Tageslicht & Kunstlicht

"optimale Lichtnutzung in der Architektur"

Tageslicht beeinflusst vor allem das Empfinden sowie die Behaglichkeit von Menschen. Daher kommt es auf die Dosierung von Tageslicht in Räumen an und wie natürliches Licht flexibel variiert werden kann. Je nach Nutzungsanforderung der Räume muss ein bestimmter Wert (Lux-Wert) an Tages- und/oder Kunstlicht erreicht werden. Um Tageslicht optimal nutzen zu können, muss man einige Faktoren beachten, wie z.B. den Sonnenstand am Tag, die jeweilige Sonneneinstrahlung über das Jahr gesehen und den jeweiligen Sonneneinstrahlungswinkel, sowie den Sonneneinfall. Die Ausrichtung der einzelnen Fassaden und in welchem Maße die Umgebungsbebauung durch Verschattung den Einfall des Tageslichts beeinflusst, ist ebenfalls in die Planung mit ein zu kalkulieren.

Tageslicht

Tageslicht

Herausforderungen des Tageslichts

Herausforderung Tageslicht

Tageslicht ist nicht nur zeitlich beschränkt, sondern auch saisonal abhängig. Das bedeutet dass es nicht ohne weiteres zu jeder Zeit zur Verfügung steht.

Dazu kommt dass innen liegende Räume oder Zonen zu wenig bis gar kein Tageslicht erhalten, da der Lichtabfall exponentiell abfällt je weiter man sich vom Fenster entfernt. Das hat zur Folge, dass Arbeitsplätze im optimalen Fall in unmittelbarer Nähe zu Fenster oder Fensterflächen angeordnet werden müssen oder durch eine künstliche Lichtquelle dauerhaft beleuchtet werden müssen.

Bei der Anordnung der Arbeitsplätze an Fenster oder Fensterflächen muss die Gefahr der Blendung bei direkter Sonneneinstrahlung berücksichtigt werden.

Es kommt bei der Tageslichtnutzung vor allem auf das richtige Maß an natürlichem Licht an, das geschickt genutzt und eingesetzt werden kann, ohne eine Überhitzung der Innenräume oder eine anhaltende Blendung an Arbeitsplätzen zu erzeugen.

Im Winter ist Tageslichteinfall kürzer und somit auch die solare Wärme, was zur Folge hat, dass der Bedarf an Heizenergie und Strombedarf steigt.

Durch eine gleichmäßige Verteilung des Lichts im Raum, zum Beispiel durch Tageslichtlenksysteme, kann man diese Situation optimieren.  

 

Lichttechnische Größen

Lichttechnische Größen

Übersicht

Absorption
Absorption ist der Teil der Sonnenstrahlung, der vom Bauteil aufgenommen  wird und das Gebäude erwärmt.
Transmission ist der Teil der Sonnenstrahlung, der durch das Bauteil hindurch gelangt.
Reflexion
Reflexion ist der Teil der Sonnenstrahlung,  die vom Bauteil  zurückgeworfen wird.
FC Wert
Der Fc-Wert wird auch als Abminderungsfaktor bezeichnet. Er ist abhängig von der Wirksamkeit des Sonnenschutzes in Verbindung mit der Sonneneinstrahlung.
Der g-Wert ist der Gesamtenergiedurchlasswert (gtotal), der die eintretende Sonnenenergie bezeichnet. Der g-Wert wird wie folgt berechnet: gtotal= g*fc
Regeln zur Nutzung

Regeln zur Nutzung

Tageslicht allgemein

Belichtung von mehreren Seiten eines Raumes, so dass bei Sonnenschein kein elektrisches Licht benötigt wird.
Belichtung durch Oberlichter um Räume ohne Tageslicht natürlich zu belichten.
Mit einer rein weiß gestrichenen, breiten Fensterbank lässt sich der Tageslichtquotient im hinteren Raumteil um rund 10% verbessern.
OK Fenster möglichst hoch! Rolladenkasten, Überhang Fenster verhindern Lichteinfall bis zu 30 %!
Der Rahmen eine Fensters beträgt ca. 30 %. Verwendet man Fenster mit schmaleren Fensterprofilen, kann man eine Verbesserung um bis zu 75 % erreichen.
Der Tageslichteinfall kann durch eine Verbreiterung der Fenster verbessert werden.
Helle Raumfarben optimieren die Tageslichtnutzung.
Die Farbe ist entscheidend je mehr Licht auf eine Wand, den Boden oder die Decke fällt, zwecks Reflexion, Lichtverteilung, etc.

