Die Kraft der Sonne

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Text: Katja Neumann, 31.07.2009


Auf das Tageslicht kann und will niemand verzichten. Es beeinflusst unseren Biorhythmus ebenso nachweislich wie unsere Stimmung und unser Befinden. Tageslicht besitzt zudem ein relativ gleichmäßiges Spektrum, wodurch Gegenstände in ihren natürlichen Farbwerten erscheinen. Die Herausforderung an architektonische Lichtlösungen besteht also darin, das Tageslicht optimal auszunutzen ohne dabei Nachteile wie Wärmeentwicklung in Kauf nehmen zu müssen. So arbeiten verschiedene Beleuchtungshersteller bereits seit einiger Zeit an Tageslichtlösungen und -systemen für den Innen- und den Außenbereich, die erstaunliche Möglichkeiten zu Tage fördern.

Die Internationale Energieagentur IEA hat herausgefunden, dass 19 Prozent des weltweiten Stroms für Beleuchtung verbraucht werden. Entsprechend hoch ist also der Beitrag, den intelligente Lichtlösungen zum Klimaschutz leisten können. Moderne Tageslichtsysteme ermöglichen schon heute optimierte Lichtdurchlässigkeit bei verglasten Gebäuden. Andere Systeme verbessern die Innenraumbeleuchtung durch eine intelligente Einbindung des Tageslichts und die Automatisierung durch Zeituhren oder Anwesenheitssensoren.

Die Vorteile von Tageslicht

Generell wird in der Architektur dem Tageslicht ein großer Stellenwert eingeräumt. Der Einsatz von Glasfassaden und -dächern erfreut sich ungebrochener Beliebtheit bei Architekten und Bauherren. Wenn allerdings vermehrt Tageslicht zur Beleuchtung genutzt wird, steigen auch die Anforderungen an den Sonnenschutz eines Gebäudes oder den Blendschutz für die Arbeitsbereiche. Ausgehend von einer lichttechnischen Betrachtung transparenter Fassadenbereiche hat der Traunreuter Hersteller Siteco gemeinsam mit dem Innsbrucker Lichtplaner Prof. Christian Bartenbach in den letzten zwanzig Jahren Systemkomponenten entwickelt, die als transparenter Sonnenschutz und als lichtlenkendes Bauteil die Vorteile des Tageslichts, wie Farbzusammensetzung oder Energieeinsparung, nutzen und zugleich die Nachteile, wie die Blendung oder die Raumaufheizung im Sommer, weitgehend kompensieren. Schließlich ist die Wärmeeinstrahlung bei einer Dachverglasung etwa fünf Mal stärker als die durch ein Seitenfenster.

Sonnenschutz und Blendungsreduktion durch intelligente Tageslichtsysteme

So nutzen die Tageslichtsysteme optische Gesetzmäßigkeiten wie Reflexion, Transmission und Brechung, um das direkte Sonnenlicht auszublenden und nur das weniger energiereiche, diffuse Tageslicht gezielt in den Innenraum zu lenken. Dies ermöglichen verschiedene Systeme, abhängig vom Verwendungszweck und den Eigenschaften des Gebäudes. Das bewegliche Prismensystem beispielsweise ist ein transparenter Sonnenschutz für Fassaden und Glasdächer, der allerdings nur eingesetzt werden kann, wenn das Sonnenlicht zumindest auf einer Ebene rechtwinklig auf die Prismenplatte trifft. Da die Sonne im Tages- und Jahresverlauf ihre Position natürlich ständig verändert, muss das Prisma also dem Sonnenstand entsprechend nachgeführt werden. Dazu berechnet ein Kleincomputer mit astronomischer Genauigkeit die jeweilige Sonnenbahn und richtet die Einzelfelder auf den idealen Winkel aus. Um auch bei bedecktem Himmel ein Maximum an diffusem Tageslicht in den Innenraum lenken zu können, wird das Prismenelement in eine horizontale Position gefahren.

