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PROF. DR. KARL-HEINZ STRAUCHBEUTH HOCHSCHULE FÜR TECHNIK BERLIN
PHYTOTECHNOLOGIE
SPEZIELLE BAUWERKSBEGRÜNUNG
KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS 1
GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVEBEURTEILUNG DES „LICHT“-ANGEBOTS
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PFLANZEN IM UMBAUTEN RAUM
ZWEI
BOTSCHAFTEN …
TRANSFER
SUBOPTIMALE
KONSTELLATION DER
PHYSIOLOGISCH
RELEVANTEN
FAKTOREN
KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS 2
© K
H S
TRA
UC
H20
17
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ERWARTUNG?
WAS SOLL
DIE
PFLANZE
LEISTEN?
3KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS
„Wachstum“
• Akklimatisierung
• Regeneration
• Organbildung
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PROFILE
ANALYSE
BEWERTUNG
PROGNOSE
KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS 4
Raum Pflanze
AuswahlModifikation
SCHNITTMENGE?
DIE AUFGABE
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„LICHT“
TAGESLICHT
BELEUCHTUNG
BELICHTUNG
KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS 5
AUFGABEN
Analyse
Bewertung
Prognose
Risikobewertung
Entscheidungen
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6KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS
Bewertung und Entscheidung
Licht Bewertung Entscheidungen
Angebot
Bedarf
Analyse
Grundlagen
Ziel
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FAQ, FARQ*, FARSQ**
KEIN UV…
SONNENSCHUTZGLAS?
LED?
WIEVIEL LUX?
WIE VIELE LAMPEN?
7KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS
* Frequently asked remarkable questions** Frequently asked remarkable silly questions
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DIE THEMEN
Kriterien
Analyse
Bewertung
Verfahren
8KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS
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„LICHT“
EIGENSCHAFTEN
BEWERTUNG
PHYSIOLOGISCH:
„STRAHLUNG“
GLOBALSTRAHLUNG
9KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS
„Licht“
Intensität
Qualität
Menge
Dynamik
Minima
Maxima
diffus
direkt
Spektrum
Beginn
Ende
kontinuierlich
sprunghaft
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QUALITÄT
TAGESLICHT
SPEKTRALE
ENERGIE-VERTEILUNG
DER
GLOBALSTRAHLUNG
P A R
10KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
Stra
hlu
ngs
inte
nsi
tät
[W m
-2]
Wellenlänge l [nm]
Quelle: National Renewable Energy Laboratory (NREL). https://www.nrel.gov/ (03.02.2018)
https://www.nrel.gov/
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WELCHES „LICHT“ BENÖTIGT DIE PFLANZE?
FOTOSYNTHESE
PHOTOSYNTHETICALY
ACTIVE
RADATION
DAS STRAHLUNGSANGEBOT IMSPEKTRALBEREICH DER „P A R“ ENTSCHEIDET ÜBER:
DIE ASSIMILATION
DIE FOTOSYNTHESELEISTUNG UNDDAMIT ÜBER
DEN ZUWACHS DER PFLANZE
11KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
300 400 500 600 700 800
Foto
syn
thes
eP
(l
)
Wellenlänge l [nm]
Spektrale Wirkungsfunktion der Fotosynthese:Fotosyntheserate P in Abhängigkeit von der Strahlung bei definierter Wellenlänge l.Verändert nach: DIN 5031-10
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QUALITÄT
TAGESLICHT
SPEKTRALBEREICH
LICHT
PAR
PHOTOSYNTHETICALY
ACTIVE
RADATION
12KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS
Quelle: National Renewable Energy Laboratory (NREL). https://www.nrel.gov/ (03.02.2018)
Solare Strahlung.Spektrale Zusammensetzung des sichtbaren Lichts.Verändert nach: ASTM G-173
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
1,60
380 480 580 680 780
Stra
hlu
ngs
inte
nsi
tät
[W m
-2]
Wellenlänge l [nm]
P A R
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LEUCHTMITTEL
FARBWIEDERGABE
ZIELE
DIERAUMNUTZUNGENTSCHEIDET…
13KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS
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QUALITÄT
KUNSTLICHT
SPEKTRUM
INTENSITÄT
ZIEL: WACHSTUM
(PHOTOSYNTHESE)
14KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
360 460 560 660 760
Rel
. En
ergi
ever
teilu
ng
Wellenlänge l [nm]
P A R
Spektrale Energieverteilung eines LED Systemsim Spektralbereich der Fotosynthetisch Aktiven Strahlung (PAR).LED-System mit „weißer Lichtfarbe“.
Quelle: KH Strauch. © 2014
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GLAS
TRANSMISSION
QUALITÄT
INTENSITÄT
15KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS
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QUALITÄT
FUNKTIONSGLÄSER
SPEKTRALE TRANSMISSION
FARBWIEDERGABE
INTERPRETATION
• SPEKTRALBEREICH PAR
• GESAMTTRANSMISSION
PAR:
PHOTOSYNTHETICALLY
ACTIVE
RADIATION
16KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS
Eurofloat 4mm
Kriterium:Minderung der Transmission im PAR-Spektralbereich
P A R
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QUALITÄT
ENTWICKLUNG
OHNE
UV-STRAHLUNG?
BUCIDA BUCERAS
THE SQUAIRE
FRANKFURT AM MAIN
FOTO: 2017
17KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS
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TAGESLICHT
RAUMWIRKUNG
STANDORTANALYSE
18KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS
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RAUMEIGENSCHAFTEN UND TAGESLICHTWIRKUNG
TAGESLICHT-ÖFFNUNGEN
OBERFLÄCHEN
REFLEXION
RAUMGEOMETRIE
PFLANZENPOSITION
19KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS
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BEISPIEL:
22. FEBRUAR
12:00 UHR
KLARER HIMMEL
GLAS: 2-FACH VSG
dLICHT = 80%
RAUMOBERFLÄCHEN:
REFLEXIONSGRAD = 50%
SIMULATION: DIALUXEVO
14.02.2018
20KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS
10 m
5 m
Beleuchtungsstärke in einer Höhe von 3 m
3003 lx 900 lxStrauch, 2018
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INTENSITÄT
BEDARF?
