Bau 22.01.1999, 17:20 Uhr

Hologramme lenken Licht und Schatten

Brillant strahlende Leinwände im Sonnenlicht, Tageslichtlenkung, Sonnenschutz, mehr Licht für Photovoltaik-Elemente – alles mit Hilfe von Hologrammen. Zukunftsmusik? Nein, längst Alltag im Institut für Licht und Bautechnik der FH Köln – und reif für die Praxis.

Prof. Jörg Gutjahr freut sich diebisch: „Wenn man sich bei der Konkurrenz hier umguckt“, sagt er lachend, „dann ist da die Deckenbeleuchtung ausgeschaltet, da sind Lichtfänger über den Projektionswänden, die Projektoren sind viel heller als unsere.“ Gutjahr hat allen Grund zur Freude. Denn die von seinem Institut für Licht- und Bautechnik der Fachhochschule Köln (ILB) auf der Messe Photokina im vergangenen Herbst vorgestellte Projektionswand namens HoloPro stellt in der Tat alle anderen Projektionswände in den Schatten.
Diese Leinwand basiert auf einer vollkommen neuen Projektionstechnik. Denn HoloPro ist ein Hologramm, eingebettet zwischen zwei Glasscheiben. „Das Hologramm besteht aus einer unsichtbaren, winzig kleinen, aber regelmäßigen Gitterstruktur“, erläutert Jörg Gutjahr.
Die Folge: Das Licht wird aus seiner Bahn gelenkt, es wird gebeugt. Das Video oder der Film wird von oben mit einem konventionellen Projektor durch das in Glas eingebettete transparente Hologramm projiziert. Dort wird der Lichtstrahl aus seiner Bahn in Richtung Zuschauer abgelenkt. „90 % des projizierten Lichts erreicht dadurch auch das Auge des Zuschauers“, verdeutlicht Gutjahr und sagt stolz: „Daher hat die Projektion diese Brillanz.“
Eine normale Projektionswand streut das Projektionslicht dagegen in alle Richtungen, Verluste sind unausweichlich. Ein weiterer Vorteil der HoloPro: Anders als bei streuenden Wänden wird nur das Projektionslicht umgelenkt, Umgebungslicht bleibt unbeeinflußt.
Gerade diese Eigenschaft macht die holographische Leinwand auch für die Projektion bei Tageslicht interessant, weil der hohe Kontrast erhalten bleibt. Anwendungsgebiete sind etwa Messen, Ausstellungen, aber auch Video-Konferenzen, Fernseh-Studio-Dekorationen, Open-Air-Kinos und Konzerte.
Derzeit hat die holographische Leinwand noch einen stolzen Preis: Eine 1,5 m2 große HoloPro kostet 8000 DM, denn jede Leinwand ist eine Einzelfertigung. Doch klar ist schon jetzt: Mit einer Serienfertigung sinkt auch der Preis. „Wir sind branchenfremd, das macht für uns eine Preisgestaltung extrem schwierig“, meint Physiker Gutjahr vorsichtig.
Denn das ILB-Stammgeschäft ist der Einsatz von Hologrammen in der Architektur. „Wir nutzen die Eigenschaft der Hologramme, das Licht umzulenken, aus, um beispielsweise Bürogebäude mit natürlichem Tageslicht zu beleuchten“, erläutert Gutjahr. Die holographischen Elemente lenken das Sonnenlicht so um, daß auch die fensterabgewandten Stellen Tageslicht erhalten.
Ein Bürogebäude in Köln hat das ILB mit diesem System ausgestattet. Messungen belegen: Mit solch intelligenter Lichtlenkung lassen sich etwa 70 % des für die Raumbeleuchtung notwendigen Stroms sparen. Amortisiert hat sich so ein System damit nach etwa 3 bis 5 Jahren. „Wobei in diese Rechnungen nicht eingeht, daß sich durch natürliche Raumbeleuchtung das Wohlbefinden der Mitarbeiter steigert, was den Krankenstand senkt“, gibt Jörg Gutjahr zu bedenken.
Mit einem anderen holographischen Trick halten die Ingenieure vom ILB das gerade im Sommer extrem störende direkte Sonnenlicht außen vor. Die holographische Verschattung wirkt dabei wie ein selektiver Spiegel, der nur das direkte Licht reflektiert, das diffuse Tageslicht dagegen hindurchläßt. Eine erste Anwendung der Technik am Hauptsitz der Rewe-Handelsgruppe in Köln belegt den Erfolg: Dort verwandelte vor einem Jahr ein holographisches Glasdach mit 250 m2 Fläche einen öden Innenhofparkplatz in einen wohlklimatisierten, von Tageslicht durchfluteten Konferenzraum.
Pressesprecher Wolfram Schmuck weiß, daß sich die Mehrkosten von 800 000 DM gegenüber einer konventionellen Verschattung auch finanziell lohnen: „Wir brauchen jetzt nicht mehr soviel Energie, um diesen Tagungsraum im Sommer zu kühlen, und haben trotzdem einen freien Blick in den Himmel.“
Eine Weiterentwicklung der holographischen Verschattung existiert bislang erst als Modell am Institut: Schwenkbare Hologramme spiegeln das direkte Sonnenlicht nicht nach außen zurück, sondern lenken es zur Stromerzeugung auf in der Mitte der Konstruktion sitzende Photovoltaik-Zellen. Durch die Bündelung des Lichts läßt sich der Wirkungsgrad der Zellen nahezu verdoppeln.
Akzente setzt das ILB auch mit holographischen Kunstwerken. So ziert seit zwei Jahren das Umspannwerk der Kölner Stadtwerke im Mediapark das weltweit größte Freilicht-Hologramm. Wenn abends die Sonne sinkt, erstrahlen drei stilisierte Glühbirnen in allen Farben des Spektrums. Die 144 m2 Hologrammfläche haben die ILB-Tüftler aufgerastert in Flächenelemente von 5 cm2. Ähnlich der Rasterdarstellung im Fernsehbild konnten sie jedem dieser 115 000 Rasterflächen durch die Belichtung eine eigene Farbe zuweisen.
Der besondere Clou: Wenn der Betrachter seinen Standort wechselt, ändert das Riesenhologramm – einem Chamäleon gleich – seine poppigen Farben. Tagsüber sind die Hologramme durchsichtig, es sei denn, die Sonne strahlt unter bestimmten Winkeln durch die Installation. „Diese zufälligen Farbspiele erzeugen eine zeitliche Dynamik“, erläutert Gutjahr schmunzelnd, „die der Ermüdung beim Betrachten dieses Kunstwerkes entgegenwirkt.“
Die für das Riesenhologramm extra entwickelte Belichtungsmaschine haben die Tüftler jetzt für die Herstellung der holographischen Projektionswand reaktiviert. „Die Belichtungs- und Entwicklungstechnologie ist für alle diese Lichtlenkungs-Hologramme ähnlich“, meint Jörg Gutjahr und verweist auf den Vorteil, „daß uns die bauphysikalischen Anforderungen für solche Projektionswände bei Außenanwendungen durch unsere anderen holographischen Systeme bekannt sind.“
Er denkt bereits an weitere Verwendungsmöglichkeiten für die Projektionswand: „Man kann auf Bürofenstern außen Filme abspielen, und die Mitarbeiter drinnen können trozdem ungestört arbeiten und nach draußen sehen.“ Die Werbeindustrie wird aufhorchen, denn durch diese Anwendung werden völlig neue Wege der Kommunikation erschlossen. „Wenn es uns gelingt, die Transparenz dieser Hologramme noch weiter zu steigern, dann können sie sogar als Schaufensterscheibe eingesetzt werden“, meint Gutjahr: „Denn wenn man die Projektion abschaltet, wirkt die Scheibe wie jede andere Schaufensterscheibe.“
DETLEF STOLLER/wip

