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5. August 2014 Autor: Bert Barkhausen
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Grundlagen: Energie sparen mit Tageslicht - Lichtkonzepte mit Dachoberlichtern

Bei Energieeinsparungen steht neben einer dichten Gebäudehülle auch die Nutzung von Tageslicht zunehmend im Fokus. Denn Tageslicht steht als kostenlose Licht- und Energiequelle zur Verfügung, sodass durch transparente Flächen ein nennenswertes Einsparpotenzial zu erzielen ist. Praxisbeispiele zeigen, dass sich der Einsatz von modernen und gut isolierten, in das Dach integrierten Lichtkuppeln, Lichtbänder und Dachoberlichtern – als Teil eines ausgeklügelten Beleuchtungskonzepts – sowohl bei Neu- als auch Bestandsbauten innerhalb weniger Jahre rentiert.

Der Beitrag wurde im Juni 2017 auf Aktualität überprüft und von der Redaktion ergänzt.

Natürliches Tageslicht hilft Energie zu sparen und schafft eine angenehme Raumatmosphäre. (Abb. Jet-Gruppe)Natürliches Tageslicht hilft Energie zu sparen und schafft eine angenehme Raumatmosphäre. (Abb. Jet-Gruppe) Neben der Gebäudehülle und der Anlagentechnik für Beheizung, Warmwasserbereitung und Lüftung werden in Nichtwohngebäuden nach DIN V 18599 auch die Kühlleistung und der Energiebedarf für die Beleuchtung bewertet. Teil 4 der Norm erlaubt die Beurteilung aller Energiemengen, die für die Beleuchtung von Gebäuden notwendig sind. Dabei wird auch die Tageslichtversorgung berücksichtigt. Je mehr Tageslicht zur Beleuchtung eingesetzt wird, desto geringer ist der Vollbetriebszeitfaktor (fv) für die künstliche Beleuchtung. Wird das natürliche Licht optimal genutzt, kann der Energieverbrauch für die Beleuchtung von Bürogebäuden während der üblichen Nutzungszeiten im Vergleich um bis zu 75 % reduziert werden.

Ab einer Raumtiefe von etwa 4,5 m liefern Fenster in der Fassade nicht mehr ausreichend Tageslicht, um auch die hinteren Raumbereiche auszuleuchten. Hier sind andere Beleuchtungskonzepte notwendig.
Eine intelligente Tageslichtanalyse und -planung bietet, auf lange Sicht betrachtet, erhebliche Energieeinsparpotenziale. Gleichzeitig ist die Lichtgestaltung ein wichtiger Faktor für konzentriertes Lernen und effektives Arbeiten, denn Tageslicht beeinflusst in einem erheblichen Maße das menschliche Wohlbefinden und die Leistungsfähigkeit. Es wirken Helligkeiten, Lichtrichtungen und -farben unterschiedlich stimulierend. Hinzu kommt die Dynamik, die sich in den tageszeitlichen Veränderungen der genannten Faktoren widerspiegelt. Diese Erkenntnisse finden in der Architektur durch den Einsatz von Glaselementen in Flachdachbauten zunehmend Berücksichtigung. Als Tageslichtelemente oder auch Dachoberlichter gelten dabei zum Beispiel Lichtkuppeln und -bänder sowie Flachdach-Tageslichtsysteme.

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Artikelnummer: cci31427

Kommentare (2):

Nutzung des Tageslichts durch Glasflächen ist einerseits eine schöne und interessante Sache. man sollte allerdings nicht nur die Energieeinsparung bei der Beleuchtung berücksichtigen, sondern auch daran denken, dass durch die erhöhte Wärme-/Kühllast im überdachten Bereich berücksichtigen. Je nach Nutzung des belichteten Raumes kann daraus eine erhebliche Kältemaschinenleistung entstehen, die über dem Einspareffekt bei der Beleuchtung liegen kann.
Ich habe bei der Beurteilung einer Glasüberdachung eines Innenhofs in einer KITA erfahren, dass bei Sonneneinstrahlung im Sommer die Temperatur unter der Verglasung bis auf etwa 50 °C ansteigt. Diese Temperatur stellt sich dann auch fast in den angrenzenden Räumen ein. Eine nachträglich vorgesehene innen liegende Beschattung durch weiße Segel hat keine nennenswerte Änderung gebracht. Die Temperatur ist trotzdem unterhalb der Glasfläche im Raum. Auch eine großzügige natürliche Lüftung des überdachten Raums hat keine nennenswerte Besserung gebracht.
Die Wärmeabführung durch eine maschinelle Raumkühlung ist viel zu teuer. Die Wärmeabführung durch eine mechanische Lüftung erfordert eine zu hohe Luftmenge und damit auch wieder eine hohe mechanische Kälteleistung. Sinnvoll erwies sich eine Folie auf der Dachfläche, durch die die Sonneneinstrahlung reduziert wird. Die Folie ist allerdings nur bedingt haltbar und teiweise bereits nach 4 Jahren zu ersetzen. Due Glasfläche wird dabei aber trotzdem heiß. Als beste Lösung ergab sich der Einsatz einer teildurchsichtigen Beschattung durch fest montierte Alu-Lamellen, die einen Abstand von etwa 8 bis 10 cm von der Glasdachfläche haben. Die Glasfläche wird dabei nicht mehr direkt durch die Sonnenbestrahlung erwärmt. Der Wärmeeintrag in den Raum ist erheblich reduziert. Diese Lamellen sind wetterbeständig und langlebig.
Anton Tienes 07.08.2014
Die Schilderungen kann ich absolut nachvollziehen. „Da wo Licht ist, ist in diesem Fall auch Wärme“ – gerade dort, wo das Zenitlicht genutzt werden kann, was bei Tageslichtprodukten für das Flachdach der Fall ist. Um die Anforderungen der EnEV und der darin enthaltenen DIN 4108-2 "Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden - Mindestanforderungen an den Wärmeschutz" bzgl. des sommerlichen Wärmeschutzes erfüllen zu können, bieten wir zum Beispiel Verschattungssysteme als Zubehör an. Diese liegen bei den planebenen Glaselementen außerhalb der Konstruktion und sind zudem hinterlüftet. Der Eintrag durch Strahlungsenergie wird so verringert und Wärmestau verhindert. In Kombination mit einer Steuerung können Verschattungs- und Lüftungskomponenten dem Nutzerwunsch entsprechend gesteuert werden. Mit Hilfe von Sensoren für die Innen- und Außentemperatur sowie den Lichteintrag und Windgeschwindigkeit kann dies automatisiert oder manuell erfolgen. Für unsere Lichtkuppeln oder Glasprodukte mit einem Lichtkuppelaufsatz setzen wir aus konstruktiven Gründen optional innenliegende Verschattungssysteme ein. Diese sind in ihrem Wirkungsgrad nicht ganz so effektiv, in Kombination mit einer Lüftungseinrichtung zur Abfuhr von Stauwärme jedoch ein geeignetes Mittel um ein akzeptables Raumklima zu erhalten. Wir sind überzeugt davon, dass unser Portfolio auf diese Weise einen Beitrag für einerseits eine Wohlfühlatmosphäre und andererseits für eine positive Energiebilanz leisten kann. Entscheidend ist die Auswahl geeigneter Produkte, die entsprechend auf die Gebäudekonzeption und die Nutzung eines Gebäudes abgestimmt sind.

Bert Barkhausen, Jet Tageslicht & RWA GmbH
11.08.2014

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