Tageslicht

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Tageslicht

Eine ausreichende Versorgung mit Tageslicht und eine angemessene Sichtverbindung nach außen sind wesentliche Voraussetzungen sowohl für das Wohlbefinden als auch für die Leistungsbereitschaft von Menschen, die sich in Gebäuden aufhalten. Die geforderten Beleuchtungsstärken können durch Kunstlicht, Tageslicht oder durch eine Kombination von beiden erfüllt werden.

Die Berechnung von Tageslicht erfolgt in DIALux evo mit Hilfe von drei verschiedenen Himmelsmodellen, die in der CIE 110-1994 beschrieben sind:

  • Bedeckter Himmel
  • Gemischter Himmel
  • Klarer Himmel


Der in einigen Normen geforderte Tageslichtquotient kann nur bei bedecktem Himmel berechnet werden. DIALux evo erstellt ihnen automatisch eine entsprechende Lichtszene wenn Sie eine Tageslichtberechnung durchführen. Direktes Sonnenlicht kann nur bei klarem oder gemischtem Himmel berechnet werden.

Die Berechnung der Beleuchtungsstärke erfolgt lediglich im Innenraum und nur durch tageslichtrelevante Fenster, welche das Tageslicht in das Gebäudeinnere leiten. Andere Gebäudeöffnungen werden bei der Tageslichtberechnung nicht berücksichtigt. Fenster, die im Gebäudeinneren liegen sind nicht tageslichtrelevant. In den meisten Fällen erkennt DIALux dies automatisch. Bei Bedarf können Sie diese Einstellung am Fenster im Gebäudeöffnungstool ändern.

Außerhalb der Gebäude wird die Szene lediglich für die Visualisierung optisch aufgehellt. Es werden keine Beleuchtungsstärken berechnet.



Standort und Nordausrichtung


Den Standort legen Sie zusammen mit Ihrem Gebäude im Tool Gelände im Konstruktionstool fest.

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Sie können entweder einen Ort direkt aus der Liste auswählen oder selber Längen und Breitengrade eintragen. Über die Aktion „Nordpfeil zeichnen“ können Sie die Ausrichtung Ihres Gebäudes verändern. Zeichnen Sie einfach mit dem Pfeil in den 2D Grundriss Ihrer Szenen.

Hinweis	
Die Funktion Nordpfeil zeichnen funktioniert nur im Grundriss. 
Alternativ können Sie die Nordausrichtung auch direkt als Gradzahl eingeben.


Rechnen mit Tageslicht - Eine Tageslichtszene anlegen


Um mit DIALux evo Tageslicht zu berechnen legen Sie eine entsprechende Lichtszene an. Das entsprechende Werkzeug finden Sie im Modus Licht.
Eine Tageslichtszene erstellen Sie, indem Sie im Lichtszenentool ein anderes Himmelsmodell als "Kein Tageslicht" auswählen.
In Verbindung mit einem Fenster in Ihrem Projekt, erkennt DIALux evo eine Tageslichtszene, was Sie auch daran erkennen, dass das "Berechnung starten" Symbol aktiv geschaltet wird.

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In jeder Lichtszene finden Sie neben den Leuchtengruppen einen Bereich für Tageslicht. Hier wählen Sie das gewünschte CIE Himmelsmodell aus, wählen Datum und Uhrzeit aus und aktivieren bei Bedarf die Option „Direktes Sonnenlicht“.

Hinweis:
Die Option direktes Sonnenlicht ist nur verfügbar, falls Sie als 
Himmel nicht den bedeckten Himmel ausgewählt haben.


Es liegt bei ihnen, ob Sie bei der Berechnung des Tageslichts auch Kunstlicht berücksichtigen möchten. Für eine reine Tageslichtszene müssen Sie alle Leuchtengruppen aus der Lichtszene entfernen oder alle Leuchten auf 0% herunterdimmen. Sie können beliebig viele Lichtszenen mit und ohne Kunstlicht erzeugen, die sich jeweils in Datum, Uhrzeit und Himmelsmodell unterscheiden.

Falls Sie die Ergebnisse in den Ausgaben benötigen vergessen Sie bitte nicht die Einstellung „Für diese Lichtszene Ausgaben erzeugen“ zu aktivieren.

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Hinweis
Sobald Sie eine Lichtszene mit Tageslichtanteil erstellen wird
automatisch eine weitere Lichtszene „Lichtszene für die
Energiebewertung“ angelegt. Bei dieser automatisch erzeugten
Lichtszene ist das Himmelsmodell „bedeckter Himmel“ immer ausgewählt.
Mit dieser Lichtszene kann immer ein Tageslichtquotient in der Ausgabe
angezeigt werden.

