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Dez

Die Bedeutung schaltbarer Gläser für die Umsetzung der neuen Tageslichtnorm

Fachartikel

Bereits 1935 erhielt mit der DIN 5034 ein deutsches Normenwerk Gültigkeit, das die Innenraumbeleuchtung mit Tageslicht zum Inhalt hatte. Erstaunlicherweise folgt mit der EN 17037:2018 „Tageslicht in Gebäuden“ erst mehr als 80 Jahre später eine EU-Norm nach. Auf Basis neuester Erkenntnisse gibt sie Empfehlungen zur Tageslichtversorgung in Innenräumen und widmet sich darüber hinaus den Themen Aussicht, Besonnung und Blendschutz. Schaltbare Sonnenschutzgläser wie Halio Glas leisten dank ihrer intelligenten Steuerung einen wichtigen Beitrag zu moderner Tageslichtplanung.

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Die Funktionalisierung des Tageslichts

Vor rund 100 Jahren gelangte das Licht in den Fokus der Architektur. Unter dem Motto „Licht, Luft und Sonne für alle“ sagte man den beengten, städtischen Wohnverhältnissen den Kampf an. (Tages-)licht war vor allem eine Dimension der Wohnhygiene. Der gesundheitliche Aspekt beschränkte sich auf die biologische Wirkung des nicht-sichtbaren Sonnenlichts wie infrarotes und ultraviolettes Licht. Man erkannte, dass UV-Licht Keime abtötete und mit Sonnenbädern rückte man Hautkrankheiten, Vitamin-D-Mangel und Rachitis zu Leibe.

In der Frühzeit der Lichtforschung wollte man mit künstlichem Tageslicht der Natur ein Schnippchen schlagen. Die 24-Stunden-Fabrik war geboren. Menschen, Hennen, Pflanzen und andere Lebewesen mussten nur ins richtige – elektrische – Licht gerückt werden, um produktiver zu werden. Heutige Lichtforscher haben dazu aufgrund neuer Erkenntnisse zu den nicht-visuellen Wirkungen des Lichts eine differenzierte Meinung.

Nicht-visuelle Wirkungen als Grundlage für Tageslichtplanung

Ein um die Zweitausenderjahre entdeckter Rezeptor im Auge, der das lichtempfindliche Molekül Melanopsin trägt, hat direkten Einfluss auf unseren zirkadianen Rhythmus, unsere innere Uhr, und hält damit Körperfunktionen wie Immunsystem und Stoffwechsel in Bewegung.

Das Licht beeinflusst uns, abhängig von Kriterien wie Zeitpunkt und Dauer der Lichtexposition, der horizontalen und vertikalen Beleuchtungsstärke sowie dem Lichtspektrum, in vielfältiger Weise. Bekanntlich lässt der hohe Blauanteil im Morgenlicht den Ausstoß des Schlafhormons Melatonin sinken, die Serotoninausschüttung wird angekurbelt, wir werden wach. Kaltweißes, tageslichtähnliches Licht am Abend verzögert die Melatoninproduktion, wir schlafen schlechter ein. Je mehr Zeit wir in Innenräumen verbringen, umso mehr entkoppeln wir uns von unserem natürlichen inneren Zeitplan. Heute weiß man, dass ein Verstellen dieser Uhr das Risiko für bestimmte Erkrankungen steigen lässt.

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Die meisten Eigenschaften natürlichen Lichts können mit künstlichem Licht nachgebildet werden. Warum aber nehmen wir Intensität und Veränderungen des Tageslichts als angenehmer wahr, warum hat es einen so großen Einfluss auf unsere Stimmungen und unterstützt uns dabei, unsere Umgebung ganzheitlich wahrzunehmen und einzuordnen? Von allgemeingültigen Spezifikationen für die dynamische Lichtplanung in Gebäuden sind wir aufgrund der komplexen Wirkmechanismen des Lichts immer noch weit entfernt. Es sind aber Richtungen erkennbar.

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So geben Canazei und andere im Juni 2019 in ihrer Publikation „Human Centric Lighting (HCL): eine Zwischenbilanz“ die Empfehlung, so viel Tageslicht wie möglich einzuplanen, kalt-weißes Kunstlicht mit hohen Vertikalanteilen während des Tages zu ergänzen sowie gegen Abend die Vertikalanteile des Lichts zu reduzieren und Sehaufgaben punktuell zu beleuchten. Tageslicht erhöhe die Toleranzschwelle für höhere Lichtintensitäten beim Nutzer, dieser nehme also visuelle Unbehaglichkeit deutlich später wahr, Tageslicht werde in seiner Lichtqualität höherwertiger eingeschätzt als jede Kunstlichtquelle und darüber hinaus sei Tageslicht die effizienteste Lichtquelle zur Erzeugung erhöhter vertikaler Helligkeiten, stellen die Autoren weiter fest.

Schaltbare Gläser im Spannungsfeld zwischen Licht, Komfort und Energieeffizienz

Je höher der Tageslichteintrag, umso größer ist die Herausforderung, die Balance zwischen Tageslichtversorgung, Besonnung und Wärmeeintrag zu finden. „Der Markt für Tageslichtsysteme ist in den letzten Jahren ungemein kreativ gewesen“, freut sich Robert Jagger, Country Sales Manager DACH bei Halio International, einem belgischen Hersteller von schaltbaren Glas-Systemen.

