Die Vermessung des Himmels

„Viele vermessen den Himmel und die Erde, aber nur wenige beschäftigen sich mit der Photometrie und Radiometrie des Tageslichts und der photometrischen Charakterisierung der nächtlichen Wahrnehmungsbedingungen in unseren Städten und Gemeinden. Zu ihnen gehört das Fachgebiet Lichttechnik der TU Berlin. Hier sind in den letzten Jahren einzigartige Messplätze und Versuchsstrecken entstanden, die in ihrer Funktionsvielfalt weltweit ihresgleichen suchen“, sagt Nils Weber, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fachgebiet Lichttechnik, das von Prof. Dr.-Ing. Stephan Völker geleitet wird. Auch der Ort des Tageslichtmessplatzes ist besonders. „Normalerweise“, erzählt Nils Weber, „befinden sich solche Messplätze auf freien Feld, unserer liegt mitten in der Stadt. Die Ausstattung, der Ort und das Forschungsgebiet – das alles zusammen macht den Tageslichtmessplatz der TU Berlin einzigartig.“

Das Team von Stephan Völker und der stellvertretenden Fachgebietsleiterin und Tageslichtexpertin Dr. Martine Knoop hat dieses „Freiluftlabor“ konzipiert, um zu erforschen, was Tageslicht eigentlich zu Tageslicht macht. Diverse Studien belegen, dass Tageslicht sich wohltuend auf das Befinden des Menschen auswirkt und gegenüber künstlicher Beleuchtung bevorzugt wird. Aber warum das so ist – darüber herrscht große Unkenntnis.

Herzstück des Tageslichtmessplatzes ist der spektrale Sky-Scanner, einer von nur vieren auf der Welt! Seit 2015 nimmt er Tag für Tag, Woche für Woche, Monat für Monat, sommers wie winters und von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang alle zwei Minuten Messungen in 145 Richtungen vor. Davon erhoffen sich die Wissenschaftler*innen Erkenntnisse darüber, was Tageslicht ist, warum es den Menschen guttut und wie es sich von künstlichem Licht unterscheidet. Schließlich soll das Wissen darüber dazu dienen, Gebäude so zu planen, dass das Tageslicht optimal einfallen kann. „Das“, so Nils Weber, „ist alles andere als trivial. Denn mit Glasfassaden allein ist es ja nicht getan, da diese sich auf die Energiebilanz eines Gebäudes eher negativ auswirken.“

Ein zweites „Freiluftlabor“ des Fachgebietes befindet sich auf dem Gelände des Technikmuseums. Hier wurde eine 100 Meter lange Forschungsstrecke mit sechs Masten ausgestattet, an denen in der Höhe stufenlos verstellbare LED-Leuchten angebracht sind. Diese Variabilität ermöglicht es, verschiedenste Beleuchtungssituationen im öffentlichen Raum nachzubilden. „Mit der Forschungsstrecke führen wir Versuche zur Sichtbarkeit zum Beispiel von Fahrradfahrern in Konfliktzonen wie Kreuzungen durch, entwickeln Konzepte für die Beleuchtung von Straßen und untersuchen deren Reflexionseigenschaften, was mein spezielles Forschungsgebiet ist“, sagt die wissenschaftliche Mitarbeiterin Sandy Buschmann. „Berlin zum Beispiel könnte von unseren Forschungen profitieren, da die Stadt nicht optimal beleuchtet ist, teilweise viel zu dunkel und zu ungleichmäßig.“ Direkt neben der Forschungsstrecke befindet sich eine 1500 Meter lange Demonstrationsstrecke mit variablen Lichtverteilungen, die ebenfalls Teil des LED-Laufstegs ist. Er dient den TU-Wissenschaftler*innen dazu, der Öffentlichkeit zu zeigen, wie mit Hilfe von LED-Beleuchtung nicht nur energieeffizient, sondern auch bezüglich Verkehrssicherheit und Immissionsschutz deutlich besser beleuchtet werden kann, als Standards dieses heute vorgeben.

Zur Ausstattung des Fachgebietes gehört neben den beiden „Außenstellen“ eine umfangreiche Messgerätesammlung, die als lichttechnische Prüfstelle eine hervorragende Basis für exzellente Forschung darstellt. Dazu gehören ein Spiral-Goniophotometer und eine Ulbricht-Kugel mit einem Durchmesser von drei Metern, mit deren Hilfe der Lichtstrom einer Leuchte gemessen wird, genauso wie ein Spiegel-Goniophotometer für die Messung der Lichtverteilung von Leuchten, zwei Photometerbänke mit 40 beziehungsweise 120 Metern Länge, bidirektionales Goniophotometer für ortsaufgelöste Reflexions- und Transmissionsgradmessungen, ein Klimaschrank und vieles andere mehr.