Ausgaben

Die Ausgaben für Tageslichtszenen benötigen keine besonderen Einstellungen. Sie enthalten zusätzlich zu den Lichttechnischen Ergebnissen lediglich Angaben zu Ort, Datum, Zeit, Himmelsmodell und Zenitleuchtdichte. In der Raumzusammenfassung wird immer ein Tageslichtquotient angegeben.

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Tageslicht mit Tageslichtlenksystemen und Oberlichtern

Seit DIALux evo 6 kann der Planer reale Tageslichtlenksysteme, Oberlichter und Fassadenelemente in seine Tageslichtberechnung einbeziehen.
In der fotorealistischen Visualisierung sind Sonneneinfall und Schattenwurf auf einen Blick zusehen und zu bewerten.

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Dazu gehören Lamellen- und Stoffbehängen, Oberlichter, Folien und Lichtlenkgläser.
An Fenstern können mehrere lichtlenkende Elemente schichtweise platziert und konfiguriert werden.
Abhängig von Datum, Uhrzeit, Ausrichtung des Gebäudes und Himmelsmodel werden Tageslichtquotient und Beleuchtungsstärke im Gebäudeinneren ermittelt.

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Zur Konfiguration der Produkte steht Ihnen ein vollkommenes neues Werkzeug für Tageslichtlenksysteme zur Verfügung. Dort stellen Sie Montageort, Verfahrzustände, Regelungsstrategien und Anstellwinkel ein. Einmal konfigurierte Systeme lassen sich bequem auf andere Fenster übertragen.

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Zusätzlich zu rechteckigen Dachflächenfenstern simuliert DIALux jetzt photometrisch vermessene Kuppeln, Oberlichter und Lichtbänder.

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Zur Produktauswahl stehen Ihnen elektronische Kataloge namhafter Hersteller von Sonnenschutz und Tageslichtlenksystemen zur Verfügung.
Die Katalogauswahl lässt sich speziell nach diesen neuen Anbietern von tageslichtrelevanten Produkten filtern.
Alternativ importieren Sie Produktdaten über das offene ODLS (Open Daylight System) - Format oder das DIALux eigene DDLS Format.
Sie beinhalten Bilder und Produktbeschreibungen, sowie alle für die Lichtberechnung notwendigen technischen Daten.
Alle Berechnungsergebnisse stehen ihnen in der Ergebnisübersicht und in der Projektdokumentation zur Verfügung.
Dazu kommen eine Dokumentation der Tageslichtsituation und ausführliche Produktbeschreibungen.
Die lichtlenkenden Eigenschaften sind mit Hilfe des neuen hemisphärischen Transmissionsdiagramms auf einen Blick ersichtlich.

Allgemein

Seit Version evo 6 kann die Wirkung von Oberlichtern und Fassadenelementen simuliert und bei der Berechnung von Tageslichtszenen berücksichtig werden.
Dabei kommen reale, physikalisch vermessene Produkte zum Einsatz für die eigene Kataloge verfügbar sind.
DIALux evo verwendet dabei ein neues Berechnungsverfahren, welches in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer Institut für Bauphysik entwickelt wurde.
Anders als bei anderen Lichtsimulationen erfolgt die Berechnung der Tageslichtlenksysteme nicht über Strahlverfolgung.
Vielmehr werden die Lichttechnischen Eigenschaften der Produkte physikalisch gemessen und ihre Wirkung der Tageslichtsituation und die Wirkung der Produkte untereinander algorithmisch bestimmt.
Damit ist eine schnelle und genaue Berechnung der vollständigen Szenen möglich.

Produkttypen

  • Lamellenbehänge
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Lamellenbehänge sind bewegliche oder starre Tageslichtlenksysteme die aus horizontalen oder vertikalen Lamellen aufgebaut sind.
Es gibt Systeme für den Einsatz im Gebäudeinneren, für die Außenfassade oder für beides geeignet sind.
Sie werden meistens genutzt um direktes Sonnenlicht abzuschirmen und indirektes Tageslicht in das Gebäudeinnere zu lenken.
Sie werden manuell gesteuert oder automatisch der Sonnen nachgeführt.

  • Flächenbehänge
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Flächenbehänge sind Systeme zum Abdunkeln oder dienen als Sonnenschutz. Sie werden meisten im Gebäudeinneren eingesetzt, es gibt aber auch Systeme für den Außeneinsatz.

  • Folien
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Folien werden direkt auf der Glasscheibe platziert. Sie dienen dem UV Schutz, als Sichtschutz oder verfügen mit Mikrostrukturen über lichtlenkende Eigenschaften.