Regeln zur Nutzung

Arbeitsplatz

Tageslicht Arbeitsplatz
Arbeitsplätze sind optimalerweise in weniger als 5 m Entfernung vom Fenster anzuordnen.
Natürliche Arbeitsplatzbelichtung erfolgt am günstigsten von links.
Breite Fenster verbessern den Tageslichteinfall. Bei Bürobauten bietet es sich an eine Fensterband vor zu sehen.
Am Arbeitsplatz ist es wichtig zu beachten, dass die Blickrichtung zur Arbeitsoberfläche senkrecht zum Lichteinfall situiert ist.
Der Blick nach außen ist für jeden Menschen essentiell und ist ein Faktor des Wohlbefindens und der Behaglichkeit.
Sonnenlicht

Sonnenlicht

Übersicht

Großflächige Verglasungen sind im Winter von großem Vorteil, da sie den Heizwärmebedarf erheblich senken. Im Sommer allerdings kann dies zum Nachteil sein, da die Gefahr der Überhitzung der Räume hinter den Fassaden besteht. Zur Vorbeugung ist ein sinnvoller Sonnenschutz notwendig. Der Anspruch an den Sonnenschutz liegt darin, dass er der Überhitzung vorbeugen soll, aber dennoch den Tageslichteinfall gewährleistet.

Man unterscheidet zwischen innen liegendem und außen liegendem Sonnenschutz, sowie zwischen feststehendem und beweglichem Sonnenschutz. Um den Bedarf an Sonnenlicht variieren zu können, ist es sinnvoll einen beweglichen Sonnenschutz an zu bringen.

Vor- und Nachteile

von Sonnenschutzsystemen

Tageslicht dient als kostenfreier Energie- und Lichtlieferant. Elektrische Energie kann dadurch eingeschränkt und eingespart werden. Natürliches Licht enthält doppelt so viel Lichtstrom als jegliche künstlich erzeugte Lichtquelle und ist für das physische Wohlbefinden des Menschen unersetzlich. Zudem ist es perfekt auf den Sehapparat des Menschen abgestimmt.

Durch Sonnenschutzsysteme kann ein großer Teil der CO² Emissionen verringert und Energie für Heizungssysteme, künstliche Beleuchtung  und Klimaanlagen eingespart werden. Die Sonnenschutzvorrichtung können die Strahlen durch unterschiedliche Weisen reflektieren, weiterleiten oder absorbieren.

Bei einem innen liegenden Sonnenschutz fallen die Sonnenstrahlen unkontrolliert ein und heizen die Luft auf, welche in Wärmeenergie umgewandelt wird.

Nach Möglichkeit sollte der Sonnenschutz einen hohen Reflexionsgrad des Materials aufweisen. Die Problematik hierbei besteht darin, dass die Sonneneinstrahlung durch die Verglasung komplett hindurch dringen kann und somit die komplette Wärme in das Gebäude transmittiert wird. Im Winter kann so der Auskühlung der Gebäude vorgebeugt werden.

Ein außen liegender Sonnenschutz lässt Tageslicht dosiert einfallen, ist aber der Witterung ausgesetzt und fungiert mehr als ein Blend- und Sichtschutz.

Eine innen liegende Sonnenschutzvorrichtung muss daher die Wärme wieder nach außen reflektieren, um einer Überhitzung entgegen zu wirken. Bei einem außen liegenden Sonnenschutz wird die Sonneneinstrahlung bereits vorher abgefangen und kann nur teilweise bzw. kontrolliert durch die Verglasung dringen. Der Einsatz von künstlicher Beleuchtung kann durch einfache Maßnahmen um bis zu 70 % verringert werden, beispielsweise durch hochreflektierende Jalousien im Innenraum. Im Außenraum beispielsweise kann dies durch eine Außenraffstoreanlagen erreicht werden, die durch intelligente Tageslichttechnik das Licht in das Gebäude lenken und dennoch von innen für den Menschen als Sonnenschutz und als Blendschutz dienen. Am günstigsten erweist sich ein fest installierter Außen- und Innenreflektor, der genau auf den Sonneneinstrahlwinkel ausgerichtet und abgestimmt ist, sodass er den Lichteinfall mit Wanderung des Sonnenstands steuert. Auch die Kühllast, die zur Kompensation der Abwärme künstlicher Beleuchtung aufgebracht werden muss, verringert sich durch den Einsatz intelligenter Sonnenschutzsysteme.

fc-Werte

Sonnenschutz

Der FC-Wert ist der Energieabminderungsfaktor. Er bestimmt bei Sonnenschutzanlagen den Abminderungsfaktor des einfallenden Lichts und somit den Energieertrag aus solarer Energie und den Grad der Verschattung. Beispielsweise der Wert 0,25 zeigt, dass noch 25 % der Sonnenenergie ins Innere gelangen können.

