Hans Christian Winter Dipl. Ing. (FH) (Elektrische Energietechnik) - Zumtobel Licht - Marketing-Kommunikation
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- Mona Knopp
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1 L i c h t
2 ratec licht blumenstrasse 8a lindenberg planung und beratung energieeffiz. lichtlösungen kunstlicht / tageslicht Hans Christian Winter Dipl. Ing. (FH) (Elektrische Energietechnik) - Siemens Beleuchtungstechnik / Siteco Bel.technik - Vertrieb - Marketing-Kommunikation - Zumtobel Licht - Marketing-Kommunikation - Trilux - Leitung internationales Marketing - ratec licht - Planung energieeffizienter Beleuchtungsanlagen
3 Der Sehvorgang: Es müssen nicht immer alle Informationen vorliegen. D e r S e h v o r g a n g
4 D e r S e h v o r g a n g Der Sehvorgang: Es müssen nicht immer alle Informationen vorliegen. Lücken werden oft automatisch geschlossen, Horst Seehofer Jürgen Trittin
5 D e r S e h v o r g a n g Der Sehvorgang: Es müssen nicht immer alle Informationen vorliegen. Lücken werden oft automatisch geschlossen, sofern das vollständige Bild schon einmal im Gehirn abgelegt wurde. Abraham Lincoln Albert Einstein
6 Die Zylinder sind unterschiedlich groß, oder? D e r S e h v o r g a n g
7 Ponzo-Täuschung D e r S e h v o r g a n g
8 D e r S e h v o r g a n g Ponzo-Täuschung (Korridor-Täuschung)
9 L E D - L i c h t i m W a n d e l Was wird uns morgen (er) leuchten? Energieeffiziente Beleuchtung von Wohnund Nichtwohngebäuden
10 L E D - L i c h t i m W a n d e l Was wird uns morgen (er) leuchten? 1. Kleine Einführung (lichttechn. Grundlagen) 2. LED - das Licht von morgen (und heute!) 3. Kunst- und Tageslicht 4. Licht und Gesundheit ein großes Thema von heute und morgen
11 L i c h t t e c h n i s c h e G r u n d l a g e n Lampenkauf anno 19.. Glühlampe 25W - 100W
12 L i c h t t e c h n i s c h e G r u n d l a g e n Lampenkauf heute LED-Lampe
13 L i c h t t e c h n i s c h e G r u n d l a g e n Lampenkauf heute LED-Lampe
14 L i c h t t e c h n i s c h e G r u n d l a g e n Lichttechnische Größen: 1. Lichtstrom (Lumen) 2. Lichtfarbe (Grad Kelvin) 3. Lichtausbeute (Lumen / Watt) 4. Beleuchtungsstärke (Lux) V(λ) - Kurve 5. Leuchtdichte (Candela / m 2 )
15 L i c h t t e c h n i s c h e G r u n d l a g e n Lichtstrom 60 W AGL => O = 720 lm 35 W T5 => O = 3300 lm AGL (Allgebrauchsglühlampe) T5 (Leuchtstofflampe) Der Lichtstrom beschreibt die gesamte von einer Lichtquelle abgegebene Lichtleistung.
16 L i c h t t e c h n i s c h e G r u n d l a g e n Die Lichtfarbe einer Lampe bezieht sich auf die wahrgenommene (weiße) Farbe des von ihr abgestrahlten Lichtes. Lichtfarbe ca K
17 L i c h t t e c h n i s c h e G r u n d l a g e n Lichtfarbe: 2700 K Lichtfarbe: 3000 K Lichtfarbe Je größer die Zahl ( K), desto kälter das Licht. Lichtfarbe: 4000 K Lichtfarbe: 8000 K
18 L i c h t t e c h n i s c h e G r u n d l a g e n Lichtstrom einer 35 W High Efficiency-Lampe O = 3300 lm Lichtausbeute = 94 lm/w Der Lichtstrom beschreibt die gesamte von einer Lichtquelle abgegebene Lichtleistung. Die Lichtausbeute ist der Quotient aus Lichtstrom und der elektrischen Leistung.
19 L i c h t t e c h n i s c h e G r u n d l a g e n Lichtausbeute (lm/watt) Lichtausbeute unterschiedlicher Leuchtmittel
20 L i c h t t e c h n i s c h e G r u n d l a g e n Lichtausbeute (lm/watt) Der Hersteller CREE hat im März 2014 einen Laborwert von 303 lm/w erreicht. (Das physikalische Maximum liegt bei etwa 350 lm/w.)