  • Oberlichter
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Als Oberlichter können Lichtkuppeln oder Lichtbänder in DIALux eingesetzt werden. Lichtkuppeln haben fest vorgegebene Maße.
Lichtbänder können in vorgegebenen Grenzen skaliert werden. Oberlichter schneiden wie Fenster Öffnungen in die Gebäudehülle.
Sie werden automatisch an die Dachneigung angepasst und schneiden senkrecht in die Dachfläche. Oberlichter können durch den Anwender rotiert werden.
Dabei ist durch den Anwender darauf zu achten, dass beim Übergang zwischen Oberlicht und Dachfläche keine weiteren Öffnungen entstehen.

  • Materialien für Dachflächenfenster
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Anders als bei Fenstern können in DIALux an Oberlichtern keine neuen Schichten mit Sonnenschutz oder Tageslichtlenksystemen angebracht werden.
Die Standard-Dachflächenfenster von DIALux evo können aber wie Fenster mit zusätzlichen Materialien versehen werden.
Damit lassen sich besondere Formen von Dachflächenfenstern konstruieren, bzw. Dachflächenfenster in alten Projekten nachträglich mit lichtlenkenden Eigenschaften versehen.

  • Lichtlenkgläser
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Lichtlenkgläser sind statische Systeme, also nicht einstellbare Systeme, die im Glaszwischenraum oder direkt als Scheibe eingesetzt werden.
Durch besonders geformte Profile oder Strukturen lenken sie das Tageslicht gezielt in das Gebäudeinnere.

  • Selbsteindrehende Lichtlenkgläser
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Diese Sonderform der Lichtlenkgläser verwendet eine verspiegelte Mikrorasterstruktur, die je nach Gebäudeausrichtung und Dachneigung gedreht wird.
Der direkte Sonnenlichteinfall wird dabei minimiert. Diese Ausrichtung wird bei der Herstellung des Lichtlenkglases einmalig vorgenommen.
Es handelt sich also ebenfalls um ein nicht-dynamisches System. Die optimale Ausrichtung des selbsteindrehenden Lichtlenkglases wird automatisch von DIALux vorgenommen.
Ein Nachträgliches Rotieren durch den Anwender ist nicht möglich.

Einschränkungen

Die Berechnung mit tageslichtlenkenden Systemen unterliegt einigen Beschränkungen, die der Planer berücksichtigen muss und auf die wir Sie hier aufmerksam machen möchten:

  • Berechnungszeit

Bei der Berechnung mit Tageslicht und tageslichtlenkenden Systemen werden die Gebäudeöffnungen in kleine Flächen unterteilt.
Die Unterteilung erfolgt situationsabhängig und ist von der Größe, der Verbauung und dem eingesetzten System abhängig.
Je Teilfläche wird eine eigene Lichtstärkeverteilungskurve berechnet. Viele große Fensterflächen mit vielen Tageslichtsystemen führen so zu einer längeren Berechnungszeit.

  • Außenbereiche

Die Berechnung erfolgt nur im Gebäudeinneren, es können keine Aussagen über die Tageslichtverhältnisse im Außenraum gemacht werden.
Das ist auch der Grund, warum bei Verwendung des Raytracers der Himmel schwarz dargestellt wird:
Der Raytracer verwendet für die Berechnung Leuchtdichtewerte, die im Tageslicht-Außenraum nicht berechnet werden.

  • Innenhöfe

Zurzeit erkennt DIALux evo Fenster, die in Richtung eines Innenhofes ausgerichtet sind, nicht als Tageslichtrelevant. Das Tageslicht aus Innenhöfen kann nicht berechnet werden.

  • Visualisierung

Oberlichter werden durch eine stark vereinfache Geometrie dargestellt. Die Anstellwinkel von Lamellen werden in der Visualisierung nicht dargestellt, lichttechnisch aber korrekt berechnet.

  • Normierte Himmelsmodelle

Die Berechnung erfolgt auf Grundlage der genormten Himmelsmodelle, wie sie in der CIE 110-1994 „Spatial Distribution of Daylight – Luminance distributions of various reference skies“
von 1994 beschrieben werden: Bedeckter Himmel, mittlerer Himmel und klarer Himmel. Dabei wird jedem Punkt des Himmels eine Leuchtdichte zugeordnet.
Die Leuchtdichte hängt von der Sonnenhöhe, dem Sonnenazimut, der Himmelspunkthöhe und dem Himmelspunktazimut ab.
Die Berechnung von lichttechnischen Werten mit Hilfe dieser genormten Himmelsmodelle kann von den tatsächlichen Werten vor Ort abweichen.
Bitte beachten Sie, dass es aufgrund der neu eigeführten Verschmutzungsfaktoren für Fensterscheiben zu kleinen Unterschieden in der Berechnung zwischen DIALux 6 und älteren Versionen kommen kann.