Sonnenschutzvorrichtung Abminderungsfaktor

innen liegend

weiß oder reflektierende Oberfläche 0,75
helle Farbe oder geringe Transparenz 0,8
dunkle Farbe oder höhere Transparenz 0,9

außen liegend

drehbare Lamellen, hinterlüftet 0,25
Jalousien und Stoff mit geringer Transparenz 0,25
Jalousien allgemein 0,4
Rollläden, Fensterläden 0,3
Vordächer, Loggien, freistehende Lamellen 0,5
Markisen 0,4 — 0,5

Brise Soleil

Brise Soleil

Der Brise Soleil ist ein fest vor der Fassade montierter Sonnenschutz. Die feststehenden Lamellen des Sonnenschutzes werden aus Aluminium, Kunststoff, Holz oder gefärbtem Glas hergestellt.

Vorteile

Der Sonnenschutz kann ein prägendes Element der Architektur und Gestaltung des Gebäudes sein.

Nachteile

Dieser Sonnenschutz ist nicht flexibel nutzbar und nur zu bestimmten Zeiten voll wirksam.

Eckdaten

fc-Wert: 0,30
geeignet für: Wohnungsbau, Bürogebäude
Hersteller: Warema

Isolierglas

integrierter Sonnenschutz

Zwischen den Glasscheiben wird ein Holz-, Kunststoff- oder Aluminiumraster eingelegt; dieses ist geschützt vor der Witterung und kann elektrisch bedient werden, ähnlich eines Rollos.

Vorteile

Sonnenschutz ist nicht der Witterung ausgesetzt und liegt trotzdem nicht komplett im inneren des Gebäudes.

Nachteile

Der Wartungsaufwand ist sehr hoch, da immer das gesamte Fenster ausgebaut werden muss.

Eckdaten

fc-Wert: 0,20
geeignet für: Wohnungsbau
Hersteller: Stabil, Glastec

Jalousien

Die Jalousien werden innenseitig am Fenster angebracht. Sie bestehen aus horizontal verstellbaren Lamellen die manuell oder auch motorisch bedient werden können.

Vorteile

Jalousien sind günstig in der Anschaffung. Sie sind einfach, und auch nachträglich einfach zu montieren. Die Bedienung ist einfach.

Nachteile

Durch den innen liegenden Sonnenschutz, droht im Sommer ein Überhitzung, da die Sonnenstrahlung in den Raum eindringen kann. Die Jalousien verschleißen schnell.

Eckdaten

fc-Wert: 0,64
geeignet für: Wohnungsbau
Hersteller: Reflexa

Lochblechfassade

Bei Lochblechfassaden handelt es sich um eine vorgehängte Fassade, die wie eine zweite Haut des Gebäudes fungiert. Sie können aus verschiedenen Materialien bestehen, wie z.B. Edelstahl oder Cortenstahl.

Vorteile

Durch verschiedene Lochung kann man dem Gebäude einen ganzen eigenen Charakter und Erscheinung geben.

Nachteile

Eine vorgehängte Fassade ist aufwendig in der Montage und Wartung und hat daher auch einen hohen Anschaffungspreis und Wartungskosten.

Eckdaten

fc-Wert: ~0,30 (je nach Lochanteil)
geeignet für: Bürogebäude, Öffentl. Gebäude
Hersteller: Schaefer

Rolladen

Rollläden werden mit dem Rollladenkasten vor der Fassade montiert oder in diese integriert (Einbau-/Aufbaurollladen).Sie bestehen aus gelenkig miteinander verbundenen Stäben, die ein flächiges Bauteil bilden.

Vorteile

Der Rollladen dient nicht nur dem Wärme- sondern auch dem Schallschutz. In der Anschaffung ist es günstig.

Nachteile

Rollläden haben eine hohe Verschleißrate durch Witterungs- anfälligkeit und schwer zu säubern.

Eckdaten

fc-Wert: 0,30
geeignet für: Wohnungsbau, Bürogebäude
Hersteller: Warema

Rollos und Markisen

Dieser Sonnenschutz besteht aus textilen Werkstoffen und kann Innen und Außen montiert werden. Rollos und Markisen wird meist manuell, kann aber auch motorisiert betrieben werden.

Vorteile

Rollos und Markisen lassen sich sehr einfache montieren und bedienen, zudem sind sie günstig in der Anschaffung.

Nachteile

Der Sonnenschutz bietet nur einen schlechter Schutz vor Überhitzung im Sommer, da z.B. Rollos oft innen angebracht werden. Außen angebrachte Markisen sind witterungsanfällig auf Grund des Materials

Eckdaten

fc-Wert: 0,50
geeignet für: Wohnungsbau, Bürogebäude
Hersteller: Velux, Warema

Schiebeläde

Der verschiebbare Sonnenschutz wird in der Regel vor der Fassade montiert. Die Schiebeelemente sind horizontal beweglich auf Schienen angebracht und können vor das Fenster geschoben werden.

Vorteile

Der Nutzer kann das Erscheinungsbild des Hauses individuell verändern. Es ist eine schnelle Anpassung an äußere Bedingungen möglich.

Nachteile

Sonnenschutz meist nur manuell bedienbar; was dazu führt das es im Sommer bei Abwesenheit des Nutzers zur Überhitzung kommen kann.