21 L i c h t t e c h n i s c h e G r u n d l a g e n Beleuchtungsstärke O E = ( Lux ) A Beleuchtungsstärke ist der Quotient aus Lichtstrom und beleuchteter Fläche.
22 L i c h t t e c h n i s c h e G r u n d l a g e n Leuchtdichte Die Leuchtdichte ist der vom Menschen wahrgenommene Helligkeitseindruck einer Fläche.
23 B e l e u c h t u n g s s t ä r k e + L e u c h t d i c h t e Blauer Himmel: cd/m 2 Bedeckter Himmel: cd/m 2 Unterschiedliche Beleuchtungsstärkeund Leuchtdichtewerte Sonne: cd/m 2 Beleuchtungsstärke bei bedecktem Himmel lx Bei Sonne lx
24 B e l e u c h t u n g s s t ä r k e + L e u c h t d i c h t e E (lx) Sonnenlicht Bedeckter Himmel Arbeitsplatzbeleuchtung Verkehrszonenbeleuchtung 100 Straßenbeleuchtung 10 Mondlicht 1 Unterschiedliche Beleuchtungsstärkeund Leuchtdichtewerte L (cd/m 2 ) Sonnenlicht Glühlampe (matt) Leuchtstofflampe Besonnte Wolken Blauer Himmel Lichtdecken 500 Spiegelraster-Leuchten 100 Weißes Papier bei 500 lx 100 Bildschirm (negativ) 10-50
25 L E D - L i c h t i m W a n d e l Was wird uns morgen (er) leuchten? 1. Kleine Einführung (lichttechn. Grundlagen) 2. LED - das Licht von morgen (und heute!) 3. Kunst- und Tageslicht 4. Licht und Gesundheit
26 L E D L e u c h t m i t t e l Aufbau einer LED
27 L E D L e u c h t m i t t e l Eine LED ist ein direkter Halbleiter. Die bei der Vereinigung elektrisch positiver und negativer Ladungsträger (Rekombination) frei werdende Energie wird direkt als Licht abgegeben.
28 L E D L e u c h t m i t t e l Gründe für den Erfolg der LED - die Licht erzeugende Fläche ist sehr klein (neue, kleinere Bauformen v. a. bei Leuchten) - sehr effiziente Art der Lichterzeugung (hohe Lichtausbeute lm/w) - stabiler physikalischer (Halbleiter-) Prozess (sehr lange Lebensdauer) - die heute verwendeten LED erzeugen nahezu keine IR- und UV-Strahlung
29 L E D L e u c h t m i t t e l Gründe für den Erfolg der LED - klein - effizient - langlebig - (unschädlich)
30 L E D L e u c h t m i t t e l Vorteile der LED - klein - effizient - langlebig - (unschädlich) Quelle: Osram
31 L E D L e u c h t m i t t e l Quelle: Osram Es lassen sich heute 3 LED-Produktgruppen unterscheiden, - LED Lampen (meist retrofit) - LED Leuchten (Gehäuse inkl. Leuchtmittel) - LED Systeme (wie z. B. LED Schläuche)
32 L E D L e u c h t m i t t e l Vorteile der LED - klein - effizient - langlebig - (unschädlich) Die kleine, kompakte Bauweise der LED ermöglicht neue flache, runde, gebogene und flexible Bauformen bei LED-Leuchten und LED-Systemen.
33 L E D L e u c h t m i t t e l Vorteile der LED - klein - effizient - langlebig - (unschädlich) Lichtausbeute unterschiedlicher Leuchtmittel
34 L E D L e u c h t m i t t e l Vorteile der LED - klein - effizient - langlebig - (unschädlich) Der Hersteller CREE hat im März 2014 einen Laborwert von 303 lm/w erreicht. (Das physikalische Maximum liegt bei etwa 350 lm/w.)
35 L E D L e u c h t m i t t e l Vorteile der LED - klein - effizient - langlebig - (unschädlich) Bei LED Retrofit-Lampen wird von den Herstellern eine Lebensdauer zwischen h und h angegeben.
36 L E D L e u c h t m i t t e l Vorteile der LED - klein - effizient - langlebig - (unschädlich) Bei LED Leuchten gehen die Angaben bis zu h
37 L E D L e u c h t m i t t e l Vorteile der LED - klein - effizient - langlebig - (unschädlich) Die Lebensdauer von LEDs hängt maßgeblich von der Temperatur am Chip ab.
38 L E D L e u c h t m i t t e l UV IR Vorteile der LED - klein - effizient - langlebig - (unschädlich) LEDs geben so gut wie keine IR- und UV-Strahlung ab.