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„So reagieren dimmbare Verglasungen automatisch auf die Witterung draußen und können bedarfsgerecht programmiert werden. Intelligent vernetzt schaffen Halio Gläser ideale Bedingungen hinsichtlich Sehqualität, thermischer Behaglichkeit und Energieeffizienz“, fährt Jagger fort.

EN 17037 gibt Zielwerte für die Tageslichtqualität

Insbesondere für diese drei Kriterien gibt die EN 17037 Planern und Bauherren die Basis für Zielwerte der Tageslichtversorgung von Innenräumen. Dabei unterscheidet die Norm zwischen den Stufen „Gering“, „Mittel“ und „Hoch“. Sie führt den Begriff Tageslichtzufuhr ein, der nun erstmals die Tageslichtqualität über ein ganzes Jahr bewertet und lokale Wetterdaten in die Berechnung einbezieht. Die einzelnen Stufen sind erfüllt, wenn 50 % der Fläche während 50 % der Tageslichtstunden die jeweilige Ziel-Beleuchtungsstärke erreicht haben und wenn mindestens 95 % der Fläche während 50 % der Tageslichtstunden die minimale Ziel-Beleuchtungsstärke erreichen.

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Auch für die Aussicht aus dem Raum, die Besonnung sowie den Blendschutz wurden drei Empfehlungsstufen von „Gering“ über „Mittel“ bis „Hoch“ festgelegt. Neu ist, dass die Sichtverbindung nach außen der Aufenthaltsort der Nutzer im Raum herangezogen wird und in die Bewertung einfließt, ob Himmel und Erdboden zu sehen sind. Bei der Besonnung wird die Dauer der Sonneneinstrahlung (Minimalempfehlungen von 1,5 h bis 4 h) an einem bestimmten Stichtag bei gleichzeitigem Überschreiten eines minimalen, geografisch unterschiedlichen Sonnenhöhenwinkels berechnet. Die Bezugspunkte liegen in der Fensterebene. Last, but not least, empfiehlt die EN 17037 als Wert für den Blendschutz die Daylight Glare Probability (DGP), also die Wahrscheinlichkeit, mit der eine Person durch Licht geblendet wird. In die DGP-Simulation fließen Kennzahlen wie vertikale Beleuchtungsstärke am Auge, Leuchtdichte, sowie Raumwinkel und Position der Blendquelle ein.

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Nur «Verglasungen mit geringer Transmission» oder «elektrochrome Verglasungen», die im gedimmten Zustand nur noch eine sehr geringe Lichttransmission erlauben, werden neben herkömmlichen Beschattungssystemen als geeigneter Blend- und Sonnenschutz empfohlen.

Auch, wenn die Minimalanforderungen für die Tageslichtversorgung in der EN 17037 sehr niedrig festgelegt wurden – selbst an einem trüben Wintertag trifft draußen im Freien noch eine Beleuchtungsstärke von 3000 lx auf unser Auge – ist sie doch Ausdruck der Tatsache, dass die Tageslichtplanung weiterhin an Bedeutung gewinnt.

Lichtmanagement ist Sonnenschutz plus Komfort plus Energieeffizienz

Ungetönt weisen Halio Gläser einen Lichtdurchlassgrad von 65 % auf, mit einem Farbwiedergabeindex von 97 % im klaren Zustand sind sie komplett farbneutral und zeigen auch bei fortschreitender Grauabtönung weder einen unnatürlichen Blaustich noch Raster oder sprunghafte Verläufe auf. In weniger als drei Minuten können Halio Gläser auf einen minimalen Lichtdurchlassgrad von 2 % gedimmt werden, das Halio Glas-System ist mit Abstand das derzeit schnellste am Markt. Abhängig vom Glasaufbau erreichen Halio Gläser Ug-Werte von bis zu 0,6 W/(m2K). „Die Halio Steuerung hält den Tageslichteinfall automatisch auf einem Optimum und kann daher bis zu 22 % der Kosten für Klimatisierung und Heizung einsparen“, erklärt Marketingleiterin Katia Hansen. Halio empfiehlt sich somit für alle nachhaltigen Bauprojekte, egal ob nach Passivhaus-, Minergie-, BREEAM oder LEED-Standard.

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HALIO dynamisches Glas ist die Zukunft der Fassade. Eine moderne Fassade regelt sich automatisch, beinhaltet einen dynamischen Sonnenschutz, bietet eine perfekte Wärmedämmung und natürliche Lüftung, alles in einer schlanken Konstruktion.
Durch die präzise fließende Tönung des Glases macht HALIO die Fassade noch intelligenter und leistungsfähiger, Smart Buildings noch smarter.

Den hohen Automationsgrad gewährleistet die Halio Cloud. Sie kommuniziert mit allen gängigen Gebäudeautomationssystemen und kann wahlweise über Apps, Sprachassistenten oder dezentrale Bedienpanels angesprochen werden. „Die Halio Cloud ist bestens für die Anwendung der EN 17037 gerüstet“, ergänzt Hansen. Wir können sowohl individuelle Vorlieben als auch geografische Lage, Ausrichtung der Fassaden und Witterungsbedingungen in unsere Tageslichtmanagement einfließen lassen.“

halioglass.eu/de

Bilder und Grafiken: Halio

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