Tageslicht

Wenn es um gesundes und ökologisches Bauen geht, ist die Versorgung der Innenräume mit Tageslicht ein wichtiger Aspekt. Der Mensch hat sich über viele Jahrtausende an die Lichtverhältnisse im Freien angepasst. Wir nutzen Veränderungen von Farbe, Einfallsrichtung oder Intensität des Lichts für unsere zeitliche und räumliche Orientierung. Licht beeinflusst auch unsere Gesundheit. Erhalten wir zu wenig Tageslicht, hat dies Einfluss auf eine Reihe von unseren Körperfunktionen (Siehe Literatur unten).

Neubau Bundesstrafgericht in Bellinzona: Minergie-P-ECO

Tageslichtnutzung im Raum
Das Tageslicht setzt sich aus Himmelslicht und Sonnenlicht zusammen. Unter Himmelslicht versteht man die leuchtende Himmelshalbkugel und unter Sonnenlicht den sichtbaren Teil der Sonne selbst. Das sichtbare Licht (Wellenlängen zwischen 380 und 780 Nanometer) ist nur ein kleiner Teil der gesamten, ständig präsenten elektromagnetischen Strahlung. Das Tageslicht ändert seine Helligkeit, Richtung und Farbe je nach Tages- und Jahreszeit, geografischer Lage und Bewölkung.

Wichtige Kriterien für die Planung

Die wichtigsten Faktoren, die die Tageslichtnutzung beeinflussen. Quelle: Fachbuch Gesund und ökologisch Bauen mit Minergie-Eco, Gugerli/Lenel/Sintzel

Durch die optimale Nutzung des Tageslichts entstehen helle und freundliche Räume, was sich positiv auf die Gesundheit der Nutzenden auswirkt. Tageslicht steigert das Wohlbefinden und die Konzentrationsfähigkeit und ermöglicht die Synchronisation der inneren Uhr. Dabei gilt es, den optimalen Fensteranteil an der Fassade auszuloten. Zu viele Fenster können zu Blendung, hohem Wärmeverlust im Winter oder Überhitzung im Sommer führen. Ein zu kleiner Fensteranteil erhöht hingegen den Energiebedarf für die Beleuchtung.

Ausreichende Tageslichtversorgung
Gemäss vielen Bauordnungen wird ausreichende Tageslichtversorgung erreicht, wenn die lichtdurchlässige Fläche (z. B. Fenster, Türen, Dachoberlichter) mindestens 10% der Raumgrundfläche beträgt. Für Räume mit höheren Sehanforderungen wie Büros oder Schulzimmer soll von einem etwa doppelt so hohen Anteil ausgegangen werden. Dabei spielen die Position der Fenster im Raum, die Verschattung, die Lage des freien Horizonts und weitere Faktoren eine wichtige Rolle. 
Bei Bürogebäuden liegt die optimale Tageslichtverfügbarkeit bei etwa 75% der Betriebszeit eines Gebäudes. Das heisst: Im Schnitt kann während drei Viertel des Arbeitstages auf Kunstlicht verzichtet werden. Eine gute Tageslichtversorgung kann gerade hier erheblich Strom sparen.

Tageslicht im Planungsprozess
Es ist in erster Linie die Architektur, die über die Tageslichtnutzung entscheidet. Wesentlich sind hier Gebäudeausrichtung, Fensterart, -anordnung und -grösse, Verglasungseigenschaften (Tau-Wert) sowie Innenraumreflexion. Es gibt verschiedene Methoden und Faustregeln für eine erste einfache Abschätzung der Tageslichtnutzung – eine einfache grafische Schätzmethode ist zu finden im Fachbuch «Gesund und ökologisch Bauen», Seite 51.

Messgrössen und Nachweis
Die ausreichende natürliche Belichtung aller Hauptnutzungsräume soll während der Planung abgeklärt und nachgewiesen werden. Mit einem Tageslichtnachweis kann die Tageslichtqualität in typischen Räumen eines Gebäudes mit den folgenden Messgrössen nachgewiesen werden: 

  • Tageslichtquotient (TQ)
  • Tageslichterfüllungsgrad (TEG)

Der Nachweis kann für Minergie-ECO mit einem der folgenden Instrumente geführt werden:

Entscheidend für den Nachweis ist der Tageslichterfüllungsgrad. Die Anforderungen von Minergie-Eco sind: Tagelicht muss in den Hauptnutzungsräumen während mindestens 50% der Nutzungszeit verfügbar sein. Zudem muss nachgewiesen werden, dass der Flächenanteil von Räumen ohne ausreichende Tageslichtverfügbarkeit weniger als 20% der gesamten erfassten Fläche beträgt (bei Modernisierungen: 35%). 