Eckdaten

fc-Wert: 0,25
geeignet für: Wohnungsbau, Bürogebäude
Hersteller: A.S.T., Nenzing

Oberlichter & Verglasung

Oberlichter & Verglasung

Übersicht

Farbige Sonnenschutzgläser
Geätztes Glas
Holographisch-optische Elemente (HOE)
Kapillarglas zur Lichtstreuung
Bedruckte Structural Glazing Fassaden
Semitransparentes Solarglas
Vorteile von Oberlichtern
Nachteile von Oberlichtern

Farbglas

Farbige Sonnenschutzgläser

Sonnenschutzglas besteht aus edelmetallbeschichtetem Glas oder eingefärbtem Glas. Die Einstrahlung wird dadurch entweder reflektiert oder durch Absorption verringert.

Sonnenschutzwirkungsgrad

Der Wirkungsgrad des Sonnenschutzes ist hauptsächlich vom Nutzer abhängig bzw. vom Nutzerverhalten, da der Sonennschutz meist individuell eingestellt wird je nach Empfinden. Desweiteren ist er abhängig von der Art der Montage, der Hinterlüftung und dem Abstand zur eweiligen Verglasung. Natürlich spielt auch die Art der Verglasung und die Ausrichtung des Baukörper, sowie dessen Nutzung eine große Rolle.

Gesamtenergiedurchlassgrad

Der g-Wert bestimmt die Durchlässigkeit transparenter Bauteile. Damit wird bemessen wie groß der Anteil an solarer Energie ist, der in ein Gebäude gelangen kann und dieses erwärmt. Modernere Sonnenschutzgläser haben einen g-Wert von ca. 0,18 bis 0,48. Die g-Werte von Isolierverglasungen erreichen sogar Werte zwischen 06 bis 0,65.  

Lichtdurchlässigkeit

Sonnenschutzgläser können eine Lichtdurchlässigkeit von 50% und bis zu 70 % erreichen. Diese Werte sind ausreichend um Innenräume mit Tageslicht großzügig belichten zu können, je nach Fensterflächenanteil.

U-Wert von Verglasungen

Sonnenschutzgläser sind Isoliergläser, die mit Wärmedämmung ausgestattet sind. Sie besitzen niedrigere U-Werte. Der Sonnen- und Wärmeschutz werden schon mit dem Einsatz einer Beschichtung erfüllt. Das effizienteste Zweischeibenisolierglas hat einen Ug-Wert von 1,0 W/m²K.

Geäztes Glas

Die Glasoberfläche wird bei dieser Methode geätzt, sandgestrahlt oder geschliffen, um die Verglasung zu mattieren. Somit ist die Durchsichtigkeit nicht mehr vollständig gewährleistet. Meist wird diese Verglasung als Sichtschutzglas verwendet. Einfallendes Sonnenlicht wird an der Oberfläche gebrochen und in diffuses Sonnenlicht umgewandelt, ohne die Lichttransmission zu behindern.

Oftmals verwendet man diese Verglasungen als semitransparente Glaswände  (Bsp. In Bürogebäuden), Duschabtrennungen oder Möbel.

Holographisch-optische Elemente (HOE)

HOE sind im Prinzip extrem  dünne Filmfolien,  die das Licht brechen und in seine Spektralfarben  zerlegen. Es werden aber nur die Lichtstrahlen  gebrochen, die innerhalb eines bestimmten Wellenlängenbereichs einfallen. Eine Lichtstreuung in verschiedene Richtungen kann durch die Überlagerung mehrerer Hologramme erreichst werden. Holographisch-optische Folien werden in Verbundglas oder Glaslamellen eingesetzt. Der Vorteil ist, dass sie vor Witterungseinflüssen geschützt sind. Diese Verglasungssysteme besitzen eine hohe Transparenz und können somit  zu Überhitzungen und Blendungen führen. Daher kommen sie meist an Nordfassaden oder auf stark umbauten Grundstücken zur Ausführung, meist als Oberlicht oder als geeignetes, transparentes Vordach vor Fassadenöffnungen.

Kapillarglas zur Lichtstreuung

Lichtstreuende Verglasungen brechen das einfallende Licht und sorgen somit für eine verbesserte Lichtverteilung im Raum. Sie werden meist im Bereich der Oberlichter eingesetzt. Bei direkter Sonneneinstrahlung hätte diese Art der Verglasung den Nachteil der Blendungen zur Folge. Durch die Kapillareinlage  zwischen den zwei Gläsern und einem zusätzlich einfassenden Glasvlies wird das Licht gleichmäßig verteilt und der Raum optimal beleuchtet.

Problematik

Überhitzungsgefahr,  da das Kapillarglas meist nicht verschattet wird.

