Lichtplaner entwickeln zukunftsweisendes Konzept für Grundschule

Mit 1 000 Lux zu höherer Lernleistung

Lichtplaner aus Hamburg entwickeln zukunftsweisendes Konzept für Grundschule

Für eine Grundschule in Clenze (Niedersachsen) haben Lichtplaner von Peter Andres aus Hamburg ein ausgewogenes Tages- und Kunstlichtkonzept entwickelt. Bild: Rainer Erhard
Für eine Grundschule in Clenze (Niedersachsen) haben Lichtplaner von Peter Andres aus Hamburg ein ausgewogenes Tages- und Kunstlichtkonzept entwickelt. Bild: Rainer Erhard

Untersuchungen zeigen: In Schulen oder Büros, die mit einem ausreichend hohen Tageslichtanteil ausgestattet sind, verbessert sich die Konzentration. Architekten bzw. Lichtplaner haben aber gerade an Schulen nur selten die Möglichkeit, von Anfang an die Nutzung des Tageslichts optimal zu planen – meist wird in alten Gebäuden unterrichtet und es bleibt bei Sanierungsprojekten. Anders bei einer Schule in Clenze (Niedersachsen).

Die energetische Überprüfung der Astrid-Lindgren-Schule ergab, dass die Sanierung die gleichen Kosten wie ein Neubau verursachen würde. So war schnell klar: Es wird neu gebaut. Neben dem Verzicht auf feste Klassenräume – nun durch Lernlandschaften ersetzt – lag der Fokus auf einem ausgewogenen Tages- und Kunstlichtkonzept.

Dafür wurden Lichtplaner von Peter Andres in Hamburg engagiert. Lichtplanerin Katja Schiebler ist im Büro Andres auf die Planung der Integration zwischen Tageslicht und Kunstlicht spezialisiert und erläutert: „Das neue Lernkonzept löste die starre Sitzordnung auf und die klassische Tafel wird mit einer Vielzahl von Unterrichtsmedien ergänzt, die spezifische Anforderungen an die Beleuchtung stellen. Wir sind auf diese verschiedenen Lernsituationen eingegangen und konnten so jederzeit optimal beleuchtete Lernplätze schaffen – und vor allem vergleichbare Voraussetzungen für alle Schüler mit wohltuendem, lernorientiertem Licht.“

Mit diesem Projekt bewerben sich die Lichtplaner nun um den Deutschen Lichtdesign-Preis 2019, der auf die zunehmende Bedeutung des Lichtdesigns in der Architektur aufmerksam macht.

Empfohlene Beleuchtungsstärke von 300 Lux „absoluter Mindestwert“

Tageslicht kurbelt die Ausschüttung von Botenstoffen wie z.B. Serotonin an und fördert so unsere geistige Leistungsfähigkeit. Gerade im Winter ist es aber häufig schwer, sich die biologisch notwendige Lichtportion abzuholen. Licht, das sich am Tagesrhythmus orientiert und relativ hohe Beleuchtungsstärken aufweist, kann Schülern dabei helfen, Merkfähigkeit, Konzentration und auch das allgemeine Wohlbefinden zu verbessern. Professionell geplantes Licht kann zudem den circadianen Rhythmus sowie hormonell biologische Vorgänge im Körper unterstützen und positiv beeinflussen.

Für Klassenräume wird nach DIN EN 12464-1 eine Beleuchtungsstärke von 300 Lux empfohlen. Katja Schiebler: „Dieser Normwert sollte jedoch als absoluter Mindestwert z.B. in den Morgen- und Abendstunden verstanden werden. Wir streben tagsüber – orientiert am natürlichen Tageslichtverlauf – immer eine höhere Beleuchtungsstärke von mindestens 1 000 Lux über die Mittagszeit in der Mischung aus Kunst- und Tageslicht an, um der biologischen Wirksamkeit genüge zu tragen.“ Dafür wurde vor allem die Tageslichtsituation im Gebäude optimiert und die geplante Dreifachverglasung der Fenster weitgehend verworfen und nur an der Nordfassade umgesetzt.

Modifizierte Standardleuchten in einer „Schwarmstruktur“

„Für uns ist eine Tageslichtuntersuchung unerlässlich, denn wir lieben Tageslicht!“, sagt Arne Hülsmann, der im Büro Andres auf Tageslichtplanung spezialisiert ist.

