Tageslicht ganzheitlich planen

(26.10.2006) Die gezielte Tageslichtplanung von Innenräumen stellt für Architekten und Planer nicht immer ein einfaches Unterfangen dar. Viele Fragen stellen sich: Welche Beleuchtungsstärke benötigen die zukünftigen Nutzer der Innenräume? Führt ein "Plus" an Tageslicht zu einer unerwünschten Aufheizung der Gebäude? Lassen sich die Energiekosten zur Kühlung minimieren? Eine Studie des österreichischen LichtLabors Bartenbach im Auftrag von Glas Trösch zeigt, dass bei einer ganzheitlichen Tageslichtplanung viele Faktoren zu berücksichtigen sind. Neben der Ausrichtung des Gebäudes und der Wahl des passenden Kombi-Glasprodukts sollte auch ein geeigneter Hitzeschutz in die Planung miteinbezogen werden. Denn das Zusammenwirken von Hightech-Gläsern und verschiedenen Blendschutzsystemen hat jeweils andere Beleuchtungsergebnisse im Inneren des Gebäudes zur Folge.

Licht ist maßgeblich für das Wohlbefinden des Menschen. Natürliches Licht scheint dabei Kunstlicht überlegen zu sein, denn ein Mangel an Tageslicht kann die Leistungsfähigkeit erheblich senken und sogar Krankheiten wie Depressionen oder Rachitis auslösen. Trotz der Bedeutung des Tageslichts für die Gesundheit des Menschen besitzen die relevanten Normen für die Tageslichtplanung bisher jedoch nur Richtliniencharakter. Während die deutsche Norm DIN 5034 Teil 1 bis 6 die "Innenraumbeleuchtung mit Tageslicht" als gegeben beschreibt, wenn der Anteil des Tageslichts - der so genannte Tageslichtquotient - auf einer horizontalen Bezugsebene im Mittel wenigstens 0,9 Prozent, also 90 Lux beträgt, regelt die europäische Norm EN 12464-1 die benötigte Tageslichtmenge weniger genau: "Tageslicht kann die Beleuchtung einer Sehaufgabe ganz oder teilweise übernehmen. Wie diese Tageslichtlösung umgesetzt wird, liegt in der Freiheit des Planers." Experten wie das österreichische LichtLabor Bartenbach gehen in ihren Empfehlungen viel weiter: Für einen Computerarbeitsplatz halten sie 200 bis 400 Lux (TQm 2 bis 4 Prozent) für optimal, für Gruppenräume empfehlen sie 300 bis 400 Lux und für Werkstätten sogar 600-800 Lux.

Studie zur Tageslichtausbeute bei verschiedenen Kombi-Glaslösungen

Die von Glas Trösch beauftragte Tageslichtstudie untersuchte anhand eines definierten Standardraumes verschiedene Tageslichtlösungen an der Fassade. Das "Musterbüro" verfügt über eine Grundfläche von 4,50 (Stirnseite) mal 5,50 Meter (Längsseite) und eine Raumhöhe von drei Metern. Die Fensterhöhe beträgt zwischen der einen Meter hohen Betonbrüstung und Decke entsprechend zwei Meter. Die Reflexionsgrade von Boden, Wand und Decke wurden mit 30, 50 und 80 Prozent festgelegt. Häufig stellt sich bei der Ausbeute von Tageslicht für die Beleuchtung von Gebäuden die Frage nach einem effizienten Blendschutz. Zum primären Sonnen- und Blendschutz gehören die Ausrichtung des Gebäudes, die Anordnung des Arbeitsplatzes, die Stellung der Blenden und die Lichttransmission des Glasproduktes. Vorrichtungen wie Außenjalousien oder Lamellen, die außen am Gebäude angebracht sind, zählen zum sekundären Sonnenschutz. Der tertiäre Blendschutz wird durch innen liegende Vorrichtungen wie Rollos, Jalousien oder auch Screens gewährleistet und raumseitig angebracht.