Bedruckte Structural Glazing Fassaden

Die Glaselemente fungieren  wie eine vorgehängte Fassade an das Tragsystem des Gebäudes. Weitgehend rahmenlose  Befestigungen, lassen die Fassade filigran und leicht erscheinen. Die Scheiben bestehen aus teilvorgespanntem Verbundsicherheitsglas. Die Bedruckung der Scheiben dient als Sonnen- und Sichtschutz ohne das Fassadenbild zu beeinträchtigen.

Semitransparentes Solarglas

Fassadenintegrierte Solarzellen dienen zur photovoltaischen Stromgewinnung. Einerseits gewährleisten sie den Sonnenschutz und andererseits wandeln sie gleichzeitig die Solarstrahlung  in elektrische Energie um. 

Vorteile von Oberlichter

Überschrift
  • gleichmäßiger Lichteinfall
  • natürliches Licht in unbelichteten oder schwer zu belichteten Räumen
  • keine Verschattung durch Vegeattion oder durch Umgebungsbebauuung
  • Tageslichtmenge bleibt konstant hoch und ist dreimal so hoch wie bei seitlichen   Fenstern
  • Licht fällt je nach Materialität und Lichttransmission nahezu blendfrei ein
  • Fassade und Kubatur des Gebäudes wird nicht beeinträchtigt
  • Räume sind frei möblierbar

Nachteile von Oberlichtern

Überschrift
  • Positionierung der Oberlichter, Belichtung erfolgt nur in oberer Etage
  • Ausnahme: Galerien, Treppenhäuser, etc.
  • kein Sichtbezug nach außen
  • bei hochstehender Sonne entstehen Blendwirkungen und Reflexblendungen (z.B. auf Computerbildschirmen)
  • auch Oberlichter bedürfen eines Sonnenschutzes wegen möglicher Überhitzung
  • eine manuelle Bedienung der Oberlichter erweist sich meist als schwierig
Lichtleitsysteme

Lichtleitsysteme

Übersicht

Lichtlenkung durch Heliostaten
Lichtlenkung durch Lightshelf
Lichtlenkung durch Lichtleitjalousien

Lichtlenkung durch Heliostaten

Heliostaten sind Spiegelsysteme, die durch gezielte und steuerbare Ausrichtung mehr Tageslicht in dunklere Innenbereiche bringen können. Sie passen sich dem Sonnenstand mechanisch an und lenken das Licht durch Oberlichter ins Gebäude.

Somit erhalten tief innen liegende Räume natürliches Licht, obwohl es vom Prinzip her zunächst schwierig erscheint diese optimal natürlich zu belichten.

Vorteile

Die Räume im Gebäude können unabhängig vom Sonnenstand immer konstant ausgeleuchtet werden. Zudem wir der Energieverbrauch gesenkt.

Nachteile

Es ist ein sehr hoher Wartungsaufwand nötig und starker Sonneneinstrahlung kann es zu einer Überhitzung kommen.

Eckdaten

Art Beleuchtung: über Oberlichter
geeignet für: Öffentl. Bauten, Bürogebäude
Hersteller: Lumena

Lichtlenkung durch Lightshelf

Bei einem Lightself handelt es sich um ein waagerecht oder schräg montierte, breite Lamelle aus hochreflektierenden Materialien, die durch ihre Ausrichtung das Licht an die Decke reflektiert im Gebäude.

Vorteile

Mit Hilfe von Lightselfs können auch sehr tiefe Räume durch indirektes Licht von der Decke beleuchtet werden.

Nachteile

Die Sonnenenergie wird trotzdem ins Gebäudeinnere geleitet. Dadurch kann es im Sommer zu einer Überhitzung kommen.

Eckdaten

Art Beleuchtung: durch Fenster
geeignet für: Bürogebäude
Hersteller: Warema

Lichtlenkung durch Lichtleitjalousien

Die Tageslichtleitjalousien sind vergleichbar mit der klassischen Jalousie. Im oberen Bereich der Jalousie sind einige Lamellen so angeordnet das sie das Licht ins Gebäude lenken und dieses beleuchten kann

Vorteile

Mit Hilfe von Tageslichtleitjalousien können auch sehr tiefe Räume durch indirektes Licht von der Decke beleuchtet werden. Aber eine komplette Überhitzung wird durch die normale Jalousie verhindert.

Nachteile

Die Sonnenenergie kann im oberen Bereich des Fensters ins Gebäude eindringen.

