Die Sonne als Spender des natürlichen Lichts strahlt eine annähernd konstante Energie auf die Erde von täglich 4,2 Milliarden Kilowattstunden. Aus vier Gründen ist die auf der Oberfläche ankommende Strahlung nicht konstant bzw. nicht überall gleich.
- Die Erde dreht sich in 24 Stunden einmal um ihre eigene Achse, was zu Tag und Nacht führt.
- Die Erdachse ist um 23,45° gegen die Ebene der Erdumlaufbahn geneigt, dies führt dazu, daß innerhalb eines Umlaufs um die Sonne (ein Jahr) der Einstrahlwinkei der Sonne um 46,9° variiert. Dies ist Ursache für die Jahreszeiten.
- Meteorologische Veränderungen in Form von Wolken und Dunst strahlen einen Teil der Sonnenenergie in den Weltraum zurück.
- Abhängig vom geographischen Breitengrad treffen die Sonnenstrahlen mit unterschiedlichen Winkeln auf die Oberfläche der Erde. Je weiter vom Äquator entfernt, desto flacher ist dieser Winkel und desto weniger Wärme entsteht pro definierter Flücheneinheit.
Dieser Teil befaßt sich mit den sogenannten photometrischen Größen, d.h. mit dem Teil des elektromagnetischen Spektrums, der für das menschliche Auge sichtbar ist und den man Licht nennt.
Hier sei insbesondere auf den Unterschied zwischen "Leuchten" und "Beleuchten" hingewiesen. Ausgangspunkt für alle photometrischen Größen ist die Basiseinheit Candela. Sie ist ein Maß für die Lichtstärke oder die Helligkeit von leuchtenden Gegenständen. Bezieht man die Lichtstärke auf eine Fläche, erhält man die Leuchtdichte dieser Fläche, gemessen in Candela pro qm. Dies ist für den Blendschutz eine wichtige Größe. Am Fenster können Leuchtdichteunterschiede auftreten, was dem menschlichen Auge Probleme bereiten kann, da es sich ständig von hell zu dunkel anpassen muß. Dies führt zu Ermüdung und entsprechedem Leistungsabfall.
Wenn
eine Lichtquelle in einen (kleinen) Raumwinkei strahlt, erhält man
den Lichtstrom, gemessen in Candela mal Steradiant (Lumen).
Trifft
dieser Lichtstrom auf eine Fläche, so beleuchtet er diese. Man
spricht dann von Beleuchtungsstärke und mißt diese in Lux.
DIN 5034 (Tageslicht in lnnenräumen) definiert die Normbeleuchtungsstärke
für einen Verwaltungsarbeitsplatz mit ca. 500 Lux.
Der
Sonnenstand ergibt sich aus dem tageszeitlichen und jahreszeitlichen Gang
der Erde. In Deutschland wird zur Sommersonnenwende (auf 50°
nördlicher Breite) ein höchster Sonnenstand von 63° über
dem Horizont erreicht.
