Beleuchtung -
Lighting

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Beleuchtete Kirschblüten, Licht aus den Schaufenstern und japanische Laterne nachts in Ise, Mie , Japan
Tageslichtnutzung am Bahnhof Gare de l'Est Paris
Geringe Lichtintensität und Dunst in einem Konzertsaal lassen Lasereffekte sichtbar werden

Beleuchtung oder Beleuchtung ist der bewusste Einsatz von Licht , um praktische oder ästhetische Effekte zu erzielen. Beleuchtung umfasst sowohl den Einsatz von künstlichen Lichtquellen wie Lampen und Leuchten als auch natürliche Beleuchtung durch Einfangen von Tageslicht . Tageslicht (durch Fenster, Oberlichter oder Lichtregale) wird manchmal tagsüber in Gebäuden als Hauptlichtquelle verwendet. Dadurch kann Energie eingespart werden, anstatt künstliche Beleuchtung zu verwenden, die einen wesentlichen Bestandteil des Energieverbrauchs in Gebäuden ausmacht. Die richtige Beleuchtung kann die Aufgabenleistung verbessern, das Erscheinungsbild eines Bereichs verbessern oder positive psychologische Auswirkungen auf die Bewohner haben.

Die Innenbeleuchtung wird normalerweise mit Beleuchtungskörpern erreicht und ist ein wichtiger Bestandteil der Innenarchitektur . Beleuchtung kann auch ein wesentlicher Bestandteil von Landschaftsprojekten sein .

Geschichte

“. entstand.

Schwache Nachtbeleuchtung für die alten Lagerhäuser entlang des Flusses in der Altstadt von Porvoo , Finnland

Gasbeleuchtung war ab dem frühen 19. Jahrhundert wirtschaftlich genug, um Straßenlaternen in Großstädten mit Strom zu versorgen, und wurde auch in einigen Geschäftsgebäuden und in den Häusern wohlhabender Menschen verwendet. Der Gasmantel verstärkte die Leuchtkraft von Nutzbeleuchtung und Petroleumlaternen. Der nächste große Preisverfall kam in den 1880er Jahren mit der Einführung der elektrischen Beleuchtung in Form von Bogenlichtern für die Großraum- und Straßenbeleuchtung , gefolgt von Glühlampen- basierten Dienstprogrammen für die Innen- und Außenbeleuchtung.

Im Laufe der Zeit wurde elektrische Beleuchtung in den Industrieländern allgegenwärtig. Segmentierte Schlafmuster verschwanden, eine verbesserte Nachtbeleuchtung ermöglichte mehr Aktivitäten in der Nacht und mehr Straßenlaternen reduzierten die städtische Kriminalität.

Geräte

Beleuchtungskörper gibt es in einer Vielzahl von Stilen für verschiedene Funktionen. Die wichtigsten Funktionen sind als Halterung für das Leuchtmittel, um gerichtetes Licht bereitzustellen und optische Blendung zu vermeiden . Einige sind sehr schlicht und funktional, während andere Kunstwerke für sich sind. Nahezu jedes Material kann verwendet werden, solange es die überschüssige Hitze verträgt und den Sicherheitsvorschriften entspricht.

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Auch die Farbtemperatur weißer Lichtquellen beeinflusst ihre Verwendung für bestimmte Anwendungen. Die Farbtemperatur einer weißen Lichtquelle ist die Temperatur in Kelvin eines theoretischen schwarzen Strahlers, die den spektralen Eigenschaften der Lampe am ehesten entspricht. Eine Glühbirne hat eine Farbtemperatur von etwa 2800 bis 3000 Kelvin; Tageslicht beträgt etwa 6400 Kelvin. Lampen mit niedrigerer Farbtemperatur haben relativ mehr Energie im gelben und roten Teil des sichtbaren Spektrums, während hohe Farbtemperaturen Lampen mit einem eher blau-weißen Aussehen entsprechen. Für kritische Inspektions- oder Farbabstimmungsaufgaben oder für Verkaufspräsentationen von Lebensmitteln und Kleidung wird die Farbtemperatur der Lampen für die beste Gesamtbeleuchtungswirkung ausgewählt.

Typen

Eine Demonstration der Wirkung verschiedener Beleuchtungsarten

Die Beleuchtung wird je nach Verwendungszweck in Allgemein-, Akzent- oder Arbeitsbeleuchtung eingeteilt, abhängig von der Verteilung des von der Leuchte erzeugten Lichts.

  • Akzentbeleuchtung ist hauptsächlich dekorativ und soll Bilder , Pflanzen oder andere Elemente der Innenarchitektur oder Landschaftsgestaltung hervorheben .
  • Die Allgemeinbeleuchtung (manchmal auch als Umgebungslicht bezeichnet) füllt die beiden Bereiche aus und dient der allgemeinen Beleuchtung eines Bereichs. Im Innenbereich wäre dies eine einfache Lampe auf einem Tisch oder Boden oder eine Befestigung an der Decke . Im Freien kann die allgemeine Beleuchtung eines Parkplatzes nur 10-20 Lux (1-2 footcandles) betragen, da Fußgänger und Autofahrer, die bereits an die Dunkelheit gewöhnt sind, wenig Licht zum Durchqueren des Bereichs benötigen.

