Tran Quoc Khanh - Beleuchtung in Innenräumen - Human Centric Integrative Lighting

1 Cover

2 Titelseite

3 Impressum Autoren Prof. Dr. Tran Quoc Khanh Technische Universität Darmstadt Laboratory of Lighting Technology Hochschulstraße 4A 64289 Darmstadt Deutschland Dr.-Ing. Peter Bodrogi ERCO Gmbh Brockhauser Weg 80–82 58507 Lüdenscheid Deutschland Dr.-Ing. Trinh Quang Vinh Technische Universität Darmstadt Lab of Lighting Technology Hochschulstraße 4A 64289 Darmstadt Deutschland Alle Bücher von WILEY-VCH werden sorgfältig erarbeitet. Dennoch übernehmen Autoren, Herausgeber und Verlag in keinem Fall, einschließlich des vorliegenden Werkes, für die Richtigkeit von Angaben, Hinweisen und Ratschlägen sowie für eventuelle Druckfehler irgendeine Haftung. Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar. © 2022 Ernst & Sohn GmbH, Rotherstraße 21, 10245 Berlin, Germany Alle Rechte, insbesondere die der Übersetzung in andere Sprachen, vorbehalten. Kein Teil dieses Buches darf ohne schriftliche Genehmigung des Verlages in irgendeiner Form – durch Photokopie, Mikroverfilmung oder irgendein anderes Verfahren – reproduziert oder in eine von Maschinen, insbesondere von Datenverarbeitungsmaschinen, verwendbare Sprache übertragen oder übersetzt werden. Die Wiedergabe von Warenbezeichnungen, Handelsnamen oder sonstigen Kennzeichen in diesem Buch berechtigt nicht zu der Annahme, dass diese von jedermann frei benutzt werden dürfen. Vielmehr kann es sich auch dann um eingetragene Warenzeichen oder sonstige gesetzlich geschützteKennzeichen handeln, wenn sie nicht eigens als solche markiert sind. Print ISBN 978-3-527-41401-7 ePDF ISBN 978-3-527-83153-1 ePub ISBN 978-3-527-83154-8 Umschlaggestaltung Grafik-Design Schulz, Fußgönnheim Satz le-tex publishing services GmbH, Leipzig Druck und Bindung Gedruckt auf säurefreiem Papier. 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1

4 Vorwort und Danksagung

5 1 Einleitung und Motivation1.1 Einführung: ein historischer Rückblick und aktuelle Fragestellungen Literatur

6 2 Grundlagen der Lichttechnik – visuelle und nicht visuelle Grundaspekte 2.1 Das menschliche Sehsystem: visuelle und nicht visuelle Signalverarbeitung 2.2 Lichttechnische und farbmetrische Kenngrößen 2.3 Grundlagen der nicht visuellen Aspekte Literatur

7 3 Grundprinzipien von Human Centric Lighting/integrativer Beleuchtung 3.1 Grundsätzliche Fragestellungen, allgemeine Aspekte 3.2 Eingangsgrößen – eine Systematik 3.3 Gehirnverarbeitung zur Bildung subjektiver und objektiver Verhaltensgrößen 3.4 Timing-System, zirkadianer Rhythmus und Schlafverhalten 3.5 Ausgangsgrößen des visuellen und des nicht visuellen Gehirnverarbeitungsapparats: eine Systematik 3.6 Grundaspekte von Human Centric Lighting – Integrative Lighting [35] 3.7 Werkzeuge und Methoden für die Ermittlung der subjektiv und objektiv messbaren Lichtwirkungen Literatur

8 4 Sehleistungen – Arbeitsleistungen4.1 Stand der Normung für Innenraumbeleuchtung am Beispiel der DIN EN 12464 4.2 Sehleistungen 4.3 Arbeitsleistungen Literatur

9 5 Moderne Aspekte der Helligkeit und der visuellen Klarheit im Kontext der Lichtqualität und visuelle Leistung5.1 Einführung 5.2 Versuchsmethode der Probandenstudie [23] 5.3 Modellierung der Helligkeit und der visuellen Klarheit 5.4 Zusammenfassung Literatur

10 6 Farbqualität und psychophysisch-emotionale Aspekte, Laborexperimente6.1 Einleitung 6.2 Bevorzugte horizontale Beleuchtungsstärken [1] 6.3 Bevorzugte Leuchtdichten von der Wand am Monitorarbeitsplatz 6.4 Bevorzugte Farbtemperaturen [23] 6.5 Bevorzugte Bereiche von Farbtemperaturen und Beleuchtungsstärken [25, 26] 6.6 Bevorzugte Farborte (Weißtöne) [37] 6.7 Farbqualität 6.8 Farbpräferenz für die Beleuchtung des Hauttons [58] 6.9 Farbwiedergabeindizes und deren semantische Bedeutung [61] 6.10 Zusammenfassung des Kapitels 6: Vorläufige Konsequenzen für die Innenraumbeleuchtung Literatur