39 L E D L e b e n s d a u e r LED Lebensdauer? (Datenblatt)
40 L E D L e b e n s d a u e r LED Lebensdauer? Definition der Lebensdauer nach DIN IEC/PAS Die Lebensdauer eines einzelnen LED-Moduls Lx, während der ein LED Modul unter festgelegten Bedingungen mehr als die angegebene Prozentzahl x des Anfanglichtstroms liefert. Beispiel: L70 B50 wird als die Lebensdauer verstanden, bei der der Lichtstrom größer/gleich 70% für 50% der Population ist.
41 L E D L e b e n s d a u e r LED Lebensdauer???? Lebensdauer oder Lebensdauer Betriebsstunden bei L80/B Betriebsstunden bei L70/B10
42 L E D L e b e n s d a u e r LED Lebensdauer???? Lebensdauer bei L80/B Betriebsstunden L = Bemessungs- oder Nutzlebensdauer (typische Werte = 80% oder 70% Restlichtstrom) B = Anteil der LED-Elemente, die am definierten Lebensdauerende den angestrebten Lichtstrom von z. B. 80% Prozent (L80) unterschreiten
43 L E D L e b e n s d a u e r Betriebsstunden bei L80/B Betriebsstunden oder bei L70/B10
44 L E D L e b e n s d a u e r Betriebsstunden bei L80/B Betriebsstunden oder bei L70/B10
45 L E D E n e r g i e e f f i z i e n z Wo lassen sich LEDs heute schon sinnvoll einsetzen? Grundbeleuchtung Klassenzimmer
46 L E D E n e r g i e e f f i z i e n z Grundbeleuchtung Klassenzimmer Standard Klassenzimmer (l = 9m, b = 7m, 300lx) 1. Schlechte Rasterleuchte (T5 Leuchtstofflampe) P a = 500 W // 7,9 W/m 2 // 2,5 W/m 2 100lx 2. Effiziente Rasterleuchte (T5 Leuchtstofflampe) Die LED-Leuchte ist in diesem Beispiel um 27% effizienter, als eine sehr gute Rasterleuchte mit Leuchtstofflampenbest. P a = 420 W // 6,5 W/m 2 3. Effiziente LED-Leuchte P a = 320 W // 5,1 W/m 2 // 1,93 W/m 2 100lx // 1,41 W/m 2 100lx
47 E i n s a t z b e r e i c h e Wo lohnt sich LED-Beleuchtung und wo (noch) nicht? Sinnvoll: - Verkehrszonen - Treppenhäuser - Grundbeleuchtung (teilweise) - Sporthallen (BMU-Förderung) - Anlagen mit langen Einschaltzeiten - in kalten oder unbeheizten Räumen - Industrieanlagen mit hohen Hallen und langer Brenndauer - Bereiche mit Lichtsteuerung und Regelung (z. B. tageslichtabh.) - generell bei vielen Ein- und Ausschaltungen
48 E i n s a t z b e r e i c h e Wo lohnt sich LED-Beleuchtung und wo (noch) nicht? Meist sinnvoll: - Shops wo möglichst wenig Strahlungswärme akzeptiert wird - Shops wo möglichst wenig UV-Licht akzeptiert wird - Grundbeleuchtung (teilweise) - In Fällen wo langfristig gedacht wird (ROI größer 4-5 Jahre) - Industrieanlagen mit hohen Hallen wo der Wartungsaufwand (z. B. durch Hubsteiger sehr aufwendig ist
49 E i n s a t z b e r e i c h e Wo lohnt sich LED-Beleuchtung und wo (noch) nicht? Nicht sinnvoll: - Shopbeleuchtung mit hohen Leistungen (z. B. HQI 70W) - Prüfplätze, bei denen es auf extrem genaue Farbwiedergabe ankommt - Räume die nur selten genutzt werden, (Keller, Dachboden) - einfache Hallen, die nur gelegentlich mit Kunstlicht beleuchtet werden
50 E i n s a t z b e r e i c h e Welche Lampe wo einsetzen? Temperaturstrahler Entladungslampen Licht emitt. Dioden
51 E i n s a t z b e r e i c h e Welche Lampe wo einsetzen? Temperaturstrahler - Lichtfarbe ca K - sofort 100% Lichtleistung - kein Quecksilber (Hausmüll) - Mittlere Lebensdauer ca h - 10 lm/w 20 lm/w - nur geringe jährliche Nutzungszeiten => Keller => Dachboden
52 E i n s a t z b e r e i c h e Welche Lampe wo einsetzen? Entladungslampen - Lichtfarbe K bis K - Mittlere Lebensdauer h bis h - Lichtstromanlaufphase - teilweise mindere Lichtqualität - nur spezielle Lampen dimmbar (100% bis 3%) - 75 lm/w über 100 lm/w - Quecksilber (Sondermüll) => Küche => Esszimmer => Wohnzimmer
53 E i n s a t z b e r e i c h e Welche Lampe wo einsetzen? LED-Leuchtmitte - Lichtfarbe ca K bis K - Mittlere Lebensdauer h bis h - sofort 100% Lichtstrom - unterschiedliche Lichtqualität - nur spezielle Lampen dimmbar - 75 lm/w über 100 lm/w (in Zukunft weit höher) => Küche => Esszimmer => Wohnzimmer => (Bad/WC)
