[o3u]-cam4BSDF – BSDF Messgerät mit [o3u]-cam (Kamera)

Projektleitung Gesamtprojekt: Wilfried Pohl, optical design unit gmbh

Projektleitung: David Geisler-Moroder

Projektpartner: optical design unit gmbh

Fördergeber: Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft mbH (FFG)

Förderprogramm: Expedition Zukunft - START - Business Edition

Laufzeit: 01.07.2025 bis 30.06.2026

 

Zusammenfassung

Gut geplantes Tageslicht und Sonnenschutz haben nicht nur direkte Auswirkungen auf den Kunstlichtbedarf, sondern beeinflussen über die solaren Gewinne auch die Heiz- und Kühllasten in Gebäuden. Die Verfügbarkeit von natürlichem Tageslicht spart zudem nicht nur Energie, sondern fördert auch das Wohlbefinden und die Gesundheit der Nutzer und steigert die Motivation und Produktivität.

Das Potenzial dieser Systeme kann aber nur ausgeschöpft werden, wenn sie korrekt geplant werden, wofür die Verfügbarkeit von BSDF-Daten unbedingt nötig ist. BSDFs (bidirectional scattering distribution function) beschreiben, wie einfallendes Licht, z.B. Sonneneinstrahlung, gestreut, reflektiert und abgelenkt wird. Diese Informationen sind essentiell, um die Funktion der Systeme zu charakterisieren, damit sie in Gebäudesimulationen eingeplant werden können.

BSDF-Daten sind derzeit in der Praxis nicht verfügbar. Sie werden momentan nur im Zuge von wissenschaftlichen Forschungsprojekten generiert, mit Hilfe von aufwändigen und veralteten Messaufbauten an den Forschungsinstituten, von denen es weltweit nur einige wenige gibt. Das Messprinzip ist, dass man für alle Einstrahlrichtungen die Ausstrahlung in den gesamten Raumwinkel um die Probe erfasst. Auftragsmessungen sind mit langen Messzeiten und hohen Kosten verbunden, und die Winkelauflösung und der Dynamikbereich (Messgenauigkeit) sind unzureichend, um Sonnenabbildungen zu erfassen.

Aus diesen Gründen wird die BSDF-Charakterisierung in der Praxis nicht angewandt, es besteht eine Lücke im Bauprozess, die eine zeitgemäße digitale Erfassung der Verschattungs- und Tageslichtsysteme verhindert.

o3u hat im Zuge des FFG-geförderten Life-Science-Projektes „OP-Leuchte“ (Proj.Nr. 903767) ein neues, Kamera-basiertes Messgerät zur photometrischen Vermessung von Leuchten und optischen Komponenten entwickelt, die sog. [o3u]-cam ©. Im Verhältnis zu den handelsüblichen Goniophotometern ist das Messgerät klein, eine Messung dauert nur wenige Sekunden, und die Winkelauflösung ist mit 0,05 Grad wesentlich größer.

Ziel des Projektes ist die Prüfung der technischen und wirtschaftlichen Machbarkeit für ein neues [o3u]-cam basiertes Messverfahren zur Charakterisierung von Sonnenschutz- und Tageslichtsystemen, das schnelle und kostengünstige Messungen der BSDF erlaubt.

Wenn es gelingt, genormte BSDF-Daten von Sonnenschutz- und Tageslichtsystemen kostengünstig und mit ausreichender Genauigkeit zu messen, sodass diese Systeme mit den entsprechenden Gebäudesimulationsprogrammen geplant werden können, stellt das eine Revolution im Gebäudebereich dar.

Der Gebäudemarkt wird sich verändern: die Sonnenschutz- und Tageslichttechnik wird durch diese neue „Berechenbarkeit“/Planbarkeit stärker in den Fokus aller Baubeteiligten rücken, die integrative Planung von Fassade, Sonnenschutz, Kunst- und Tageslicht, Heizung und Kühlung, Energie wird forciert. Von der Industrie werden vermehrt multifunktionale Systeme nachgefragt werden, die nicht nur den Sonnenschutz oder die Gebäudebelichtung, sondern alle Aspekte gleichzeitig lösen.

Diese Aktivitäten werden dazu führen, dass das Potenzial, das in der Tageslicht- und Sonnenschutztechnik (Gebäudehülle) steckt, berechenbar und planbar wird, und dass die Nachfrage nach solchen Systemen stark ansteigen wird. Am Ende wird die Energieeffizienz und Nachhaltigkeit von Gebäuden signifikant verbessert.