11 7 Neue Lichtqualitätsmodelle aus Laborexperimenten und Validation in Feldversuchen7.1 Einführung 7.2 Eingangs- und Ausgangsparameter der Lichtqualitätsmodelle 7.3 Versuchsanordnungen für die Lichtqualitätsmodelle 7.4 Gleichungen der Lichtqualitätsmodelle 7.5 Modellierung mit dem circadian stimulus (CS) 7.6 Validation der Lichtqualitätsmodelle (in Abschn. 7.4) in drei Museen in Japan [34] 7.7 Zusammenfassung Literatur

12 8 Korrelationsanalyse der HCL-Kenngrößen und Konsequenzen für die Messtechnik nicht visueller Effekte8.1 Generelle Betrachtung der Korrelation der Kenngrößen für visuelle Leistung, Farbqualität und nicht visuelle Wirkungen 8.2 Spezifische Betrachtung der Korrelation der Kenngrößen für visuelle Leistung, Farbqualität und nicht visuelle Wirkungen 8.3 Struktur und Kategorien der Eingangskenngrößen im HCL-System Literatur

13 9 Psychophysisch-emotionale Aspekte – visueller Komfort und nicht visuelle Wirkungen 9.1 Psychologisch-emotionale Aspekte der Lichtwirkung 9.2 Raumeindruck, Raumhelligkeit und Gesichtsfeldleuchtdichte 9.3 Visueller Komfort – Flimmern und stroboskopische Effekte 9.4 Nicht visuelle Lichtwirkungen in den nächtlichen Stunden 9.5 Psychologische und gesundheitliche Aspekte von Tageslicht 9.6 Einflüsse von Lichtintensität und Zeitpunkt der Lichtexposition auf das Schlafverhalten [76] 9.7 Lichtwirkungen auf die Wachheit - Literaturanalyse verschiedener Publikationen 9.8 Ergebnisse der Lichtwirkung auf die Wachheit in der Frühschicht in einem Industriebetrieb Literatur

14 10 Praktische HCL-Lichtmesstechnik im Innen-und Außenbereich10.1 Einführung [1] 10.2 Arbeitsthesen und Fragestellungen für die HCL-Lichtmesstechnik [13] 10.3 Lichtmesstechnische Aspekte [13, 23, 29] 10.4 Zirkadian wirksame Bestrahlung im Außen-und Innenbereich durch integrale Feldmessungen 10.5 Tageslichtmessung – fundamentale und praktische Ansätze 10.6 HCL-Lichtmessungen an Büroarbeitsplätzen Literatur

15 11 Technologische Aspekte der HCL – Beleuchtung in Gebäuden11.1 Einführung in die Thematik Smart Lighting nach [1] 11.2 Technische Grundlagen von Smart Lighting nach [3] 11.3 Struktur von Cloud-Software und Applikationsfälle 11.4 Lichtregelung und spektrale Optimierung für hochqualitatives und gesundes Licht 11.5 Farb- und Lichtsensorik Literatur

16 12 HCL-Orientierte Beleuchtungsplanung – Grundaspekte und Umsetzung 12.1 Einordnung von HCL-Konzeption des Prozesses der Beleuchtungsqualität 12.2 Prozess und Einflussfaktoren zur Erzielung der Beleuchtungsqualität – Lichtplanung 12.3 Tageslicht und Tageslichtplanung 12.4 Spezifikation der HCL-Beleuchtungsanlagen für Tageszeit – Entwurf für eine Empfehlung 12.5 Dynamisches Licht – Steuerkurven 12.6 Beleuchtung für Nutzer/-innen mit höherem Lichtbedarf Literatur

17 13 Zusammenfassung und Ausblick13.1 Zusammenfassung 13.2 Ausblick

18 Anhang A Einheitliche Bewertung von Lichtsituationen mit dem LiTG-Fragebogen (Deutsche Lichttechnische Gesellschaft e. V.) Literatur

19 Stichwortverzeichnis

20 Endbenutzer-Lizenzvereinbarung

1 Kapitel 1 Tab. 1.1 Große Meilensteine in der Entwicklung der Lichtquellentechnik. Quelle: ... Tab. 1.2 Große Meilensteine in der Entwicklung der CIE-Farbmetrik. Quelle: TU Da...

2 Kapitel 2 Tab. 2.1 Konstanten für die fünf 𝛼-opischen...

3 Kapitel 3 Tab. 3.1 Freilaufende intrinsische zirkadiane Periodendauer. Quelle: Basierend a...

4 Kapitel 4 Tab. 4.1 Industrielle und handwerkliche Tätigkeiten – Elektro- und Elektronikind... Tab. 4.2 Büros. Quelle: Tabelle 5.26 – DIN EN 12464:2011-08. Tab. 4.3 Gesundheitseinrichtungen – Untersuchungsräume (allgemein). Quelle: Tabe... Tab. 4.4 Kontraste von typischen Lesematerialien.