Methoden

  • Downlighting ist am gebräuchlichsten, wobei Leuchten an der Decke oder in der Decke eingelassen sind und das Licht nach unten werfen. Dies ist in der Regel die am häufigsten verwendete Methode, die sowohl in Büros als auch zu Hause verwendet wird. Obwohl es einfach zu entwerfen ist, hat es aufgrund der großen Anzahl von Armaturen dramatische Probleme mit Blendung und übermäßigem Energieverbrauch. Durch die Einführung der LED-Beleuchtung hat sich dies um ca. 90% im Vergleich zu einem Halogen-Downlight oder -Strahler. LED-Lampen oder -Glühbirnen sind jetzt zum Nachrüsten anstelle von Lampen mit hohem Energieverbrauch erhältlich.
  • Hintergrundbeleuchtung entweder um oder durch ein Objekt dient hauptsächlich der Akzentuierung. Hintergrundbeleuchtung wird verwendet, um einen Hintergrund oder Hintergrund zu beleuchten. Dies verleiht einem Bild oder einer Szene Tiefe. Andere verwenden es, um einen dramatischeren Effekt zu erzielen.
Wandleuchte mit Schatten

Beleuchtungsformen

Innenbeleuchtung

. Es ist eine Form der Hintergrundbeleuchtung.

zeigen kann . Der Effekt hängt stark von der genauen Art der verwendeten Lichtquelle ab.

Einbauleuchten (oft als „Topf Lichter“ in genannt Kanada , „können Lichter“ oder ‚hohe Hüte“ in den USA ) ist sehr beliebt, mit Einbauten in die Deckenkonstruktion montiert , um bündig mit ihm erscheinen. Diese Leuchten schmalen Strahl Scheinwerfer verwenden können oder wider- Winkel Fluter , die beide ihre eigenen Leuchtmittel aufweisen , sind Reflektoren . Es gibt auch Einbauleuchte mit Innenreflektoren um gemeinsame ‚A‘ akzeptieren Lampen (Glühbirnen) , die im allgemeinen weniger kostspielig als Reflektorlampen. Strahler Glühlampen sein können, fluoreszierend, HID (High Intensity Discharge) oder LED .

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Eine Wandleuchte ist eine an der Wand befestigte Leuchte, insbesondere eine, die nach oben und manchmal auch nach unten leuchtet. Ein Torchère ist ein Uplight, das für die Umgebungsbeleuchtung bestimmt ist. Es ist normalerweise eine Stehlampe, kann aber wie eine Wandleuchte an der Wand montiert werden. Weitere Innenleuchten sind Kronleuchter, Pendelleuchten, Deckenventilatoren mit Beleuchtung, deckennahe oder flächenbündige Leuchten und verschiedene Arten von Lampen

Die tragbare oder Tischlampe ist wahrscheinlich die gebräuchlichste Leuchte, die in vielen Wohnungen und Büros zu finden ist . Die Stehlampe und der Schirm, die auf einem Tisch sitzen, dienen der Allgemeinbeleuchtung, während die Schreibtischlampe als Arbeitsbeleuchtung gilt. Lupenlampen sind auch Arbeitsbeleuchtung.

Animierte Brunnen in Moskau ‚s Platz Europas , in der Nacht beleuchtet
als allgemeine Beleuchtung angesehen werden könnte.

In einem Kino sind die Stufen in den Gängen aus Gründen der Bequemlichkeit und Sicherheit normalerweise mit einer Reihe kleiner Lichter gekennzeichnet, wenn der Film begonnen hat und die anderen Lichter aus sind. Traditionell bestehend aus kleinen Niedervolt-Niedervoltlampen in einer Stromschiene oder durchscheinenden Röhre, werden diese schnell durch LED-basierte Versionen ersetzt.

Außenbeleuchtung

Hochmastbeleuchtung entlang des Highway 401 in Ontario , Kanada

Straßenlaternen werden verwendet, um Straßen und Gehwege nachts zu beleuchten. Einige Hersteller entwickeln LED- und Photovoltaik-Leuchten als energieeffiziente Alternative zu herkömmlichen Straßenbeleuchtungskörpern.

Flutlichter werden zur nächtlichen Ausleuchtung von Außenspielfeldern oder Arbeitszonen eingesetzt.

Flutlichter können verwendet werden, um Arbeitszonen oder Außenspielfelder während der Nachtstunden zu beleuchten. Die gebräuchlichsten Arten von Flutlichtern sind Halogen-Metalldampflampen und Natriumdampf-Hochdrucklampen.

Beacon Lights sind an der Kreuzung zweier Straßen positioniert, um die Navigation zu erleichtern.

Manchmal kann Sicherheitsbeleuchtung entlang von Straßen in städtischen Gebieten oder hinter Wohnhäusern oder gewerblichen Einrichtungen verwendet werden. Dies sind extrem helle Lichter, die verwendet werden, um Verbrechen abzuschrecken. Sicherheitslichter können Flutlichter umfassen und mit PIR- Schaltern aktiviert werden, die sich bewegende Wärmequellen bei Dunkelheit erkennen.

Eingangslichter können im Außenbereich verwendet werden, um den Eingang zu einem Grundstück zu beleuchten und zu signalisieren. Diese Lichter werden aus Sicherheitsgründen und zur Dekoration installiert.

Die Decks und die Gangway des Schleppers Samuel de Champlain werden nachts beleuchtet, während er aus Sicherheitsgründen an einer Werft angedockt ist.