Ein Beitrag von:

  • Detlef Stoller

    Detlef Stoller ist Diplom-Photoingenieur. Er ist Fachjournalist für Umweltfragen und schreibt für verschiedene Printmagazine, Online-Medien und TV-Formate.

  • Wilma Preiss

    Redakteurin VDI nachrichten. Fachthemen: Hoch- und Tiefbau, Bautechnik.

Stellenangebote im Bereich Bauwesen

Excellence AG-Firmenlogo
Excellence AG Projektingenieur TGA (m/w/d) Berlin
Landeshauptstadt Stuttgart-Firmenlogo
Landeshauptstadt Stuttgart Architekt*in im Schulbau, in Kultur-, Bäder- und Jugendbauten sowie in der Bestandsentwicklung/Bauunterhaltung (m/w/d) Stuttgart
Stadt Villingen-Schwenningen-Firmenlogo
Stadt Villingen-Schwenningen Ingenieur im Bereich Planung und Koordinierung (m/w/d) Villingen-Schwenningen
THOST Projektmanagement GmbH-Firmenlogo
THOST Projektmanagement GmbH Projektmanager (m/w/d) Bereich Bau / Immobilien / Gesundheitswesen Pforzheim, Stuttgart
Stadt Köln-Firmenlogo
Stadt Köln Bauingenieur*innen (m/w/d) für die Sanierung und Unterhaltung der Rheinbrücken Köln
ENERTRAG Aktiengesellschaft-Firmenlogo
ENERTRAG Aktiengesellschaft Landschaftsplaner* (Projektplaner*) für Umwelt- und Bauleitplanung (m/w/d) Dauerthal, Rostock
Stadtwerke Potsdam GmbH-Firmenlogo
Stadtwerke Potsdam GmbH Projektleiter Quartierslösung (m/w/d) Potsdam
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Die Autobahn GmbH des Bundes Projektingenieur/in Grunderwerb (w/m/d) Stuttgart-Obertürkheim
Deutsche Rentenversicherung Bund-Firmenlogo
Deutsche Rentenversicherung Bund Objektleiter*in (m/w/div) Berlin
Münchner Stadtentwässerung-Firmenlogo
Münchner Stadtentwässerung Umweltingenieur*in (w/m/d) München

Alle Bauwesen Jobs

Top 5 Bau

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.