Ein anderes System arbeitet mit Mikro-Sonnenschutzrastern: Das in Isolierglaseinheiten eingebaute Raster besteht aus mit hochreflektierendem Reinstahlaluminium verspiegelten Quer- und Längslamellen und bildet eine feine Netzstruktur von Lichtöffnungen. Die Längslamellen verlaufen von Ost nach West, die Öffnungen des Rasters sind nach Norden gerichtet. Aufgrund der besonderen Form der Lamellen wird nun die von Süden auftreffende, direkte Sonneneinstrahlung reflektiert, das intensive Zenitlicht und das aus den übrigen Richtungen eintreffende Tageslicht wird dagegen fast ungehindert in den Innenraum geleitet.
Um besonders hohen licht- und klimatechnischen Anforderungen gerecht zu werden, entwickelte Siteco das Mikro-Sonnenschutzraster weiter zu einem kombinierten Sonnenschutz- und Blendschutzsystem namens „CombiSol“. Während also das Mikroraster durch eine speziell geformte Wabenstruktur die direkte Sonnenstrahlung reflektiert und damit ein Aufheizen des Raumes vermeidet, sorgt der Blendschutz für eine Rundum-Blendungsbegrenzung und zugleich für eine gleichmäßige Ausleuchtung des Raums. Dazu wird das Tageslicht nur in einem bestimmten, engen Winkelbereich durchgelassen, sodass die Blendwirkung der Glasfläche auf ein für Bildschirmarbeitsplätze entsprechendes Maß reduziert wird.

Auf Tageslicht abgestimmtes Kunstlicht

Mit Tageslichtsystemen kann das natürliche Licht also in optimalem Umfang genutzt werden ohne dass unangenehme Nebeneffekte wie Wärme und Blendung auftreten. Dennoch kann in Innenräumen selbstredend nicht vollständig auf Kunstlicht verzichtet werden. Aber auch hier existieren bereits Systeme, die das Tageslicht nutzen und Kunstlicht nur bei Bedarf oder auf die Tageslichtmenge abgestimmt einsetzen. Der Hersteller Zumtobel beispielsweise schafft das mit dem Lichtsteuerungssystem Luxmate und dem „Humanergy Balance“-Konzept. Das Konzept verfolgt den Ansatz, dass Lichtlösungen im Gleichgewicht mit Umwelt, Energie und den Bedürfnissen des Menschen sein müssen. Intelligent gesteuerte Lichtlösungen können zum Beispiel wechselnde Lichtszenarien oder Lichtfarben generieren, gesteuert auch in Abhängigkeit vom Tageslicht, der Anwesenheit und Uhrzeit. Neben der Abstimmung auf den biologischen Rhythmus des Menschen – eben durch ein möglichst hohes Maß an Tageslicht und die zeitweise Beleuchtung durch kaltweiße Lichtfarben, welche die Aktivität erhöhen können – sind vor allem auch Energieeinsparungen von bis zu 80 Prozent im Vergleich zu herkömmlichen Standardlösungen möglich.

So wenig wie möglich, so viel wie nötig

Ein Praxisbeispiel dafür ist die Beleuchtungslösung mit dem Lichtsteuerungsprogramm Luxmate Emotion von Zumtobel, das kürzlich im Münchner Ingenieurbüro Hausladen installiert wurde. Das in das Gebäude einfallende Tageslicht reichte nicht aus, um die nötige Helligkeit an den Arbeitsplätzen zu garantieren. Da jedoch auf die optimale Nutzung des Tageslichts seitens des Kunden besonderen Wert gelegt wurde, wurde das Luxmate-System installiert, welches nur so viel Kunstlicht hinzu steuert, wie es für eine optimale Arbeitsplatzbeleuchtung notwendig ist und welches stets dynamisch an den realen Tageslichtverlauf angepasst ist. Zudem können über eine intelligente Software und ein Touchpanel bis zu 16 Lichtstimmungen ausgewählt werden.

Und so ist es gut zu wissen, dass moderne Architektur und der großflächige Einsatz von Glas inzwischen bestens zu vereinbaren sind – sowohl mit der Umwelt als auch mit den Bedürfnissen der Menschen, die in den Gebäuden leben und arbeiten.



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