Unterwasser-Akzentbeleuchtung wird auch für Koiteiche, Springbrunnen, Schwimmbäder und dergleichen verwendet.

Neonreklamen werden am häufigsten verwendet, um Aufmerksamkeit zu erregen, anstatt zu beleuchten.

Fahrzeugnutzung

oder andere dekorative Elemente aufmerksam zu machen .

Lampen

Allgemein als „Glühbirnen“ bezeichnet, sind Lampen der abnehmbare und austauschbare Teil einer Leuchte, der elektrische Energie in elektromagnetische Strahlung umwandelt . Während Lampen traditionell in erster Linie nach ihrem Stromverbrauch, ausgedrückt in Watt , bewertet und vermarktet wurden , hat die Verbreitung der Beleuchtungstechnologie über die Glühbirne hinaus die Entsprechung der Wattzahl zur erzeugten Lichtmenge beseitigt. Beispielsweise erzeugt eine 60-W-Glühbirne ungefähr die gleiche Lichtmenge wie eine 13-W- Kompaktleuchtstofflampe . Jede dieser Technologien hat eine andere Wirksamkeit bei der Umwandlung von elektrischer Energie in sichtbares Licht . Die sichtbare Lichtleistung wird normalerweise in Lumen gemessen . Dieses Gerät quantifiziert nur die sichtbare Strahlung und schließt unsichtbares Infrarot- und Ultraviolettlicht aus. Eine Wachskerze erzeugt in der Nähe von 13 Lumen, eine 60-Watt-Glühlampe etwa 700 Lumen und eine 15-Watt-Kompaktleuchtstofflampe etwa 800 Lumen, aber die tatsächliche Leistung variiert je nach Design. Der Schwerpunkt der Bewertung und des Marketings verlagert sich weg von der Wattzahl hin zur Lumenleistung, um dem Käufer eine direkt anwendbare Grundlage für die Auswahl einer Lampe zu geben.


Zu den Lampentypen gehören:

  • Ballast : Ein Vorschaltgerät ist ein Hilfsausrüstungsstück zu beginnen und steuern richtig entworfen den Fluss des Leistungslichtquellen wie auszustoßen fluoreszierend und Hochintensitäts - Entladungslampen (HID). Einige Lampen erfordern einen thermischen Schutz des Vorschaltgeräts.
  • Leuchtstoffröhre : Eine Röhre, die mit Phosphor beschichtet ist , der Niederdruck- Quecksilberdampf enthält, der weißes Licht erzeugt.
  • Halogen : Glühlampen, die Halogengase wie Jod oder Brom enthalten und die Effizienz der Lampe gegenüber einer einfachen Glühlampe erhöhen.
  • Neon : Ein Niederdruckgas, das in einer Glasröhre enthalten ist; die abgegebene Farbe hängt vom Gas ab.
  • Leuchtdioden : Leuchtdioden (LED) sind Festkörperbauelemente, die durch die Bewegung von Elektronen in einem Halbleitermaterial Licht emittieren .

Design und Architektur

Architektonisches Lichtdesign

Beleuchtung ohne Fenster: Das Pantheon im 18. Jahrhundert, gemalt von Giovanni Paolo Panini .

Lichtplanung in Bezug auf die gebaute Umwelt wird als „architektonisches Lichtdesign“ bezeichnet. Die Beleuchtung von Bauwerken berücksichtigt sowohl ästhetische Elemente als auch praktische Erwägungen der erforderlichen Lichtmenge, der Bewohner des Bauwerks, der Energieeffizienz und der Kosten. Künstliche Beleuchtung berücksichtigt die in einem Raum empfangene Tageslichtmenge durch Berechnungen des Tageslichtfaktors . Für einfache Installationen werden Handberechnungen auf Basis von Tabellendaten verwendet, um ein akzeptables Lichtdesign bereitzustellen. Kritischere oder komplexere Designs verwenden heute routinemäßig Computersoftware wie Radiance für die mathematische Modellierung, die es einem Architekten ermöglichen kann, den Nutzen eines vorgeschlagenen Designs schnell zu bewerten.

In manchen Fällen spielen die verwendeten Materialien an Wänden und Möbeln eine entscheidende Rolle für die Lichtwirkung. Dunkle Farbe zum Beispiel neigt dazu, Licht zu absorbieren, wodurch der Raum kleiner und dunkler erscheint, als er ist, während helle Farbe das Gegenteil bewirkt. Auch andere spiegelnde Oberflächen wirken sich auf die Lichtgestaltung aus.

Auf der Bühne und am Set

Beleuchtung und Schatten
Bewegliche Köpfe in einem Fotostudio-Set
Das Beleuchten eines Motivs von unten kann einen erhöhten dramatischen Effekt erzeugen.

Die Beleuchtung beleuchtet die Darsteller und Künstler in einer Live-Theater-, Tanz- oder Musikaufführung und wird ausgewählt und angeordnet, um dramatische Effekte zu erzielen. Bühnenbeleuchtung verwendet allgemeine Beleuchtungstechnologie in Geräten, die für eine einfache Anpassung ihrer Ausgangseigenschaften konfiguriert sind. Das Setup der Bühnenbeleuchtung wird für jede Szene jeder Produktion maßgeschneidert. Dimmer, Farbfilter, Reflektoren, Linsen, motorisch oder manuell gerichtete Lampen und verschiedene Arten von Flut- und Strahlern gehören zu den Werkzeugen, die ein Bühnenlichtdesigner verwendet , um die gewünschten Effekte zu erzielen. Es wird eine Reihe von Lichtsignalen vorbereitet, damit der Lichttechniker die Lichter im Einklang mit der Aufführung steuern kann; Komplexe Theaterbeleuchtungssysteme verwenden die Computersteuerung von Beleuchtungsinstrumenten.