Bei der Tageslichtberechnung wurden folgende drei Varianten betrachtet:

• Glasfassade ohne Blendschutz (Bild)
• Glasfassade mit innen liegendem Blendschutzsystem (halber Screen, Bild)
• Glasfassade mit außen liegendem Blendschutzsystem (Lamellen, Bild)

Diese Varianten wurden jeweils für ein Isolierglas mit 80, 50 und 20 Prozent Lichttransmission berechnet. Dies entspricht Gesamtenergiedurchlassgraden (g-Werten) von 15 bis 60. Das heißt, dass von der aufheizenden Sonnenenergie nur 15 bis 60 Prozent hindurch gelassen werden. Für alle Berechnungen wurde eine horizontale Beleuchtungsstärke von 10.000 Lux zugrunde gelegt. Dies entspricht einem mittleren Tageslichteinfall bei bedecktem Himmel.

Das Ergebnis: Bei der Variante ohne Blendschutz (Bild) erzielt eine Verglasung mit einer 80-prozentigen Lichttransmission einen Tageslichtquotienten (TQm) von cirka 6,4 Prozent - also 640 Lux - und liegt damit deutlich über der Norm. Bei einer Lichttransmission von 50 Prozent verringert sich dieser Wert bereits auf cirka 4,0 Prozent, und bei 20 Prozent Lichttransmission liegt dieser bei nur noch ungefähr 1,6 Prozent. Bereits bei dieser Variante wird deutlich, dass die Verwendung einer Verglasung mit einer Lichttransmission von 20 Prozent zwar noch die Norm erfüllt, die Empfehlung der Lichtplaner von zwei bis vier Prozent für einen Computerarbeitsplatz aber unterschritten wird.

Beim Einsatz des innen liegenden Blendschutzes, der nur die untere Hälfte der Verglasung abdeckt (Bild), bleibt der Arbeitsplatz am Fenster blendfrei. Dagegen profitiert der gesamte Raum von der Lichttransmission, die durch die ungeschützte obere Fensterhälfte eindringt. Entsprechend positiv fällt der Tageslichtquotient aus: Bei 80 Prozent Lichttransmission im Isolierglas liegt er bei ungefähr 3,3 Prozent, bei 50 Prozent immerhin noch bei cirka 2,3 Prozent. Sogar die Verglasung mit 20 Prozent Lichttransmission übertrifft mit einem TQm von cirka 1,8 Prozent noch die Norm.

Für den außen liegenden Blendschutz wurde eine Lamellenlösung gewählt (Bild), die bei der Berechnung waagerecht gerichtet wurde. Die Ergebnisse bei bedecktem Himmel dokumentieren eine stärkere Tageslichtreduktion als bei den innen liegenden Lösungen. Der Tageslichtquotient sinkt in den drei Kategorien (80, 50, 20 Prozent Lichttransmission bei der Verglasung) von cirka 3,0 über 1,9 auf ungefähr 0,8 Prozent.

Kombi-Gläser als integraler Bestandteil der Tageslichtplanung

Die Studie zeigt, dass Architekten und Planer bei einer ganzheitlichen Tageslichtplanung unterschiedliche Aspekte berücksichtigen müssen. Neben der Ausrichtung des Gebäudes ist auch die Wahl des passenden Glases entscheidend. Hier lediglich Lichttransmission und Hitzeschutz gegenüberzustellen, greift sicherlich zu kurz. Denn eine hohe Tageslichtausbeute kann einen schlechten Hitzeschutz zur Folge haben. Glashersteller wie Glas Trösch bieten beispielsweise mit dem neuesten Sonnenschutzglas SILVERSTAR COMBI Neutral 70/35 ein hoch selektives Produkt an, das sich neben einer hohen Lichttransmission auch durch einen optimalen Hitzeschutz im Sommer und eine effiziente Wärmedämmung im Winter auszeichnet. "Mit unserem Kombi-Glas lassen sich sogar bei bedecktem Himmel und ohne zusätzliches Kunstlicht optimale Beleuchtungsstärken für Arbeitsplätze erzielen. Die so gewonnene Tageslichtausbeute sowohl in Fensternähe als auch im Rauminnern übertrifft die Empfehlung der Lichtexperten deutlich", sagt Bruno Gygax, der bei Glas Trösch als Mitglied der Gruppenleitung für SILVERSTAR-Beschichtungen verantwortlich zeichnet.

Mit Blick auf die unterschiedlichen Blendschutzsysteme lässt sich feststellen, dass auch diese differenziert zu bewerten sind: Sorgt der innen liegende halbe Screen für ein Plus an Tageslicht im Rauminneren, so ist der außen liegende Blendschutz als Hitzeschutz effektiv. Tageslichtplanung ist eine planerisch komplexe Aufgabe, die fachliche Beratung durch Spezialisten erfordert.