54 L E D L i c h t q u e l l e d e r Z u k u n f t Vorteile der LED - klein - effizient - langlebig - (unschädlich)
55 L E D - L i c h t i m W a n d e l Was wird uns morgen (er) leuchten? 1. Kleine Einführung (lichttechn. Grundlagen) 2. LED - das Licht von morgen (und heute!) 3. Kunst- und Tageslicht 4. Licht und Gesundheit
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57 K u n s t - u n d T a g e s l i c h t Die wichtigste Lichtquelle des Menschen ist die Sonne Diese ist aber, - nicht da (auf der anderen Seite) - zu hell - zu dunkel (gestern) - zu warm - zu dynamisch (lenkt nur ab) Deshalb gab es in den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts Bestrebungen sie draußen zu lassen.
58 K u n s t - u n d T a g e s l i c h t Und so baute man Schulräume ohne Tageslicht oder Großraumbüros ohne Fenster.
59 K u n s t - u n d T a g e s l i c h t Die wichtigste Lichtquelle des Menschen ist die Sonne Diese ist, Das hat sich gottseidank wieder geändert. - sehr gesund - tagsüber (fast) immer verfügbar - warm - dynamisch (wirkt stimulierend) - kostenlos Deshalb gibt es heute vermehrt Bestrebungen sie stärker in die Gebäude hinein zu lassen.
60 K u n s t - u n d T a g e s l i c h t Das Licht der Sonne ist wichtig für unser körperliches Wohlergehen und die Anteilnahme am Außengeschehen für unser mentales Befinden.
61 K u n s t - u n d T a g e s l i c h t Das Licht der Sonne wird wieder in stärkerem Maße zur Referenzgröße.
62 K u n s t - u n d T a g e s l i c h t Tageslichtversorgung eines Raumes Raumpotential // Raum mit Fassade Die mögliche Versorgung eines Raumes mit Tageslicht hängt ab von, - Raumpotential (Rohbau) - Fassadengestaltung
63 K u n s t - u n d T a g e s l i c h t Tageslichtversorgung eines Raumes Raumpotential // Raum mit Fassade // Apertur // effektive Apertur Die mögliche Versorgung eines Raumes mit Tageslicht hängt ab von, - Raumpotential (Rohbau) - Fassadengestaltung - Sonnen- und/oder Blendschutz - Fassadenorientierung (Süd, West,...)
64 K u n s t - u n d T a g e s l i c h t Neuzustand: Tageslichtquotient Tageslichtquotienten: T mittel = 2,1 % T min = 0,3 % T max = 11,0 %
65 K u n s t - u n d T a g e s l i c h t Neuzustand: Tageslichtquotient Tageslichtquotienten: T mittel = 2,1 % T min = 0,3 % T max = 11,0 %
66 Gymnasium Sonthofen R e a l i s i e r t e B a u o b j e k t e
67 R e a l i s i e r t e B a u o b j e k t e Gymnasium Sonthofen Eingangshalle
68 R e a l i s i e r t e B a u o b j e k t e Gymnasium Sonthofen Klassenzimmer
69 Gymnasium Buchloe R e a l i s i e r t e B a u o b j e k t e
70 R e a l i s i e r t e B a u o b j e k t e Gymnasium Buchloe Eingangshalle
71 R e a l i s i e r t e B a u o b j e k t e Gymnasium Buchloe Flure
72 R e a l i s i e r t e B a u o b j e k t e Gymnasium Buchloe Treppenhaus
73 R e a l i s i e r t e B a u o b j e k t e Gymnasium Buchloe Klassenraum
74 R e a l i s i e r t e B a u o b j e k t e Gymnasium Buchloe Grundriss EG
75 R e a l i s i e r t e B a u o b j e k t e Wohnheim Olymp. Dorf Innsbruck Computergrafiken
76 R e a l i s i e r t e B a u o b j e k t e Wohnheim Olymp. Dorf Innsbruck Computergrafiken
77 R e a l i s i e r t e B a u o b j e k t e
78 R e a l i s i e r t e B a u o b j e k t e Ausstellungsbereich
79 R e a l i s i e r t e B a u o b j e k t e Eingangsbereich
80 L E D - L i c h t i m W a n d e l Was wird uns morgen (er) leuchten? 1. Kleine Einführung (lichttechn. Grundlagen) 2. LED - das Licht von morgen (und heute!) 3. Kunst- und Tageslicht 4. Licht und Gesundheit
81 L i c h t u n d G e s u n d h e i t Den modernen Menschen gibt es seit etwa Jahren Jahre davon lebte er mit der Sonne. Die restlichen 135 Jahre auch mit der künstlichen (elektrischen) Beleuchtung.