Film- und Fernsehproduktionen verwenden viele der gleichen Werkzeuge und Methoden der Bühnenbeleuchtung. Gerade in den Anfängen dieser Industrien waren sehr hohe Lichtleistungen erforderlich und die von Beleuchtungsanlagen erzeugte Wärme stellte große Herausforderungen dar. Moderne Kameras benötigen weniger Licht und moderne Lichtquellen geben weniger Wärme ab.

Messung

Die Lichtmessung oder Photometrie befasst sich im Allgemeinen mit der auf eine Oberfläche fallenden Nutzlichtmenge und der Lichtmenge, die aus einer Lampe oder einer anderen Quelle austritt, zusammen mit den Farben, die durch dieses Licht wiedergegeben werden können. Das menschliche Auge reagiert unterschiedlich auf Licht aus verschiedenen Teilen des sichtbaren Spektrums, daher müssen photometrische Messungen bei der Messung der Nutzlichtmenge die Leuchtkraftfunktion berücksichtigen. Die grundlegende SI- Maßeinheit ist Candela (cd), die die Lichtstärke beschreibt, alle anderen photometrischen Einheiten werden von Candela abgeleitet. Die Leuchtdichte ist beispielsweise ein Maß für die Dichte der Lichtstärke in einer bestimmten Richtung. Es beschreibt die Lichtmenge, die durch einen bestimmten Bereich geht oder von diesem emittiert wird und in einen bestimmten Raumwinkel fällt . Die SI-Einheit für die Leuchtdichte ist Candela pro Quadratmeter (cd/m 2 ). Die CGS- Leuchtdichteeinheit ist der Stilb , der einer Candela pro Quadratzentimeter oder 10 kcd/m 2 entspricht . Die von einer Quelle abgegebene Nutzlichtmenge oder der Lichtstrom wird in Lumen (lm) gemessen .

Die SI- Einheit für Beleuchtungsstärke und Lichtemission , also die Lichtleistung pro Fläche, wird in Lux gemessen . Es wird in der Photometrie als Maß für die vom menschlichen Auge wahrgenommene Intensität von Licht verwendet , das auf eine Oberfläche trifft oder durchdringt. Es ist analog zur radiometrischen Einheit Watt pro Quadratmeter, aber mit der Leistung bei jeder Wellenlänge gewichtet nach der Leuchtkraftfunktion , einem standardisierten Modell der menschlichen visuellen Helligkeitswahrnehmung. Im Englischen wird "lux" sowohl im Singular als auch im Plural verwendet.

Es wurden verschiedene Messmethoden entwickelt, um die Blendung zu kontrollieren, die sich aus der Innenbeleuchtungsplanung ergibt. Zu den bekanntesten Messmethoden zählen das Unified Glare Rating (UGR), die Visual Comfort Probability und der Daylight Glare Index. Zusätzlich zu diesen neuen Methoden beeinflussen vier Hauptfaktoren den Grad der Blendungsbeschwerden; die Leuchtdichte der Blendquelle, der Raumwinkel der Blendquelle, die Hintergrundleuchtdichte und die Position der Blendquelle im Sichtfeld müssen berücksichtigt werden.

Farbeigenschaften

Das Gebäude Leppävaaran Torni in Leppävaara , Espoo , Finnland, wurde 2017 mit bunten Lichtern beleuchtet.

Um die Farbeigenschaften von Lichtquellen zu definieren, stützt sich die Beleuchtungsindustrie hauptsächlich auf zwei Metriken, die korrelierte Farbtemperatur (CCT), die üblicherweise als Hinweis auf die scheinbare "Wärme" oder "Kühle" des von einer Quelle emittierten Lichts verwendet wird, und den Farbwiedergabeindex (CRI), ein Hinweis auf die Fähigkeit der Lichtquelle, Objekte natürlich erscheinen zu lassen.

Diese beiden im letzten Jahrhundert entwickelten Metriken sehen sich jedoch zunehmenden Herausforderungen und Kritik ausgesetzt, da neue Arten von Lichtquellen, insbesondere Leuchtdioden (LEDs), auf dem Markt immer häufiger werden.

Um beispielsweise die Erwartungen an eine gute Farbwiedergabe in Einzelhandelsanwendungen zu erfüllen, schlagen Untersuchungen vor, den etablierten CRI zusammen mit einer anderen Metrik namens Gamut Area Index (GAI) zu verwenden. GAI stellt die relative Trennung von Objektfarben dar, die von einer Lichtquelle beleuchtet werden; je größer der GAI, desto größer die scheinbare Sättigung oder Lebendigkeit der Objektfarben. Als Ergebnis werden Lichtquellen, die sowohl CRI als auch GAI ausgleichen, im Allgemeinen gegenüber solchen bevorzugt, die nur einen hohen CRI oder nur einen hohen GAI aufweisen.

Belichtung

Typische Lichtmessungen haben ein Dosimeter verwendet. Dosimeter messen die Exposition einer Person oder eines Objekts gegenüber etwas in der Umgebung, wie z. B. Lichtdosimetern und Ultraviolettdosimetern.