Eckdaten

Art Beleuchtung: durch Fenster 
geeignet für: Bürogebäude
Hersteller: Schüco

Kunstlicht

Kunstlicht

Anforderungen an die Visuelle Wahrnehmung

Licht hat einmal die Aufgabe die Allgemeinbeleuchtung  zu gewährleisten und zum anderen hat sie die Aufgabe Raumeindrücke, Atmosphäre und Stimmung zu erzeugen. Kunstlicht beruht auf den Grundlagen und der Vorerfahrungen der Wahrnehmung. Somit kann ein Lichtsystem gleichzeitig als ein Orientierungssystem fungieren. Künstliche  Beleuchtung hat also einen hohen Einfluss auf den Gebrauch von Räumen. ln der Lichtplanung dient Licht als Werkzeug der Architektur um Formen und Kubaturen hervor zu heben oder ab  zu schwächen.  Es hat Einfluss  auf das Wohlbefinden  und die Wahrnehmung  unserer Umwelt. Licht simuliert  unsere Reaktionen durch Abstufung und Variabilität [angenehm, schummrig,  hell, dunkel, etc.].

Definitionen

Definitionen

Lumen, Lux, Candela

Definition Lumen [Lm]

Als Lumen bezeichnet man den Wert des gesamten Lichtstroms im sichtbaren Bereichs, der aus einem Leuchtmittel pro Sekunde austritt.

Defintion  Lux [Lx]

Als Lux bezeichnet man die Beleuchtungsstärke, die pro Quadratmeter auftritt. Somit wird die Helligkeit auf dieser Fläche gemessen. Je größer die Strahlungsmenge/m2, desto größer ist die Beleuchtungsstärke.

Einheit : Lx= Lm/m2

Definition Candela [cd]

Als Candela bezeichnet man den ausgesandten Lichtstrom einer Lichtquelle  bezogen auf einen bestimmten Raumwinkel. Das heißt, Candela misst die Strahlungsleistung pro Raumwinkel. Hier gilt: Die Lichtstärke  ist unabhängig vom Abstand der Lichtquelle. Die Lichtstärke hängt hier lediglich vom Raumwinkel ab.

Beleuchtungsarten

Beleuchtungsarten

Übersicht

Direktes Licht

Gezielte Lichtlenkung  auf Nutzbereiche  direkt im Raum.

Indirekte Beleuchtung

Gezielte Lichtlenkung  auf reflektierende  Flächen. Indirektes Licht ruft einen diffusen Raumeindruck hervor und wirft wenig Schatten. Ein hoher Reflexionsgrad von Decken und Wänden ist sinnvoll um den Energieverbrauch niedrig zu halten.

Akzentbeleuchtung

z.B. durch Deckenaufbauleuchten, Punktlichtquellen Ist die gezielte Beleuchtung von Objekten in einem Raum. Somit werden einzelne Blickpunkte betont und Kontraste hergestellt. Akzentuierte Beleuchtung unterstreicht  die Architektur & die Form , nicht  zuletzt auch durch ihren Schattenwurf.

Allgemeinbeleuchtung

z.B. diffuse Lichtquellen, Langfeldlichtquellen. Das Licht hat keine besondere  Ausrichtung  sonder erhellt  den gesamten Raum. Diese hat zum Nachteil, dass der Raum als monoton wahrgenommen wird und es unter Umständen zu Reflexionsblendungen kommen kann.

Gleichmäßige Beleuchtung von Wänden oder Decken

Diese Art von Beleuchtung dient der optischen Vergrößerung von Räumen. Durch die Verringerung von Schattenwurf und Kontrasten, verjüngt sich der Raum nicht nach hinten, sondern wirkt größer.

Künstliches Licht in Büros

Notwendig um dem Nutzer das nötige Wohlbefinden am Arbeitsplatz zu ermöglichen und die Leistungsfähigkeit zu gewährleisten.

Lux-Werte

Lux-Werte

Übersicht

Richtwerte für Beleuchtungsstärke nach DIN 5035 (Auszug) für die Planung und Ausführung von Beleuchtungsanlagen vorgeschriebene Mindestwerte.

Allgemeine Räume Nennbeleuchtungsstärke Ein — IX
Lagerräume für gleiches oder großes Lagergut 50
Lagerräume mit Suchaufgabe für verschiedenes Lagergut 100
Lagerräume mit Leseaufgabe 200
Bedienungsstand 200
Versand 200
Kantinen. Pausen- und Sanitärräume 200
Liegeräume und sonstige Pausenräume 100
Räume für körperliche Ausgleichsübungen 300
Umkleide-, Wasch- u: Toilettenräume 100
Sanitätsräume 500
Räume für 1.Hilfe und medizinische Betreuung 500
Haustechnische Anlagen und Maschinenräume 100
HA-Räume, Räume mit Energieversorgung und -verteilung 100
Post- oder Fernschreibsteilen 500
Telefonvermittlung 300
   
Verkehrswege und -zonen in Gebäuden
in Abstellräumen 50
in Lagerräumen 50
Gänge in automatischen Hochregallagern 20
für Personen 50
für Personen und Fahrzeuge 100
Treppen und Fahrtreppen 100
geneigte Verkehrswege 100
Verladerampen 100
Automatische Transportbänder und Fördereinrichtungen im Bereich von Verkehrswegen  100
   