GRENZWERTE?
KRITERIEN?
21KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS
Ziele
Bedarf
• Akklimatisierung
• Regeneration
• Intensität
• Dauer
• Menge
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INTENSITÄT
„LCP“
LCP:
LICHTKOMPENSATIONSPUNKT
22KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 50 100 150 200 250 300 350 400Net
tofo
tosy
nth
ese
rate
Pn
µm
olm
-2s-
1
Strahlungsintensität q [ µmol m-2 s-1 ]
Strauch, 2012, unveröffentlicht
F. cyathistipula
F. binnendijkii
21,0 µmol m-2 s-1
3,5 µmol m-2 s-1
Einfluss der Strahlungsintensität auf die Fotosyntheseratebei Ficus cythistipula und Ficus binnendijkii.
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LICHTMENGE
23KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS
LAUBVERLUST
SCHÖNFELD, J. UND
K.-H. STRAUCH
(2008, UNVERÖFFENTLICHT)
Einfluss der täglichen Strahlungsmenge auf den Laubverlust bei Ficus binnendijkii.(Zeitraum: 10 Monate)
400 [lx]; 8 h/Tag 1200 [lx]; 20 h/Tag
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„LICHT“ UND WACHSTUM. ANPASSUNGSVERHALTEN.
VERSUCHSBEGINN
KW 5, 2016
FOTOS:
KW 6, 2018
PFLANZENALTER: IDENTISCH
ZUSTAND NACH ZWEI JAHREN.
24KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS
Gewächshaus400 lx, 8 Std./TagStrauch, 2018
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ANALYSE
RAUMWIRKUNG
BELASTUNGSPOTENZIAL
ÜBERLAST
MANGEL
STANDORTANALYSE:
IDENTIFIKATION UND BEWERTUNG DERBELASTUNG DURCH MANGEL UNDÜBERLAST.
25KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS
© K
H S
TRA
UC
H20
17
© K
H S
TRA
UC
H2
01
7
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TEMPERATUR
BELASTUNG
SPORADISCH
SPRUNGHAFT
26KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS
© KH STRAUCH2017
20
22
24
26
28
30
32
15:30 15:45 16:00 16:15 16:30 16:45
Tem
per
atu
r J
[°C
]
Zeit t
Blatt
Luft
Einfluss einer sprunghaften einsetzenden Bestrahlung auf die Blatttemperatur von Anthurium andreanum.
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PFLANZENPROFIL
ANATOMIE
HABITUS
VEGETATIONS-SITUATION
EXPOSITION
ANPASSUNG
POTENZIAL
27KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS
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STANDORTPROFIL
• WAS
• WANN
• WO
• WIE
• WOMIT
• WIE OFT
• WIE LANGE
28KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS
Daten?
Bedarf?
Erfa
ssu
ng?
Interp
retation
?
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RECHERCHEAUFWAND
Tageslicht:
• Maximale Intensität
• Beginn
• Belastungsdauer
• Dynamik
• Umgebungseinflüsse
Wärmeangebot?
Anströmung?
„Luftfeuchte“?
FALL:
• SÜDEXPOSITION
• KEINE SCHATTIERUNG
ZIEL
• ÜBERLASTUNGSSITUATIONERKENNEN
KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS 29
© S
TRA
UC
H
-
SIMULATION
BELASTUNGSZEITRAUM
▪ BEGINN
▪ ENDE
ANALYSE DER TAGESLICHTREICHWEITEUND DES BELASTUNGSPROFILS MITTELSSIMULATION
30KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS
Visualisierung mit DIALux
© KH STRAUCH2017
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STANDORTVERGLEICH
RAUMWIRKUNG
ANPASSUNG
PFLANZE ALS
INSTRUMENT
DOKUMENTATION
31KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS
Märkisches Zentrum, Berlin. 2002
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STANDORTVERGLEICH
RAUMWIRKUNG
ANPASSUNG
PFLANZE ALS
INSTRUMENT
RAUM:
• MERKMALE
• KENNZEICHEN
• KENNZAHLEN?
32KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS
Märkisches Zentrum, Berlin. 2008
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Zielvorgabe
Belastungspotential des Raums:
Intensität
Qualität
Menge
Dynamik
Belastungsprofil der Pflanze
Vegetationssituation
33KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS
The Temperate GlashouseBotanischer Garten, EdinburghErbaut: 1858
© K
H S
TRA
UC
H2
01
7
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34KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS
Vielen Dank.
Viel Erfolg.
Weiterhin. © K
H S
TRA
UC
H20
17
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STRAUCH
• Fachgebiet Phytotechnologie
Planungsstrategien für Begrünungssysteme
Interior Landscape Engineering
• Beratung, Entwicklung, Gutachten
• Tageslichtanalyse, Standortprofilanalyse
• Auslegung von Belichtungsanlagen
• System- und Pflegekonzepte
• FLL RWA „Innenraumbegrünung“
• VDI Richtlinienausschuss VDI-6011
• FvRH „Lichtberater“, Grünbergzertifikat
PROF. DR. K.-H. STRAUCH
BEUTH HOCHSCHULE
FÜR TECHNIK
BERLIN
35KH STRAUCH: GRUNDLAGEN FÜR DIE QUALITATIVE UND QUANTITATIVE BEURTEILUNG DES LICHTANGEBOTS