Um die in das Auge eintretende Lichtmenge gezielt zu messen, wurde ein persönlicher zirkadianer Belichtungsmesser namens Daysimeter entwickelt. Dies ist das erste Gerät, das entwickelt wurde, um Licht (Intensität, Spektrum, Timing und Dauer) genau zu messen und zu charakterisieren, das in das Auge eindringt und die Uhr des menschlichen Körpers beeinflusst.

Das kleine, am Kopf getragene Gerät misst die täglichen Ruhe- und Aktivitätsmuster einer Person sowie die Exposition gegenüber kurzwelligem Licht, das das zirkadiane System stimuliert. Das Gerät misst in regelmäßigen Zeitabständen gemeinsam Aktivität und Licht und speichert und protokolliert elektronisch seine Betriebstemperatur . Der Daysimeter kann bis zu 30 Tage lang Daten zur Analyse sammeln.

Energieverbrauch

Um den Energiebedarf für die Beleuchtung eines Gebäudes zu minimieren, stehen mehrere Strategien zur Verfügung:

  • Spezifikation der Beleuchtungsanforderungen für jeden gegebenen Nutzungsbereich
  • Analyse der Beleuchtungsqualität, um sicherzustellen, dass nachteilige Komponenten der Beleuchtung (z. B. Blendung oder falsches Farbspektrum ) das Design nicht verzerren
  • Integration von Raumplanung und Innenarchitektur (inkl. Wahl der Innenoberflächen und Raumgeometrien) in die Lichtplanung
  • Gestaltung der Tagesnutzung, die keine unnötige Energie verbraucht
  • Schulung der Gebäudenutzer, um die Beleuchtungseinrichtungen möglichst effizient zu nutzen
  • Wartung von Beleuchtungssystemen zur Minimierung von Energieverschwendung
  • Nutzung von natürlichem Licht
    • Ab 2006 wurden einige große Boxenläden mit zahlreichen Oberlichtern aus Kunststoff gebaut, die in vielen Fällen die künstliche Beleuchtung im Innenraum für viele Stunden des Tages vollständig überflüssig machten.
    • In Ländern, in denen die Innenbeleuchtung einfacher Wohngebäude ein erheblicher Kostenfaktor ist , liefern " Moser-Lampen ", mit Wasser gefüllte transparente Trinkflaschen aus Kunststoff, die durch das Dach montiert werden, bei Tageslicht jeweils das Äquivalent einer 40- bis 60-Watt-Glühbirne.
  • Lastabwurf kann dazu beitragen, die von Einzelpersonen an die Hauptstromversorgung angeforderte Leistung zu reduzieren. Der Lastabwurf kann auf individueller Ebene, auf Gebäudeebene oder sogar auf regionaler Ebene erfolgen.

Die Spezifikation der Beleuchtungsanforderungen ist das grundlegende Konzept für die Entscheidung, wie viel Beleuchtung für eine bestimmte Aufgabe erforderlich ist. Offensichtlich wird viel weniger Licht benötigt, um einen Flur zu beleuchten, verglichen mit dem, das für einen Textverarbeitungsarbeitsplatz benötigt wird . Im Allgemeinen ist die aufgewendete Energie proportional zum Designbeleuchtungsniveau. Beispielsweise kann für eine Arbeitsumgebung mit Besprechungsräumen und Konferenzen eine Beleuchtungsstärke von 400 Lux gewählt werden, während für den Bau von Fluren eine Beleuchtungsstärke von 80 Lux gewählt werden könnte. Wenn der Flurstandard lediglich die Anforderungen des Konferenzraums nachbildet, wird viel mehr Energie verbraucht, als benötigt wird.

Lichtsteuerungssysteme

Lichtsteuerungssysteme reduzieren den Energieverbrauch und die Kosten, indem sie dazu beitragen, Licht nur dann bereitzustellen, wenn und wo es benötigt wird. Beleuchtungssteuerungssysteme beinhalten typischerweise die Verwendung von Zeitplänen, Anwesenheitssteuerung und Lichtschrankensteuerung (dh Tageslichtnutzung ). Einige Systeme unterstützen auch Demand Response und dimmen oder schalten das Licht automatisch aus, um die Vorteile von Versorgungsanreizen zu nutzen . Beleuchtungssteuerungssysteme werden manchmal in größere Gebäudeautomationssysteme integriert .

Viele neuere Steuerungssysteme verwenden offene Wireless-Mesh- Standards (wie ZigBee ), was Vorteile wie eine einfachere Installation (keine Notwendigkeit zum Verlegen von Steuerkabeln) und Interoperabilität mit anderen standardbasierten Gebäudesteuerungssystemen (z. B. Sicherheit) bietet.

Als Reaktion auf die Tageslichttechnologie wurden Tageslichtnutzungssysteme entwickelt, um den Energieverbrauch weiter zu senken. Diese Technologien sind hilfreich, aber sie haben ihre Tücken. Oftmals kann es zu einem schnellen und häufigen Ein- und Ausschalten der Beleuchtung kommen, insbesondere bei instabilen Wetterbedingungen oder wenn sich das Tageslicht um die schaltende Beleuchtungsstärke ändert. Dies stört nicht nur die Insassen, sondern kann auch die Lampenlebensdauer verkürzen. Eine Variante dieser Technologie ist die „Differenzschaltung oder Totzone“-Lichtschranke, die mehrere Beleuchtungsstärken umschaltet, um die Insassen nicht so sehr zu stören.

