ r 22

22 Wann blendet es denn nun? 23

23 Wann blendet es denn nun? L θ r D 24

24 Wann blendet es denn nun? Relative Distanz: D/L Spiegel: D/L > 9 Blendung kürzer als 30 min L θ r D 25

25 Relative Distanz D/L Möglicher Ansatz zur Klassifizierung von Blendung Leuchtdichte > 1.6*10 5 cd/m Beobachtungswinkel in Grad Flachglas Theorie: ab D/L >9, Blendung kürzer als 30 min Spiegel theoretisch 26

26 Relative Distanz D/L Möglicher Ansatz zur Klassifizierung von Blendung Leuchtdichte > 1.6*10 5 cd/m Beobachtungswinkel in Grad Leichte Struktur: blendet länger als 30 min Spiegel theoretisch feine Struktur 28

27 Relative Distanz D/L Möglicher Ansatz zur Klassifizierung von Blendung Leuchtdichte > 1.6*10 5 cd/m Beobachtungswinkel in Grad Starke Struktur: blendet nur bei hohen Einfallswinkeln Spiegel theoretisch feine Struktur starke Struktur 29

28 Relative Distanz D/L Vergleich mit Blech Leuchtdichte > 1.6*10 5 cd/m Beobachtungswinkel in Grad Spiegel theoretisch feine Struktur starke Struktur Cr-Ni-St 0.6mm Uginox Cr-St verzinnt 0.5mm 30

29 Relative Distanz D/L Vergleich mit poliertem Stein und glasiertem Ziegel Leuchtdichte > 1.6*10 5 cd/m Beobachtungswinkel in Grad Spiegel theoretisch feine Struktur starke Struktur Granit poliert schwarz glasiert 31

30 Beurteilung Blendung Absolutblendung Auge kann Helligkeit nicht mehr auflösen Grenzwert *10 5 cd/m 2 DGP (Daylight Glare Probability) Psychologische Störung am Arbeitsplatz Verteilung berücksichtigt Nachbilderzeugung Nachbild beeinträchtigt Wahrnehmung Bestrahlungsstärke bei Pupille und Ausdehnung der Quelle ASSIST Psychologische Störung bei Kunstlicht (Nachtbedingungen) Sowohl maximale Helligkeit als auch Ausdehnung der Quelle 32

31 Relative Distanz D/L Relative Distanz D/L Relative Distanz D/L Relative Distanz D/L Möglicher Ansatz zur Klassifizierung von Blendung Leuchtdichte > 1.6*10 5 cd/m 2 DGP > Beobachtungswinkel in Grad Beobachtungswinkel in Grad Spiegel theoretisch feine Struktur starke Struktur Spiegel theoretisch feine Struktur starke Struktur Nachbilderzeugung ASSIST Blendung Beobachtungswinkel in Grad Beobachtungswinkel in Grad Spiegel theoretisch feine Struktur starke Struktur Spiegel theoretisch feine Struktur starke Struktur 33

32 Schlussfolgerung Viele Materialien (nicht nur) der Gebäudehülle führen zu einer Blendung Vorhandene Methoden und Kriterien sind nur bedingt geeignet Die 30 Minuten Regel ist zu hinterfragen Ist die Leuchtdichte allein die entscheidende Grösse für die Intensität? Streuung an der Oberfläche muss berücksichtigt werden 34

33 Vorläufige Empfehlungen für Solaranlagen Nahe senkrechte Beobachtungsrichtung (Fassade, Flughafen) Stark strukturiertes Glas (feine Struktur & AR Schicht) Geringe Intensität des reflektierten Lichts Flache Beobachtungswinkel Flachglas Kurze Dauer der Blendung 35

34 Dieses Projekt wurde unterstützt durch: Bundesamt für Energie BFE, Bern Danke für Ihre Aufmerksamkeit! 36