82 Ein 50-jähriger Mensch hätte somit keine zwei Wochen mit dem elektrischen Licht gelebt. L i c h t u n d G e s u n d h e i t
83
84 L i c h t u n d G e s u n d h e i t Die wichtigste Lichtquelle des Menschen ist die Sonne Eine Anpassung an das Kunstlicht hat definitiv noch nicht stattgefunden! Trotzdem verbringt der moderne Mensch in den westlichen Industrienationen über 90% seiner Zeit in geschlossenen Räumen.
85 L i c h t u n d G e s u n d h e i t Blauer Himmel: cd/m 2 Bedeckter Himmel: cd/m 2 Im Außenraum herrschen völlig andere Lichtverhältnisse. Sonne: cd/m 2 Beleuchtungsstärke bei bedecktem Himmel lx Bei Sonne lx
86 L i c h t u n d G e s u n d h e i t Der Mensch in Industriegesellschaften verbringt bis zu 90% seines Lebens in geschlossenen Räumen, in die Tageslicht nicht, wenig oder spektral verändert eintritt. Normative Vorgaben: Büroräume 500 lx Klassenräume 300 lx Sporthallen 300 lx Wohnraum > 300 lx
87 L i c h t u n d G e s u n d h e i t Dreifache Wirkung 1. Visuelle Funktion 2. Emotionale Qualität 3. Biologische Wirkung Neben den Stäbchen und Zapfen befinden sich im Auge des Menschen noch blaulichtempfindliche Zellen, deren Nervenbahnen nicht zum Sehzentrum gehen, sondern zum suprachiasmatischen Nukleus. Melanopsinhaltige Ganglienzellen im Auge steuern z. B. die Innere Uhr (circadianer Rhythmus)
88 L i c h t u n d G e s u n d h e i t L i c h t u n d G e s u n d h e i t - Licht steuert unsere innere Uhr (circadianer Rhythmus) - Licht beeinflusst das Wohlbefinden (Winterdepression) - Licht steuert die hormonelle Tätigkeit (z. B.Melatonin) - Licht heilt Hautkrankheiten (z. B. Psoriasis) - Licht wirkt therapeutisch (Vitamin D, Gelbsucht) - Licht hat eine schmerzstillende Wirkung -.
89 L i c h t u n d G e s u n d h e i t L i c h t u n d G e s u n d h e i t - Licht steuert unsere innere Uhr (circadianer Rhythmus) - Licht beeinflusst das Wohlbefinden (Winterdepression) - Licht steuert die hormonelle Tätigkeit (z. B.Melatonin) - Licht heilt Hautkrankheiten (z. B. Psoriasis) - Licht wirkt therapeutisch (Vitamin D, Gelbsucht) - Licht hat eine schmerzstillende Wirkung Licht in Gebäuden
90 L i c h t u n d G e s u n d h e i t Behandlung von: L i c h t t h e r a p i e (UV) - Tuberkolose (seit 1895) - Rachitis (seit etwa 1920) Sanatorien in Davos, Braunwald, etc.
91 L i c h t u n d G e s u n d h e i t
92 L E D - L i c h t i m W a n d e l Wie werden unsere Gebäude morgen beleuchtet werden?
93 L E D - L i c h t i m W a n d e l Wie werden unsere Gebäude morgen beleuchtet werden? (Hypothesen) - es werden offene, helle Gebäude sein - sie werden sich am Tageslicht orientieren - es wird LED-Technik verbaut sein (OLED) - trotzdem sollten wir ausreichend Zeit vor dem Gebäude verbringen - und das Licht auch mal ausschalten, denn...
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