Anwesenheitssensoren, die den Betrieb ermöglichen, wenn sich jemand im gescannten Bereich befindet, können die Beleuchtung steuern. Wenn keine Bewegung mehr erkannt werden kann, schaltet sich das Licht aus. Passiv-Infrarot-Sensoren reagieren auf Wärmeänderungen, wie zum Beispiel das Muster einer sich bewegenden Person. Die Steuerung muss freie Sicht auf den abzutastenden Gebäudebereich haben. Türen, Trennwände, Treppen usw. blockieren die Bewegungserkennung und verringern ihre Wirksamkeit. Die besten Anwendungen für Passiv-Infrarot-Präsenzsensoren sind offene Räume mit klarer Sicht auf den zu scannenden Bereich. Ultraschallsensoren übertragen Schall oberhalb des menschlichen Hörbereichs und überwachen die Zeit bis zur Rückkehr der Schallwellen. Eine Unterbrechung des Musters, die durch eine Bewegung im Bereich verursacht wird, löst die Steuerung aus. Ultraschallsensoren können um Hindernisse herum sehen und eignen sich am besten für Bereiche mit Schränken und Regalen, Toiletten und offene Bereiche, die eine 360-Grad-Abdeckung erfordern. Einige Präsenzmelder verwenden sowohl Passiv-Infrarot- als auch Ultraschall-Technologie, sind aber normalerweise teurer. Sie können verwendet werden, um eine Lampe, eine Leuchte oder viele Leuchten zu steuern.

Tageslicht

Tageslicht ist die älteste Methode der Innenbeleuchtung. Tageslicht bedeutet einfach, einen Raum so zu gestalten, dass er so viel natürliches Licht wie möglich nutzt. Dies senkt den Energieverbrauch und die Kosten und erfordert weniger Heizung und Kühlung aus dem Gebäude. Auch für Patienten in Krankenhäusern sowie für die Arbeits- und Schulleistung hat Tageslicht nachweislich positive Auswirkungen. Aufgrund eines Mangels an Informationen über die wahrscheinlichen Energieeinsparungen sind Tageslichtsysteme bei den meisten Gebäuden noch nicht beliebt.

Festkörperbeleuchtung

In den letzten Jahren werden Leuchtdioden (LEDs) immer effizienter, was zu einem außerordentlichen Anstieg der Verwendung von Festkörperbeleuchtung führt . In vielen Situationen kann die Steuerung der Lichtemission von LEDs am effektivsten unter Verwendung der Prinzipien der nicht abbildenden Optik erfolgen .

Auswirkungen auf die Gesundheit

Es ist wichtig, für jede Aufgabe oder Umgebung die richtige Lichtintensität und das richtige Farbspektrum bereitzustellen. Andernfalls könnte nicht nur Energie verschwendet werden, sondern eine übermäßige Beleuchtung kann auch zu negativen gesundheitlichen und psychologischen Auswirkungen führen.

Abgesehen von den berücksichtigten Energiefaktoren ist es wichtig, die Beleuchtung nicht zu überdimensionieren, damit keine negativen gesundheitlichen Auswirkungen wie Kopfschmerzen , Stress und erhöhter Blutdruck durch die höhere Beleuchtungsstärke induziert werden. Darüber hinaus können Blendung oder übermäßiges Licht die Effizienz der Arbeiter beeinträchtigen.

Die Analyse der Beleuchtungsqualität legt besonderen Wert auf die Nutzung natürlicher Beleuchtung, berücksichtigt aber auch den Spektralgehalt, wenn künstliches Licht verwendet werden soll. Die stärkere Abhängigkeit von natürlichem Licht wird nicht nur den Energieverbrauch senken, sondern sich auch positiv auf die menschliche Gesundheit und Leistungsfähigkeit auswirken. Neue Studien haben gezeigt, dass die Leistung der Schüler von der Zeit und der Dauer des Tageslichts in ihrem regulären Stundenplan beeinflusst wird. Die Gestaltung von Schuleinrichtungen mit den richtigen Lichtarten zur richtigen Tageszeit für die richtige Dauer kann die Leistung und das Wohlbefinden der Schüler verbessern. Ebenso kann die Entwicklung von Beleuchtungssystemen, die die richtige Lichtmenge zur richtigen Tageszeit für ältere Menschen maximieren, dazu beitragen, die Symptome der Alzheimer-Krankheit zu lindern. Das menschliche zirkadiane System ist in ein 24-Stunden-Hell-Dunkel-Muster eingebunden, das das natürliche Hell-Dunkel-Muster der Erde nachahmt. Wenn diese Muster gestört werden, stören sie den natürlichen zirkadianen Zyklus. Eine zirkadiane Störung kann zu zahlreichen Gesundheitsproblemen führen, einschließlich Brustkrebs, saisonaler affektiver Störung , verzögertem Schlafphasensyndrom und anderen Beschwerden.