  • Anzahl von Sonnenschutz- und Tageslichtlenksystemen

Bedingt durch die verwendeten Berechnungsalgorithmen können Fassadenelemente nur bis zu einer Stärke von 0,4m berechnet werden.
DIALux evo berechnet bis maximal vier Schichten von Sonnenschutz und Tageslichtlenksystemen.

Arbeiten mit Sonnenschutz und Tageslichtlenksystemen

Voraussetzungen
Voraussetzung für das Planen mit Sonnenschutz und Tageslichtlenksysteme sind Gebäudeöffnungen wie Fenster und Dachflächenfenster,
sowie mindestens eine Lichtszene mit aktiver Tageslichtberechnung.
Sie aktivieren die Tageslichtberechnung durch die Auswahl eines Himmelsmodels in der entsprechenden Lichtszene.

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Sie erhalten Produktdaten in Form von ODLS Dateien direkt vom Hersteller der Tageslichtlenksysteme.
Die Aktion „Tageslichtsystem-Datei laden“ öffnet den entsprechenden Dateidialog.
Nach dem Laden einer ODLS Datei müssten Sie dem Produkt noch einen Produkt-Typen (Lamellenbehang, Flächenbehang, Folie, Lichtlenkglas, Material für Dachflächenfenster) zuweisen.
Alternativ installieren Sie die elektronischen Kataloge. Die Kataloge bieten eine ausführliche Produktpräsentation und eine komfortable Produktsuche.

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Die Tools

Im Modus Konstruktion finden Sie das Werkzeug „Fassadenelemente“

Unter „Aktives Fassadenelement“ finden Sie ein Produktbild, den Namen des ausgewählten Fassadenelements, sowie ein Logo des Herstellers.
Über „Auswählen“ können Sie auf die zuletzt verwendeten Fassadenelemente, Ihre persönlichen Favoriten oder die installierten Kataloge zugreifen.
Die Kataloge, bzw. den die Quelle wo sie diese beziehen können finden Sie im Modus „Hersteller“

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  • Fassadenelemente platzieren

Um ein Fassadenelement zu platzieren selektieren Sie zunächst ein Fenster in der CAD. Mit der Aktion „Fassadenelement hinzufügen“

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ergänzen Sie das selektierte Fenster um eine neue Schicht. Sie finden sie unter „Schichtenkonfiguration“ wieder.
Bitte kontrollieren Sie die Position des Fassadenelements (Innen oder außen) und den Abstand zur schon vorhandenen Glasscheibe.

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Die Reihenfolge können Sie direkt mit der Maus oder durch die beiden Steuerpfeile verändern. Sie können bis zu vier Schichten je Fenster konfigurieren.


  • Schichteneigenschaften

Hier können Sie die Eigenschaften der einzelnen Schichten verändern, zum Beispiel den Verfahrzustand eines Stoffbehangs oder die Winkeleinstellung eines Lamellensystems.
Nicht alle Produkttypen verfügen über Verfahrzustände, wie zum Beispiel Folien. Der Verfahrzustand kann als Prozentualer Wert bezogen auf die ganze Fensterfläche eingegeben werde,
als absoluter Wert in Metern, oder mit Hilfe des Schiebereglers.

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  • Berechnung

Die Berechnung erfolgt wie auch bei Kunstlicht und der bisherigen Tageslichtberechnung über die Schaltflächen „Berechnung“ starten oder „Berechnung fortsetzen“

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  • Ausgaben

In der Ausgabe finden Sie zwei eigene Ausgaben für Tageslichtlenksysteme

  • Produktdatenblätter

Die Produktdatenblätter für Sonnenschutz und Tageslichtlenksysteme zeigen neben Bildern, einem Beschreibungstext und den Maßen des Produkts ein hemisphärisches Transmissionsdiagramm.
Diese zeigen abhängig vom einfallenden Licht den Transmissionsgrad des Produkts in Prozent. Bei konfigurierbaren Produkten wird je gemessenen Datensatz ein eigenes Diagramm angezeigt.

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  • Tageslichtsysteme

Die Ausgabe „Tageslichtsysteme“ zeigt die Position und die Schichtenkonfiguration der einzelnen Tageslichtlenksysteme.
In den Seiteneinstellungen können Sie die Typen von Tageslicht in der Ausgabe einstellen.

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