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Main Title: Beleuchtung von großen Gebäudetiefen mit optimierten Hohllichtleitersystemen
Translated Title: Lighting of big building depths with optimized hollow light guide's systems
Author(s): Alipour, Hashem
Advisor(s): Kaase, Heinrich
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät IV - Elektrotechnik und Informatik
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Hohllichtleiter gespeist durch künstliche Lichtquellen oder Sonnenlicht können als Beleuchtungsanlagen mit Längen bis zu 40 m verwendet werden. Deswegen sind sie eine interessante Alternative für verschiedene Beleuchtungszwecke wie z.B. zur Tunnelbeleuchtung, Innenraumbeleuchtung (Montagenhallen, Schwimmhallen, Mehrzweckhalle, u.a.). Außerdem kann man auch größere Raumtiefen durch Hohllichtleitersysteme mit Tageslicht versorgen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden durch umfangreiche Messungen und Berechnungen zwei große Nachteile des HLG: a) kleiner Wirkungsgrad bzw. b) ungleichmäßig ausgekoppelter Lichtstrom, die den Einsatz eines HLG im Innenraum beschränken, gelöst. Ein guter Ersatz der Prismenfolie zur Weiterleitung ist der Visible Mirror Film (VMF) mit einem durchschnittlichen Reflexionsgrad von 98 % für alle einfallenden Winkel der Strahlen. Mit Hilfe des VMF kann der Wirkungsgrad von HLG auf 80 % verbessert werden. Hier wurde auch eine neue Lösung präsentiert, die auf dem separaten Einsatz eines diffus reflektierenden Extraktors für jedes Segment eines HLG, ähnlich dem Einsatz von Spiegelextraktoren, basiert. Dadurch kann mit einem Endspiegel eine nahezu gleichmäßige Beleuchtungsstärkeverteilung auf der beleuchtenden Nutzebene realisiert werden. Für eine absolut gleichmäßige Beleuchtungsstärkeverteilung kann ein flacher Endspiegel statt des Endspiegels der Firma 3M ohne einen wesentlichen zusätzlichen Verlust verwendet werden. Kapitel 4 beschreibt, wie die Abweichung der berechneten von den gemessenen Licht-planungsparametern reduziert werden kann. Wenn bei der Berechnung der Beleuchtungsstärke die gemessenen LVK in den Bereichen der Spiegelextraktoren mit einen Segment von 0,2 m anstatt 1 m verwenden werden, ist eine maximale relative Abweichung kleiner als 16 % und eine mittlere relative Abweichung kleiner als 7 % garantiert. Die maximale relative Abweichung der Leuchtdichte kann auf ca. 5 % beschränkt werden, wenn die Breite des HLG mit dem entsprechenden Auskopplungsfenster mit einem Korrekturfaktor von 1,05 in den Eulumdat-Daten eingegeben wird. Bei Berücksichtigung der Bedingungen zur gemessenen LVK und berechneten Leuchtdichte kann die berechnete UGR die Blendung mit hoher Genauigkeit beurteilt werden. Das hier vorgestellte Tageslichtsystem mit beweglicher mechanischer Kopplung kann einen Wirkungsgrad von bis zu 72 % erreichen. Wenn für den Leuchtenbetriebswirkungsgrad des HLG ein Wert von 80 % angesetzt wird, ergibt sich ein Wirkungsgrad des kompletten Systems von bis zu 58 %. Dieses entwickelte Tageslichtsystem eignet sich für den Einsatz zur Lichtversorgung fensterloser Gebäudeteile oder Areale mit Fensterabständen von bis zu 40 m mit Tageslicht, da bei Räumen mit Seitenfenster die Beleuchtungsstärke durch Tageslicht von der Fensterwand in die Raumtiefe näherungsweise exponential abnimmt. Dabei kam ein Tageslichtsystem zum Einsatz, dessen Vorteile vor allem Kosteneinsparungen, positive Effekte auf die Aufenthaltsqualität und gestiegener visueller Komfort sowie Umweltfreundlichkeit sind.
Hollow light guider fed by artificial sources of light or sunlight can be used as lighting systems with lengths up to 40 m. So they are an interesting alternative for different lighting purposes as for example to the tunnel lighting, interior lighting (assembly halls, swimming halls, multipurpose hall, among other things). Moreover, one can also supply bigger space depths by hollow light guider's systems with daylight. Within the scope of this work became by extensive measurements and calculations two big disadvantages of the HLG: a) small efficiency or b) irregularly the uncoupled light stream which limit the application of a HLG in the interior, relaxed. A good substitute of the prism foil to the forwarding is of the Visible Mirror film (VMF) with an average reflecting degree of 98% for all occurring corners of the rays. With the help of the VMF the efficiency can be improved by HLG on 80%. Here a new solution which is based on the separate application of a vaguely reflecting ex-tractor for every segment of a HLG, like the application of mirror extractor was also presented. A nearly steady density of light distribution at the lighting up benefit level can be thereby realized with a final mirror. For an absolutely steady density of light distribution a level final mirror can be used instead of the final mirror of the company 3Mm without essential additional loss. If with the calculation of the flux of light the measured of Luminosity distribution use in the areas of the mirror extractor with a segment of 0.2 m instead of 1 m, a maximum relative divergence is smaller than 16% and a middle relative divergence is smaller than 7% is guaranteed. The maximum relative divergence of the luminous density can be limited to approx. 5% if the width of the HLG is given with the suitable extraction window with a correction factor by 1.05 in the Eulumdat data. By consideration of the conditions to the measured Luminosity distribution and calculated luminous density the glare with high exactness can be judged the calculated UGR. The daylight system introduced here with movable mechanical coupling can reach efficiency from up to 72%. If for the light company efficiency of the HLG a value of 80% is attached, an efficiency of the complete system from up to 58% arises. This developed daylight system is suited for the application to the light care of windowless parts of the building or areas with window distances from up to 40 m with daylight, because in rooms with side window the density of light decreases by daylight from the window wall in the space depth similarly exponential. Besides, there was used a daylight system whose advantages are above all cost savings, positive effects on the stay quality and risen visual comfort as well as environmental friendliness.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-22881
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/2500
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-2203
Exam Date: 7-Jul-2009
Issue Date: 17-Jul-2009
Date Available: 17-Jul-2009
DDC Class: 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Subject(s): HLG
HLL
Hohllichtleiter
Tageslicht
Daylight
HLG
Hollow light guide
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