Eine Studie aus den Jahren 1972 und 1981, dokumentiert von Robert Ulrich, befragte 23 chirurgische Patienten, die Zimmer mit Blick auf eine natürliche Szenerie zugewiesen bekamen. Die Studie kam zu dem Schluss, dass Patienten, die Räumen mit Fenstern mit viel natürlichem Licht zugewiesen wurden, kürzere postoperative Krankenhausaufenthalte hatten, weniger negative Bewertungskommentare in den Notizen der Krankenschwestern erhielten und weniger starke Analgetika einnahmen als 23 passende Patienten in ähnlichen Räumen mit Fenstern, die auf eine Ziegelwand gerichtet waren. Diese Studie legt nahe, dass aufgrund der Natur der Landschaft und der Tageslichtexposition für die Patienten tatsächlich gesünder war als für diejenigen, die wenig Licht von der Ziegelwand ausgesetzt waren. Neben einer gesteigerten Arbeitsleistung überschreitet die richtige Nutzung von Fenstern und Tageslicht die Grenzen zwischen reiner Ästhetik und allgemeiner Gesundheit.

Alison Jing Xu, Assistenzprofessorin für Management an der University of Toronto Scarborough, und Aparna Labroo von der Northwestern University führten eine Reihe von Studien durch, die den Zusammenhang zwischen Beleuchtung und menschlichen Emotionen analysierten. Die Forscher baten die Teilnehmer, eine Reihe von Dingen zu bewerten, wie z. B.: die Schärfe von Chicken-Wing-Sauce, die Aggressivität einer fiktiven Figur, die Attraktivität einer Person, ihre Gefühle zu bestimmten Wörtern und den Geschmack von zwei Säften – alles unter verschiedenen Lichtverhältnissen Bedingungen. In ihrer Studie fanden sie heraus, dass sowohl positive als auch negative menschliche Emotionen bei hellem Licht intensiver wahrgenommen werden. Professor Xu sagte: "Wir haben festgestellt, dass Menschen, die zu Depressionen neigen, an sonnigen Tagen sogar noch depressiver werden." Sie fanden auch heraus, dass schwaches Licht Menschen dazu bringt, rationalere Entscheidungen zu treffen und Verhandlungen einfacher zu regeln. Im Dunkeln werden Emotionen leicht unterdrückt. Emotionen werden jedoch im hellen Licht verstärkt.

Umweltprobleme

Kompaktleuchtstofflampen

Kompaktleuchtstofflampen (CFLs) verbrauchen weniger Strom als eine Glühlampe , um die gleiche Lichtmenge zu liefern, enthalten jedoch Quecksilber, das ein Entsorgungsrisiko darstellt. Aufgrund der Möglichkeit, den Stromverbrauch zu senken, haben viele Organisationen die Einführung von Kompaktleuchtstofflampen gefördert. Einige Stromversorger und lokale Regierungen subventionierten Energiesparlampen oder stellten sie ihren Kunden kostenlos zur Verfügung, um den Strombedarf zu senken. Bei einer gegebenen Lichtleistung verbrauchen Kompaktleuchtstofflampen zwischen einem Fünftel und einem Viertel der Leistung einer gleichwertigen Glühlampe. Im Gegensatz zu Glühlampen brauchen Kompaktleuchtstofflampen etwas Zeit, um sich aufzuwärmen und die volle Helligkeit zu erreichen. Nicht alle Kompaktleuchtstofflampen sind zum Dimmen geeignet. Kompaktleuchtstofflampen wurden weitgehend durch LED-Technologien ersetzt.

LED Lampen

LED-Lampen bieten gegenüber Glüh- und Leuchtstofflampen erhebliche Energieeinsparungen. Laut Energy Saving Trust verbrauchen LED-Lampen im Vergleich zu einer Standardglühbirne nur 10 % Strom, bei Kompaktleuchtstofflampen 20 % und bei Energiespar-Halogenlampen 70 %. Die Lebensdauer ist auch viel länger – bis zu 50.000 Stunden. Der Nachteil, als sie zum ersten Mal populär wurden, waren die Anschaffungskosten. Bis 2018 wurden die Produktionskosten gesenkt, die Leistung gesteigert und der Energieverbrauch gesenkt. Obwohl die anfänglichen Kosten von LEDs immer noch höher sind als die von Glühlampen, sind die Einsparungen so dramatisch, dass es nur sehr wenige Fälle gibt, in denen LEDs nicht die wirtschaftlichste Wahl sind.

Streulicht von Außenbeleuchtung kann Auswirkungen auf die Umwelt und die menschliche Gesundheit haben. Eine von der American Medical Association durchgeführte Studie warnte beispielsweise vor der Verwendung von weißen LEDs mit hohem Blauanteil in der Straßenbeleuchtung, da diese im Vergleich zu Lichtquellen mit niedrigem Blauanteil (z gelbe LEDs und LEDs mit niedrigem CCT).

Auch wenn diese Daten schon vor der Veröffentlichung verdächtig gewesen sein mögen, steht außer Frage, dass sich die Halbleitertechnologie LEDs seitdem erheblich weiterentwickelt hat und wir die Lampen, die zu dieser Zeit für Studien verfügbar waren, nicht mehr verwenden.

