Tageslicht-Lenksysteme für die natürliche Belichtung von Räumen

Tageslicht-Lenksysteme

Licht bis in die Tiefe

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Viel Tageslicht und hohe Beleuchtungsstärken sind in Innenräumen einerseits wünschenswert, dürfen aber andererseits nicht zu Blendung, harten Schlagschatten oder dunklen Zonen fern der Fenster führen. Die planmäßige Streuung und Verteilung des Tageslichts kann abhängig von der Raumnutzung Teil der architektonischen Herausforderung sein.

Anforderung:

Tageslicht und gleichmäßige natürliche Belichtung im Inneren bei gleichzeitigem Hitze- und Blendschutz

Lösung:

Tageslichtstreuung und -verteilung mittels Jalousien, Folien, Kapillarsystemen oder schaltbaren Verglasungen


Markus Hoeft

In Bürogebäuden mit relativ großer Raumtiefe gelten die fensternahen Arbeitsplätze als besonders wertvoll und werden oft von höherrangigen Mitarbeitern beansprucht. Umgekehrt haben die fensterfernen Plätze das Stigma der geringeren Hierarchiestufe, weil sie dunkler sind und nur wenig oder keinen Ausblick bieten.

Das Phänomen stellt sich oft stillschweigend ein, ohne besondere Verabredung zwischen den Kollegen; die zugrunde liegende Gruppendynamik wird man mit Architektur allein kaum vollständig verhindern können. Im Sinne einer hierarchiearmen und, wenn man so will, demokratischen Büronutzung lassen sich jedoch die objektiven Tageslichtverhältnisse in der Fläche zumindest angleichen.

Tageslicht gezielt lenken

Dazu wird eine Tageslichtplanung benötigt, die neben den klassischen Problemen des Hitze- und des Blendschutzes auch die Tageslichtverteilung berücksichtigt. Während man bei Hitze und Blendung vor allem mit einem Zuviel an Licht- und Wärmestrahlung zu kämpfen hat, muss man sich paradoxerweise gleichzeitig mit dem zu geringen Tageslichteinfall in der Tiefe der Fläche auseinander setzen.

So werden in unmittelbarer Nähe der Fenster tagsüber Beleuchtungsstärken von 2 000 bis 5 000 lx erreicht. Zum Vergleich: Bildschirmarbeitsplätze sollen 500 bis 750 lx bei einer Grundbeleuchtung der Umgebung von mindestens 300 lx erreichen. Die genannten Beleuchtungsstärken direkt am Fenster sind also ein guter Wert, der jedoch mit zunehmender Entfernung stark abfällt. Nach Empfehlungen in der Literatur sollten ab 4 bis 5 m Entfernung von den Fenstern keine Arbeitsplätze mehr eingerichtet werden, sofern keine andere Tageslichtquelle als eben diese Fenster existiert.

Jalousien und Großlamellen

Lässt sich diese Forderung nicht einhalten, kann eine Lichtleitung über die Decke erwogen werden. Zum Beispiel mit Jalousien, die primär als einfache und wirtschaftliche Lösung für die Verschattung dienen, heute aber auch schon bei vielen Herstellern mit lichtlenkender Funktion angeboten werden. Die einzelnen Horizontallamellen weisen dann eine spezielle Form auf und sind gegebenenfalls zusätzlich reflektierend beschichtet. Sie können im herabgelassenen Zustand so gedreht werden, dass die Lichtstrahlung nicht direkt in den Raum fällt, sondern von den Lamellen zur Decke geleitet wird und von dort diffus in den Raum zurückstrahlt. Das Sonnenlicht wird sozusagen an die Decke geschaufelt, was die Beleuchtung in der Raumtiefe verbessert.

Der Grundwiderspruch einer Jalousie-Lösung kann damit gemindert, wenn auch nicht gelöst werden: Dem erwünschten Blendschutz in Fensternähe bei herabgelassener Jalousie steht in der Regel die unerwünschte Verdunklung in Fensterferne und der weitgehende Verlust der Aussicht aus dem Fenster gegenüber.

Günstiger im Sinne der Transparenz und der Aussicht sind Großlamellen, die vor die Fassade montiert werden und neben ihrer Funktion auch eine prägnante architektonische Aussage ermöglichen. Doch auch hier gilt wie bei den Jalousien: Lamellen sind in erster Linie Sonnenschutzeinrichtungen, die gegebenenfalls zusätzlich lichtlenkende Funktion übernehmen können. Die wirtschaftlichste Lösung sind sicher starre Großlamellen, für die Lichtlenkung bringen jedoch bewegliche und automatisch mit dem Sonnenstand veränderliche Lamellen den deutlich größeren Effekt.

Folien- und Kapillarsysteme

Die Intensität des Tageslichts ändert sich nicht nur in der Tiefe des Raums, sondern ebenso markant im Gang der Tages- und Jahreszeiten. Dadurch tritt einen weitere Variante des Phänomens vom Zuviel und Zuwenig auf: An lichtarmen, bewölkten Tagen, etwa im Herbst, ist jedes einzelne Lux Tageslicht zu begrüßen, das über die Fenster für den Raum gewonnen wird. Gerade umgekehrt kann es bei Hochdruckwetterlagen sein – vor allem natürlich im Sommer, aber durchaus auch im Winter. Dann gelangt unter Umständen Licht in sehr hohen oder sogar extremen Beleuchtungsstärken in den Raum, bei denen das Sehen anstrengend wird und Kontraste schwer zu erkennen sind. Einfache blickdichte Behänge für die Verschattung verbessern in solchen Situationen zwar den Sehkomfort, reduzieren aber auch die Aussicht und erzeugen gegebenenfalls ein Gefühl von Eingesperrtsein und unangenehmer Dunkelheit am helllichten Tag.

