lighting design for energy sustainability, information, and perception. a museum environment as a case study

Lichtplanung für energetische Nachhaltigkeit, Information und Wahrnehmung. Eine Museumsumgebung als Fallstudie

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2018
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Abstract
The aim of our research is to investigate the physical connection between light, perception, and information by means of an integrated methodological approach. The proposed method was used for sustainable lighting design aiming at light efficacy and quality, visual perception, communication, and energy saving. Three types of synergic measurement were carried out: photometric, colourimetric, and perception measurements. Starting from the results and the post-processing of photometric and colourimetric measurements on different light sources and fresco surfaces, by applying the eye-tracking technique for eye movement analysis of a people sample, entropy calculations were carried out. The results of observer perception and preferences, patterns of their visual scanning due to different LED (Light Emitting Diode) sources, were quantified by means of Shannon entropy calculation and, consequently, the information content of images that each light source can transmit. A new lighting proposal, based on the use of LED sources characterized by a spectral emission of light in strong compliance with surface colour and relevant transmission image content information was suggested and checked by transient simulations. Our proposal was based on sustainability because this concept is linked to developing perception and visual wellbeing, information, light communication, and lower energy consumption for maintenance, but especially for preventive conservation and the protection of works of art by means quality of light.
Ziel unserer Forschung ist die Untersuchung des physikalischen Zusammenhangs zwischen Licht, Wahrnehmung und Information mittels eines integrierten methodischen Ansatzes. Die vorgeschlagene Methode wurde für eine nachhaltige Beleuchtungsplanung eingesetzt, die auf Lichtausbeute und -qualität, visuelle Wahrnehmung, Kommunikation und Energieeinsparung abzielt. Es wurden drei Arten synergistischer Messungen durchgeführt: photometrische, kolorimetrische und wahrnehmungsbezogene Messungen. Ausgehend von den Ergebnissen und der Nachbereitung der photometrischen und kolorimetrischen Messungen an verschiedenen Lichtquellen und Freskenoberflächen wurden unter Anwendung der Eye-Tracking-Methode zur Blickbewegungsanalyse an einer Probandenstichprobe Entropieberechnungen vorgenommen. Die Ergebnisse der Wahrnehmung und der Präferenzen der Beobachter sowie die Muster ihres visuellen Abtastverhaltens infolge verschiedener LED-Quellen (Light Emitting Diode) wurden mittels der Berechnung der Shannon-Entropie quantifiziert und folglich auch der Informationsgehalt von Bildern, den jede Lichtquelle übertragen kann. Ein neues Beleuchtungskonzept, das auf der Verwendung von LED-Quellen basiert, die sich durch eine spektrale Lichtemission in hoher Übereinstimmung mit der Oberflächenfarbe und den relevanten Bildinhaltsinformationen auszeichnen, wurde vorgeschlagen und mittels transienter Simulationen überprüft. Unser Vorschlag basierte auf dem Prinzip der Nachhaltigkeit, da dieses Konzept mit der Förderung von Wahrnehmung und visuellem Wohlbefinden, Information, Lichtkommunikation und einem geringeren Energieverbrauch für die Instandhaltung verbunden ist, insbesondere jedoch mit der präventiven Konservierung und dem Schutz von Kunstwerken durch Lichtqualität.
Reference Key
balocco2018sustainabilitylighting Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors ;Carla Balocco;Giulia Volante
Journal journal of physics: conference series
Year 2018
DOI
10.3390/su10051671
URL
http://www.mdpi.com/2071-1050/10/5/1671
Keywords
LED perception information measurement entropy

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