In den vergangenen Wochen mussten wir alle mehr Zeit als sonst in unseren Wohnungen verbringen. Aber auch von der Situation, die die Corona-Pandemie mit sich brachte abgesehen, verbringen wir Menschen schon lange nicht mehr nur die Nacht abgeschirmt vom freien Himmel und frischer Luft.
Die Sehnsucht nach mehr Naturbezug wurde in der Zeit der Online-Uni verstärkt, gehäuft und beschleunigt.
Wohnungen mit Cabriodächern, Rutschen in den See, Dachgärten und 360GradFenster wären zwar auch eine Lösung, aber doch unrealistisch für Studenten in Berlin und den meisten anderen Städten.
Ich habe mich gefragt wie ich die klaren Grenzen zwischen Drinnen und Draußen etwas verschieben, verwischen, dynamischer machen könnte.
Sonnenlicht ist ein wichtiger Faktor der uns fehlt, es fehlt als Vitamin D, es fehlt als wärmendes Gefühl auf der Haut, es fehlt als Licht, es fehlt als Bezug zur natürlichen Tageszeit und zum Wetter.
Mein Projekt ist es also, mehr Sonne in die Wohnung zu holen.
Dafür habe ich mit meinem Vater zusammen eine Konstruktion gebaut, die den Tag über, solange Sonne da ist, diese über einen Spiegel an einen festen Punkt im Zimmer reflektiert. Das ist der Fänger, zusätzlich gibt es Verteiler, die von dem Punkt aus das Licht in der Wohnung verteilen.
Der Fänger kann aus jedem Fenster gehängt werden. Herausforderungen dabei waren, dass das Fenster schließbar sein muss, jede Wohnung andere Fenster hat und in nichts gebohrt werden darf. Außerdem ändert sich der Einfallswinkel der Sonne konstant über den Tag und dann auch über das Jahr hinweg zusätzlich. Nebenbei muss die Konstruktion absolut unfallsicher sein, denn nichts wäre schlimmer, als aus dem 4ten Stock auf den Gehweg herabfallende Teile oder Spiegel.
Aus dem Fenster an die Hauswand wird der Fänger über ein Dreibein, dass mit dem unteren Bein an der Hauswand und den zwei oberen (verstellbaren) im Fensterrahmen sitzt, gebracht und dort dadurch gehalten, dass ein Gurt ihn nach innen zieht. Der Gurt ist innen sicher zu befestigen, zum Beispiel über Haken im Boden oder an der Heizung. Aufgrund eines integrierten gespannten Gummis kann das Fenster auch geschlossen werden, ohne dass sich die Position ändert.
In den Code müssen die Koordinaten des Ortes, sowie die Ausrichtung des Fensters eingetragen werden. Es wird ein Punkt festgelegt, an den die Sonne konstant reflektiert werden soll. Die Position der Sonne wird vom Arduino berechnet und Schrittmotoren positionieren ständig den Spiegel, in dem immer die Winkelhalbierenden aus dem Horizontal- und Vertikalwinkel der Sonne und des Zielpunktes berechnet werden. Die Bewegung ist so langsam, dass man sie nicht sehen kann.
Hier sind für zwei ausgewählte Fenster die Zeiträume (im Juli) dargestellt, in denen Sonne über den Tag eingefangen werden kann.
Ist dann also die Sonne an einem festen Punkt im Zimmer, kann sie von dort aus weiterverteilt werden. Aus dem Fenster rein kann die Sonne nur in einen gewissen Bereich reflektiert werden, durch die Umlenkung über (mehrere) Verteilerpunkte kann man alle Ecken im Zimmer erreichen.
Dafür habe ich verschiedene einfachere und komplexere Konstruktionen gebaut für verschiedene Anwendungsfälle und Szenarien, die ausgetauscht werden können. Normale Spiegel werfen einen Lichtkegel zurück, der, abgesehen von einer leichten Vergrößerung, der Größe des Spiegels entspricht und wenig Lichtintensitätsverlust hat. Ein Wölbspiegel verteilt das Licht auf eine deutlich größere Fläche als er selbst hat, allerdings mit deutlich geringerer Lichtintensität.
Wölbspiegel eignen sich also, wenn man eine großflächige leichte Aufhellung erreichen will und normale Spiegel, wenn man punktuell viel Licht will. Man kann als Verteiler auch ganz andere Konstruktionen anbringen, um beliebige Lichtspiele zu erzeugen.
Der Tag
Morgen, 7:00-9:00
Ich kann mich von der Sonne wecken lassen und meinen Kaffee in der Sonne trinken. Wenn ich ausschlafen wollte, könnte ich die Spiegel so ausrichten/programmieren, dass die Sonne für meine Pflanzen genutzt wird.
Tag, 11:00-19:00
Ich kann Sonne im Bad haben und Sonne im Flur wenn ich in die Wohnung komme. Ich kann Sonne beim Kochen oder Essen haben, hell als Spot oder verteilt über den Wölbspiegel.
Der lange Zeitraum, in dem man Sonne an den Südwestfenstern einfangen kann, gibt Gelegenheit, um an weitere Lichtspiele zu denken und sie zu testen.
Abend, 20:00-21:00
Und Abends kann man alles in warmem Endlicht erleben.