Beleuchtungsstärke, Tageslichtquotient, Tageslichterfüllungsgrad
Die Beleuchtungsstärke (Einheit: Lux) beschreibt den flächenbezogenen Lichtstrom, der auf ein Objekt trifft. Im Freien entstehen tagsüber vergleichsweise hohe Beleuchtungsstärken. Im Sommer werden bei sonnigem Wetter bis zu 120 000 Lux erreicht – 20 000 Lux sind es noch bei bedecktem Himmel. Selbst an einem trüben Novembertag gibt es noch etwa 10 000 Lux. Tageslicht steht also ausreichend zur Verfügung – es muss nur zielgerichtet in die Innenräume geleitet werden.

Der Tageslichtquotient (TQ; Einheit: %) ist das Verhältnis zwischen Beleuchtungsstärke im Raum und der Beleuchtungsstärke im Freien bei gleichmässig bedecktem Himmel. Er setzt sich aus dem Himmelslichtanteil DV, dem Außenreflexionsanteil DC und dem Innenreflexionsanteil Di zusammen. Der Tageslichtquotient für Rohbauöffnungen wird noch durch den Transmissionsgrad der Verglasung, die Abminderungsfaktoren für Fensterrahmen und Fenstersprossen sowie für Verschmutzung reduziert. 

Zusammensetzung des Tageslichtquotienten. Quelle: Fachbuch «Gesund und ökologisch Bauen mit Minergie-Eco», Gugerli/Lenel/Sintzel

Der Tageslichterfüllungsgrad (TEG, auch Tageslichtautonomie bzw. Tageslichtverfügbarkeit; Einheit: %) ist ein Kennwert für die Verfügbarkeit von Tageslicht. Er entspricht dem Prozentsatz der belegten Zeit, während der eine der Raumnutzung entsprechende minimale Beleuchtungsstärke im Raum allein durch Tageslicht erreicht wird.

Gesetzliche Vorgaben und Standards
Die gesetzlichen Vorgaben und Standards zum Tageslicht gewinnen auch in der Schweiz an Bedeutung. 

  • Die Norm SIA 387/4 «Elektrizität in Gebäuden – Beleuchtung» (2017) hat die Norm SIA 380/4 abgelöst. Sie gibt je nach Raumnutzung minimale Beleuchtungsstärken vor.
  • Die neue europäische/schweizerische Norm SN/EN 17037 «Tageslicht in Gebäuden» definiert Minimalwerte zu Tageslichtversorgung, Aussicht, Besonnung und Blendschutz.
  • Gemäss Artikel 15 der 3. Verordnung zum eidg. Arbeitsgesetz (ArGV3) sollen Arbeitsräume ausreichend mit Tageslicht versorgt sein. Zusätzlich müssen die Lichtverhältnisse auch den Sehanforderungen angepasst sein. Das betrifft etwa die Gleichmässigkeit der Ausleuchtung, die Blendung, die Lichtfarbe und das Farbspektrum.
  • Die Berechnungen für Minergie sowie Minergie-ECO basieren auf der Norm SIA 387/4 «Elektrizität in Gebäuden - Beleuchtung». Das darin enthaltene Verfahren zur Berechnung der Beleuchtungs-Volllaststunden bildet die Grundlage für das Tageslicht-Tool von Minergie-ECO.
  • Die Norm SIA 112/1 «Nachhaltiges Bauen – Hochbau» thematisiert die Bedeutung von Tageslicht unter dem Kriterium 1.4.2 «Optimierte Tageslichtverhältnisse, gute Beleuchtung».
  • Der Standard Nachhaltiges Bauen (SNBS 2.0) fordert im Kriterium 106 «Visueller und akustischer Komfort» eine Tageslichtbewertung nach Minergie-ECO.


Weitere Literatur