Büro- und büroähnliche Räume
Büroräume mit tageslichtorientierten Arbeitsplätzen (ausschliesslich in unmittelbarer Fensternähe) 300
Büroräume allgemein  500
Grossraumbüros mit hoher Reflexion 750
Grossraumbüros mit mittlerer Reflexion 1000
Technisches Zeichnen-Büro 750
Sitzungs- und Besprechungsräume 300
Empfangsräume 100
Räume mit Publikumsverkehr 200
Räume für EDV und PC-Anwendung 500
   
Groß- und Einzelhandel
Verkaufsräume 300
Kassenarbeitsplätze 500
   
Handwerk und Gewerbe
Entrosten und Anstreichen von Stahlbauteilen 200
Vormontage von Heizungs- und Lüftungsanlagen 200
Schlosserei und Klempnerei 300
Kfz-Werkstatt 300
Reparaturwerkstatt für Maschinen und Apparate 500
Radio- und Fernsehwerkstatt 500
   
Dienstleistungsbetriebe
Empfang und Speiseräume in Hotels und Gaststätten 20
Küche in Hotels und Gaststätten 500
Sitzungsräume in Hotels und Gaststätten 300
Selbstbedienungs-Gaststätten 300
Wäscherei und Chemische Reinigung 300
Waschen, Sortieren, Hand- und Maschinebügeln 300
Fleckenentfernen, Kontrolle 1000
Haarpflege, Kosmetik 500-750
   
Turn- und Sporthallen (für die Sportarten beim Training)
Gymnastik und Turnen 200
Leichtathletik 200
Ballspiele, Hockey, Badminton, Tennis 200
Tischtennis 300
Boxen 200
=>beim Box-Wettkampf ist E=1500 lx (nur für den Ring)
Ringen, Gewichtheben, Fechten, Radsport
=> beim Wettkampf gilt die 2-fache Beleuchtungsstärke
200
   
Schul- und Unterrichtsräume (allgemein)  
Vorschulräume 300
Unterrichtsräume allgemein 300
Unterrichtsräume mit Tageslichtquotienten D < 1 % 500
Unterrichtsräume für vorwiegende Abendnutzung 500
Unterrichtsräume speziell für Erwachsenenbildung 500
Unterrichts-Großräume mit hoher Reflexion 750
Unterrichts-Großräume mit mittlerer Reflexion 1000
Pausenbereiche in Außenanlagen (überdacht) 50
Fahrradstände in Außenanlagen (überdacht) 50
   
Schul- und Unterrichtsräume (speziell)
Lehrküchen 500
Werken-, Bastei- und Nähräume 500
Computer- und Schreibmaschinenräume 500
Zeichnen- und Malräume 500
Physik-, Chemie- und Biologieräume 500
Labore und experimentelle Praktikumsräume 500
Technische Zeichnen-Räume 750
Hörsäle mit Fenster 500
Hörsäle ohne Fenster 750
Art der Sehaufgabe Beispiele in der Praxis
Orientierung Verkehrsbereiche, untergeordnete Räume Lagerräume, Korridore in Gebäuden
Einfache Sehaufgaben Produktionsanlagen mit Sehaufgaben gelegentlichen Aktivitäten, Sanitäranlagen, Maschinenräume, Verkehrswege für Fahrzeuge in Gebäuden, Treppen, Förderbänder, Untersuchungs-  und Behandlungsräume
Normale Sehaufgaben Konferenzräume, Turnhallen, Büros, medizinische Einrichtungen (Notdienst), Konstruktions- und Zeichensäle
Schwierige Sehaufgaben Überwachungsorte, technische Zeichnungen, offene Planbüros, offene Planbüros, Montageräume, Teststationen
Sehr schwere Sehaufgaben Montageräume für Kleinbauteile, Vorführfenster

 

Lichttechnische Größen

Lichttechnische Größen

Übersicht

Überschrift
Leuchtmittel ca. Lichtstrom
5W Glühlampe 25 lm
25W Glühlampe 230 lm
40W Glühlampe 415 lm
60W Glühlampe 710 lm
75W Glühlampe 930 lm
100W Glühlampe 1200 lm
7W Energiesparlampe 350 lm
11W Energiesparlampe 600 lm
14W Energiesparlampe 900 lm
20W Energiesparlampe 1200 lm
23W Energiesparlampe 1500 lm
36W T8 Leuchtstoffröhre 2300 lm
58W T8 Leuchtstoffröhre 5200 lm
20W — HV-Reflektor Halogenlampe 930lm
300W — NV-Halogenlampe (Stab) 5000 lm
1W-LED, weiß 18 lm
5,4W-LED, weiß 490 lm
3W-LED-Lampe mit E27-Fassung 240 lm
8W-LED-Lampe mit E27-Fassung 600 lm
8W-LED-Röhre 1100 lm
100W-High Power-LED 8000-9000 lm

 