Zum Einsatz kommt bei der Tageslichtuntersuchung ein künstlicher Himmel, mit dem sich der Sonnenlauf jedes beliebigen Ortes der Erde simulieren lässt. Über 1 000 Leuchtstofflampen mit Tageslichtqualität stellen das diffuse Licht des Himmelsgewölbes dar. Die künstliche Sonne und eine in den Boden integrierte Drehbühne ermöglichen die automatisch gesteuerte Sonnensimulation.

Auf Grundlage dieser Untersuchung wurde für die Grundschule ein konkretes Kunstlichtkonzept entwickelt, bei dem auf die unterschiedlichen Tageslichtsituationen im Raum Rücksicht genommen wurde. Als Ergebnis wurden die Leuchten in einer „Schwarmstruktur“ angeordnet, die sich an den Stellen, an denen das Tageslicht weniger Einfluss auf den Raum nimmt, verdichtet. An den Fensterfronten, an denen das natürliche Licht vorherrscht, löst sie sich dagegen langsam wieder auf.

Als Designelement wurden die gewählten Standardleuchten („Light Fields evolution“ von Zumtobel) modifiziert. Die sehr einfache Formgebung der Lichtkörper wurde durch ein kostengünstiges Designelement, einen dynamisch geformten farbigen Holzrahmen, ergänzt und in verschiedene Richtungen gedreht. So wird die Anmutung eines „Schwarms“ unterstützt und das Licht farbig an die Decke reflektiert. Katja Schiebler: „Dies gibt dem Lichtkonzept noch eine weitere gestalterische und funktionale Ebene, da jede Lernlandschaft ihre eigene Form, Farbe und Anmutung bekommt und so dem Schüler bei der Orientierung hilft.“

Wege zum richtigen Licht

Die verwendete Beleuchtung erzielt eine Lichttemperatur von 4000 K, da diese bei den genutzten Lichtmengen am Tage am angenehmsten wirken und eine förderliche Arbeitsatmosphäre schaffen. Soll Licht ganztags biologisch wirksam sein, gelten laut Katja Schiebler diese drei Regeln:

  • Planen Sie mindestens eine Gesamtlichtmenge von 1000 lx über mindestens 3 h am Tag, orientiert am natürlichen Tageslichtverlauf und eine tageslichtähnliche Farbtemperatur von ca. 4000K, inkl. dem biologisch wirksamen blauen Bereich, ein.
  • Das Licht sollte möglichst über große, leuchtende Flächen abgegeben werden und zudem über den oberen Halbraum ins Auge fallen.
  • Optimal ist eine dynamische Anpassung der Farbtemperatur und Beleuchtungsstärke entsprechend dem Tageslichtverlauf. Vermeiden Sie hohe Beleuchtungsstärken und kühle Lichtfarben in den späten Abendstunden, um den Nachtschlaf entsprechend zu unterstützen.

Kaum ein anderer Faktor beeinflusst unser Leben so sehr wie das natürliche Sonnenlicht. Das gilt nicht nur für Aktivitäten in der Natur, sondern auch für den Aufenthalt in Gebäuden. Besonders Schülerinnen und Schüler benötigen viel Tageslicht und frische Luft in der optimalen Kombination. Arne Hülsmann rät bei der Konzeption, unter anderem Folgendes zu beachten:

  • Alle Räume müssen mit einer sehr guten Tageslichtversorgung und entsprechenden Sonnen- und Blendschutzmaßnahmen geplant werden.
  • Eine ausreichende Tageslichtversorgung kann z.B. neben Seitenlichtern insbesondere auch durch Oberlichter geschaffen werden. Reicht dies nicht aus, muss über Materialien, Raumgeometrie, evtl. zusätzliche Tageslichtsysteme und dann über ergänzendes Kunstlicht nachgedacht werden.
  • Auch Außenbereiche attraktiv gestalten – dann werden die Pausen gerne draußen verbracht.
  • Künstliche Beleuchtung sollte ergänzend zugesteuert werden können, die erforderlichen vertikalen Beleuchtungsstärken für Tafeln/Whiteboards sollten blendfrei erzeugt und flimmerfrei sein.

Architekten: ralf pohlmann : architekten

Lichtplaner: Peter Andres

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