Lichtverschmutzung

Lichtverschmutzung ist ein wachsendes Problem als Reaktion auf überschüssiges Licht, das von zahlreichen Schildern, Häusern und Gebäuden abgegeben wird. Verschmutzendes Licht ist oft verschwendetes Licht mit unnötigen Energiekosten und Kohlendioxidemissionen. Lichtverschmutzung wird als künstliches Licht bezeichnet, das zu viel ist oder dort eindringt, wo es nicht erwünscht ist. Eine gut durchdachte Beleuchtung sendet Licht nur dorthin, wo es benötigt wird, ohne es an anderer Stelle zu streuen. Auch eine schlecht konzipierte Beleuchtung kann die Sicherheit beeinträchtigen. Blendung verursacht beispielsweise Sicherheitsprobleme in der Umgebung von Gebäuden, indem sie sehr scharfe Schatten verursacht, die Passanten vorübergehend blenden und sie anfällig für potenzielle Angreifer machen. Die negativen ökologischen Auswirkungen von künstlichem Licht sind zunehmend gut dokumentiert. Die Weltgesundheitsorganisation veröffentlichte 2007 einen Bericht, in dem die Auswirkungen von hellem Licht auf Flora und Fauna, auf Jungtiere von Meeresschildkröten, Frösche während der Paarungszeit und die Zugmuster von Vögeln festgestellt wurden. Die American Medical Association hat 2012 gewarnt, dass eine längere Lichtexposition in der Nacht das Risiko für einige Krebsarten erhöht. Zwei Studien in Israel aus dem Jahr 2008 haben einige zusätzliche Erkenntnisse über einen möglichen Zusammenhang zwischen künstlichem Licht in der Nacht und bestimmten Krebsarten erbracht.

Professionelle Organisationen

International

Die International Commission on Illumination (CIE) ist eine internationale Behörde und normendefinierende Organisation für Farbe und Beleuchtung. Veröffentlichung weit verbreiteter Standardmetriken wie verschiedene CIE- Farbräume und der Farbwiedergabeindex .

Die Illuminating Engineering Society (IES) veröffentlicht in Zusammenarbeit mit Organisationen wie ANSI und ASHRAE Richtlinien, Standards und Handbücher, die eine Kategorisierung der Beleuchtungsanforderungen verschiedener gebauter Umgebungen ermöglichen. Hersteller von Beleuchtungseinrichtungen veröffentlichen für ihre Produkte photometrische Daten, die die Lichtverteilung einer bestimmten Leuchte definieren. Diese Daten werden typischerweise in standardisierter Form ausgedrückt, die von der IESNA definiert wurde.

Die International Association of Lighting Designers (IALD) ist eine Organisation, die sich auf die Förderung der Lichtdesignausbildung und die Anerkennung unabhängiger professioneller Lichtdesigner konzentriert. Diejenigen vollständig unabhängigen Designer, die die Voraussetzungen für eine professionelle Mitgliedschaft im Verband erfüllen, fügen ihrem Namen in der Regel das Kürzel IALD an.

Die Professional Lighting Designers Association (PLDA), früher bekannt als ELDA, ist eine Organisation, die sich auf die Förderung des Berufs des Architekturlichtdesigners konzentriert. Sie veröffentlichen einen monatlichen Newsletter und organisieren verschiedene Veranstaltungen auf der ganzen Welt.

Der National Council on Qualifications for the Lighting Professions (NCQLP) bietet die Beleuchtungszertifizierungsprüfung an, die rudimentäre Lichtdesignprinzipien testet. Personen, die diese Prüfung bestehen, werden "Lighting Certified" und können die Abkürzung LC an ihren Namen anhängen. Dieser Zertifizierungsprozess ist eine von drei nationalen (US) Prüfungen (die anderen sind CLEP und CLMC) in der Beleuchtungsindustrie und steht nicht nur Designern, sondern auch Herstellern von Beleuchtungsgeräten, Angestellten von Elektrizitätswerken usw. offen.

Die Professional Lighting And Sound Association ( PLASA ) ist eine in Großbritannien ansässige Handelsorganisation, die mehr als 500 Einzel- und Firmenmitglieder aus dem technischen Dienstleistungssektor vertritt. Zu seinen Mitgliedern zählen Hersteller und Händler von Bühnen- und Unterhaltungsbeleuchtung, Ton, Rigging und ähnlichen Produkten und Dienstleistungen sowie verbundene Fachleute in diesem Bereich. Sie vertreten und vertreten die Interessen der Branche auf verschiedenen Ebenen, interagieren mit Regierungs- und Regulierungsbehörden und vertreten die Interessen der Unterhaltungsindustrie. Zu den Beispielthemen dieser Darstellung gehören die laufende Überprüfung von Funkfrequenzen (die die Funkbänder beeinflussen können oder nicht, in denen drahtlose Mikrofone und andere Geräte verwendet werden) und die Auseinandersetzung mit den Problemen im Zusammenhang mit der Einführung der RoHS- Vorschriften ( Restriction of Hazardous Substances Directive ). .

National

Siehe auch

Erfinder

Listen

Verweise

Quellen

  • Lindsey, Jack L. (1991). Angewandte Beleuchtungstechnik . Lilburn, Georgia: The Fairmont Press, Inc. ISBN 978-0-88173-060-9.
  • Fesseln, John L. (1997). Das Handbuch der Beleuchtungserhebungen und -audits . CRC-Presse. ISBN 978-0-8493-9972-5.
  • Guo, Xin; Houser, Kevin W. (2004). „Eine Überprüfung der Farbwiedergabeindizes und deren Anwendung auf kommerzielle Lichtquellen“. Beleuchtungsforschung und -technologie . 36 (3): 183–199. doi : 10.1191/1365782804li112oa . S2CID  109227871 .