Lampen und Leuchten

Lampen und Leuchten

Übersicht

Vergleich: Energiesparlampe & Glühlampe

  11 Watt Energiesparlampe 60 Watt Glühlampe (lux)
Stromkosten pro Jahr 2,65 Euro 14,45 Euro
Stromverbrauch pro Jahr 12 Kilowattstunden 65,7 Kilowattstunden
CO2-Emission pro Jahr 7,8 kg 42,4 kg
Lebensdauer der Lampe  10.000 Stunden 1000 Stunden
CO2-Emission über 10.000 Stunden 71,2 kg 387,2 kg
Quecksilbergehalt 2 mg entfällt
Quecksilberemission über 10.000 Stunden bei 42% Kohleverstromung 3,29 mg 8,86 mg

 

Lampenart Güteklasse der Blendungsbegrenzung
  A 1 2 3
  sehr hoch hoch mittel gering
Leuchtstofflampe 20° 10°
Kompaktleuchtstofflampe 20° 15°
Hochdrucklampe mattiert 30° 20° 10°
Hochdrucklampe und Glühlampen klar 30° 30° 15° 10°

 

Simulation

Simulation

Übersicht

Um sich in der Praxis oder auch bereits bei der Planung von Gebäuden die Lichtverhältnisse optimal bestimmen zu können, ist es sinnvoll Simulationsprogramme oder Berechnungen von Tageslichtverhältnissen zur Hilfe zu nehmen. Dadurch kann man einen Raum präzise planen, gestalten und beleuchten, um die Lichtverhältnisse maximal zu optimieren.

Tageslichtsimulation

Tageslichtsimulation

Varianten

Variante 1

Die Variante hat eine Verglasung von 20% und entspricht einem großzügigen Doppelfenster. Auf dem Arbeitsplatz ist es zwar ausreichend hell, aber im Rest des Raumes ist es viel zu dunkel.

Variante 2

Die Variante hat eine Verglasung von 60% und entspricht hier z.B. zwei Doppelfenster mit Oberlichtern. Auf dem Arbeitsplatz ist ausreichend hell, und das Licht kann bis zur Mitte des Raumes eindringen.

Variante 3

Die Variante hat eine Verglasung von 65% und entspricht einen Fensterband auf der gesamten Länge. Das Licht kann so auf der gesamten Breite in den Raum eindringen.

Variante 4

Die Variante hat eine Verglasung von 85% und entspricht einer Verglasung bis unter die Decke und einer Brüstung von 90 cm. Auf dem Arbeitsplatz kommt zu viel Licht im Sommer, sodass hier ein Sonnenschutz dringend notwendig wird.

Fazit

Mit Hilfe von Tageslichtsimulationen kann man bestimmte Situation in der Planungsphase darstellen und kann so seine Planung anpassen.

Kunstlichtsimulation

Kunstlichtsimulation

Varianten

Variante 1

Bei dieser Variante wurden 12 LED Downlight mit je 11W. Sie machen einen gleichmäßig hellen Raum.

Variante 2

Bei dieser Variante wurden 6 abgehängte Pendelleuchten verwendet. Im Bereich der der Arbeitsplätze kommt nur wenig Licht an.

Variante 3

Bei dieser Variante wurden zwei Stehleuchten. Diese geben nach unten einen ein Licht für den Arbeitsplatz und leuchten dann noch nach oben an die Decke um den Raum indirekt zu beleuchten.

Variante 4

Bei dieser Variante wurden 6 Langrasterdecken verbaut. Diese Leuchten können den Raum auch gleichmäßig ausleuchten und sind für das Büro geeignet.

Variante 5

Bei dieser Variante wurden 6 Aufputz Spotlights gesetzt. Diese können den Raum nur punktuell ausleuchten und sind ungeeignet für das Büro.

Fazit

Mit Hilfe von Kunstlichtsimulationen kann man bestimmte Leuchten in der Planungsphase untersuchen und so seine Planung anpassen.

Lichtsimulation

Lichtsimulation

Simulationen

Simulation 1

Es wurde hier eine Kombination von einem geringen Verglasungsanteil und Rasterdecken simuliert. So kann der Raum komplett belichtet werden.

Simulation 2

In dieser Simulation wurde ein hoher Verglasungsanteil mit Downlights kombiniert und eine optimale Beleuchtung zu gewährleisten.

Fazit

Lichtsimulationen sind in der Planungsphase wichtig um Problematiken frühzeitig zu.

Von der Konzeptphase bis hin zur Detailoptimierung steht heute immer mehr eine nachhaltige und ganzheitliche Betrachtung von Architektur im Fokus, um energie- und klimaoptimiert bauen zu können. Hochtechnisierung kann hier nicht Lösung sein, vielmehr müssen die vielen teilweise verloren gegangenen passiven Kräfte mobilisiert und auf aktive Maßnahmen abgestimmt werden. Das Maximum an Behaglichkeit mit einem Minimum an Energie erreichen - ClimaDesign