Kompetenzen Forschung zur Nutzung von Tageslicht und Photovoltaik in der Architektur

Fassaden und Dächer aus farbigen Photovoltaik (PV) Modulen sind die Zukunft. Sie bieten eine Palette aus Farben und Oberflächen, die eine architektonische Tektonik ermöglichen, die noch vor Jahren undenkbar war. Die Hochschule Luzern hat Solarpanels entwickelt, die nicht nur Strom produzieren, sondern auch ästhetische Ansprüche erfüllen. Link

Auf Basis der Messtechnik und Softwareentwicklung können Tageslicht- und Photovoltaiksysteme nicht nur analysiert, sondern auch weiterentwickelt werden. Dazu werden virtuelle Varianten entworfen, simuliert und verglichen. Damit kann auch der Einfluss einzelner Parameter auf das Gesamtergebnis analysiert und optimiert werden. Diese Kompetenz wird vor allem bei der Entwicklung von Produkten und Prototypen benötigt.

Die High Resolution Complex Glazing Library ist eine im Aufbau befindliche Bibliothek von Simulationsmodellen der optischen Streueigenschaften von Complex Fenestration Systems (CFS). Diese Modelle sollen das Verhalten von CFS in von Planern und Beratern verwendeten Simulationswerkzeugen exakt widergeben und die Anwendung von CFS in High Performance Buildings unterstützen.

Die Kompetenzen der FG EASE im Bereich Messtechnik bestehen in der Nutzung hochspezialisierter Labore zur Messung von Produkten. Durch die Integration der komplexen Messergebnisse in Simulationssoftware können Anwendungen der Produkte zusätzlich im architektonischen Kontext «gemessen» werden. 

Tageslichtlenksystemen wie z.B. Mikroprismen, Lamellen und Hohllichtleitern können so hinsichtlich ihrer Licht-Effizienz und Qualität verglichen werden. Bei Photovoltaik-Anwendungen kann die elektrische Effizienz und Farbqualität für verschiedene Lichteinfalls- und Betrachterwinkel bestimmt werden.

Mit der an der FG EASE entwickelten Software können die hochspezialisierten Produkte der Tageslichtlenkung und architekturintegrierter Photovoltaik genau simuliert und bewertet werden. 

Grundlage bildet die international validierte Lichtsimulationssoftware RADIANCE. Die Kompetenzen der FG EASE beinhalten die Entwicklung innovativer Materialmodelle auf Basis der Messdaten und die Integration des Photon Mappings und Wetterdaten zur genauen jahreszeitlichen Berechnung und schliessen die Berücksichtigung innovativer und ganzheitlicher Kenngrössen zur Bestimmung der Energieeffizienz und des Komforts mit ein. 

Damit können verschiedene Tageslichtlenksysteme auf ihre Eignung für bestimmte Raumkonfigurationen, funktionelle Anforderungen und Orte verlässlich bestimmt werden. Für architekurintegrierte Photovoltaik-Anwendungen kann die farbliche Integration und Reflexion von PV Fassaden quantifiziert werden.