Abhilfe können Foliensysteme schaffen, die den Lichteinfall reduzieren, dabei aber den Ausblick bewahren. Je nach Raumnutzung und Blendschutzanforderung sind unterschiedliche Lichttransmissionen wählbar sowie matte Außenseiten, die irritierende Reflexionen verhindern. Anwendungsgebiete können beispielsweise die Tower von Flughäfen oder andere speziell für die Beobachtung des Äußeren vorgesehene Räume sein, ebenso Bildungs- und Vortragsräume, in denen Projektoren eingesetzt werden.

Die Transparenz bewahrende Folien lassen sich außerdem in farbiger Ausführung für eine bestimmte Lichtstimmung im Raum einsetzen oder mit lichtleitenden Funktionen ausstatten, um das Tageslicht wie oben für Jalousien beschrieben über die Decke in die Tiefe des Raums zu leiten.

Eine andere Möglichkeit der intelligenten Tageslichtnutzung stellen Kapillarsysteme dar, bei denen Kapillarplatten in den Scheibenzwischenraum von Isolierglas integriert sind. Sie verbessern die Lichtverhältnisse durch gleichmäßiges, tief in den Raum gestreutes Tageslicht. Bei optimaler Anordnung der Kapillarelemente in der Fassade kann eine blendfreie Ausleuchtung ohne harte Schlagschatten erreicht werden, wenn die Transmissionswerte der Elemente individuell auf die Anforderungen abgestimmt werden. Die durchdachte Mischung von kapillaren und klassisch transparenten Flächen ermöglicht darüber hinaus den freien Ausblick und erzeugt spannungsvolle Gegensätze des Durchsehens und Durchscheinens.

Elektrochrome Verglasungen

Einen völlig anderen Ansatz der Tageslichtplanung erlauben schaltbare Verglasungen, die vor allem auf die zeitliche Veränderung des Lichts mit dem Sonnenstand reagieren können. Hinter schaltbarem Glas steckt die Idee, Ansichts- und Durchsichtseigenschaften von Verglasungen durch Anlegen einer elektrischen Spannung zu verändern, sodass sich zum Beispiel die Transparenz oder die Durchlässigkeit für Sonnenstrahlung variabel an die jeweilige Situation und die jeweiligen Anforderungen anpassen. Glas wird damit von einem unveränderlichen Bauelement zu einem dynamischen Bestandteil der Architektur.

Schaltbares Glas ist ein Oberbegriff, der verschiedene Anwendungsmöglichkeiten veränderlicher Verglasungen umfasst, in denen jeweils andere Eigenschaften geschaltet werden. Für die gezielte Beeinflussung von Lichtdurchlass und Gesamtenergiedurchlassgrad in Fassaden sind vor allem elektrochrome Gläser interessant. Zwischen Verbundscheiben befinden sich dabei elektrisch leitende transparente Folien sowie hauchdünne elektrochrome Beschichtungen. Durch das Anlegen einer Spannung von nur wenigen Volt kommt es in diesem Aufbau zu einem Ionenaustausch, durch den sich die Beschichtung einfärbt. Dabei verändert die Verglasung ihre Licht- und Gesamtenergiedurchlässigkeit, behält jedoch die Durchsichtigkeit. Oder anders formuliert: Aus farbneutralem Glas wird mit einem einfachen Schaltvorgang Sonnenschutzglas – und umgekehrt, denn der Ionenaustausch lässt sich auch wieder „zurückschalten“.

In vielen Systemen können verschiedene Stufen der Einfärbung und damit des Sonnenschutzes geschaltet werden, sodass die Verglasungen sehr individuell und flexibel an die äußeren Bedingungen angepasst werden können: Hohe Lichttransmission bei geringer Sonneneinstrahlung ist ebenso möglich wie minimale Durchlässigkeit bei intensiver Besonnung. Das Umschalten geschieht allmählich und kann bis zu 15 min dauern. Diese zeitverzögerte Reaktion vermeidet abrupte Veränderungen und sorgt für allmähliche, fast unmerkliche Übergänge in der Tageslichtstimmung.


Beleuchtungsstärken

In unmittelbarer Nähe der Fenster werden tagsüber Beleuchtungsstärken von 2 000 bis 5 000 lx erreicht. Mit zunehmender Entfernung fällt dieser Wert stark ab.

Ein Raum ohne Tageslichtlenksysteme sollte nicht mehr als 4 bis 5 m Raumtiefe und Arbeitsplätze nur in Fensternähe aufweisen.

Bildschirmarbeitsplätze sollen 500 bis 750 lx bei einer Grundbeleuchtung der Umgebung von mindestens 300 lx erreichen.


Mehr zum Thema

  • bba-Fachbeitrag: Gleichmäßig blendfreie Tiefenausleuchtung für ein Multifunktionsgebäude in Wien

www.hier.pro/bba1215-tiefenausleuchtung

  • Grundlagenseminar zum Thema Tageslichtplanung beim ift Rosenheim

www.hier.pro/seminar-tageslichtplanung



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