Erstellung einer Arbeitshilfe „Tageslichtverfügbarkeit“

Tageslicht ist ein elementares Gestaltungsmittel der Architektur. Mit einer guten Belichtung durch Tageslicht kann Energie gespart und eine gesunde Umgebung erzeugt werden. Eine Arbeitshilfe soll Architekten die Tageslichtplanung bei Gebäuden erleichtern.

Ausgangslage

Tageslicht ist ein elementares Gestaltungsmittel der Architektur und garantiert das beste Licht für die meisten Sehaufgaben. Es gibt Orientierung und unterstützt das Gefühl von Sicherheit und Wohlbefinden. Nicht zuletzt veranschaulicht es das architektonische Konzept eines Gebäudes. Mit einer guten Belichtung durch Tageslicht kann Energie eingespart und eine gesunde Umgebung geschaffen werden. Es wird heute als unverzichtbar angesehen.

Üblicherweise liegt die Tageslichtplanung in den Händen der Architekten. Sie legen mit der Fassaden- und Grundrissgestaltung eines Gebäudes auch die Tageslichtöffnungen fest. Folgt aus einer solchen Planung geringes oder störendes Tageslicht, fehlt Architekten oft das Wissen, diesen Mangel zu beheben. Sie sind dann auf die Unterstützung von Lichtplanern oder Bauphysikern angewiesen. Wie kann man also Architekten beim Planen von Tageslicht für Büros unter-stützen, so dass gute Tagesbelichtung entsteht?

Ziel

Ziel des Projektes war die Erstellung einer Arbeitshilfe, um die Tageslichtplanung bei Gebäuden zu erleichtern. Das Handbuch sollte so aufgebaut sein, dass Vergleichsräume leicht gefunden und für das Planen und Entwerfen verwendet werden können.

Mit dem entstandenen Handbuch kann die Qualität der diffusen Himmelsstrahlung und des Sonnenlichts in frühen Planungsphasen von Gebäuden eingeschätzt werden. Darüber hinaus können die Kriterien des Bewertungssystems Nachhaltiges Bauen für Bundesgebäude (BNB) zum visuellen Komfort in Büroräumen leichter erfüllt werden.

Auftragnehmer war Sandra Lorenz von MSc Light and Lighting.

Konzept

Für die Simulation wurden Bürogrundrisse des Bundesbaus verwendet. Allerdings waren diese Vorlagen für eine Forschung zum Tageslicht nicht differenziert genug und mussten abgewandelt werden. Außerdem wurde eine Struktur aufgebaut, mit der die simulierten Referenzräume eingeordnet werden konnten. Das Projekt umfasste die folgenden Bausteine:

1. Kombination der gegebenen Grundrisse mit unterschiedlichen Fassaden, und eine Vielfalt an Räumen zu erhalten.
2. Gliederung des Ordnungssystems nach der Wichtigkeit der Einflüsse auf das Tageslicht.
3. Darstellung der Simulationen für einen Raumvergleich.
4. Formulierung praktischer Empfehlungen, die die Planung mit Tageslicht erleichtern.

Die Forscherinnen simulierten die neu kombinierten Räume am Computer, wählten 58 Raumtypen aus und analysierten deren Lichtqualitäten, insbesondere den Lichteinfall von Sonnenlicht und diffusem Tageslicht. Es wurde beobachtet und beschrieben, wie sich die Lichtverteilung ändert, wenn Raumzuschnitte und Fassadentypen variieren. Zusätzlich wurde der Sonnenverlauf aller 58 Räume in Filmen animiert, so dass man sehen kann, wie lange die Sonne an den Äquinoktien und den Sonnenwenden in einen Referenzraum scheinen kann. Die Ergebnisse wurden grafisch dargestellt und in Listen zusammengefasst. Piktogramme zeigen die Ordnung der Tageslichtparameter.

Ergebnisse

Im Mittelpunkt des Handbuchs stehen 58 doppelseitige Bildbögen. Jeder Bogen zeigt die Simulation des diffusen Tageslichtes und des Sonnenlichtes eines Referenzraumes. Ihm kann die Raumgeometrie und die Lichtqualität entnommen werden, dargestellt in Grundriss, Schnitt, Isometrie, Isoliniengrafik und einer Wertetabelle. Über eine grafische Leiste aus Piktogrammen lässt sich ein Referenzraum im Handbuch auffinden. Alle Zahlen, die einen Raum beschreiben und seine Werte wiedergeben, sind zudem in einer digitalen Liste zusammengefasst. Diese kann nach den Hauptkriterien gefiltert werden.

Die Forschungsergebnisse zeigen, dass bereits kleine Veränderungen an der Fassade und der Raumgeometrie den Tageslichteinfall beeinflussen. Das gilt auch für konstruktive Sonderfälle von Fassaden. Über den Vergleich der vielen Räume und Fassadenkonstruktionen konnten die Forscherinnen die Literatur bestätigen und mit Beispielen untermauern. Aber sie konnten auch verdeutlichen, mit welcher Vorsicht Zahlenwerte und Simulationsprogramme zu verwenden sind. Wenn die Programme ohne ein allgemeines Verständnis zum Tageslicht verwendet werden, fällt es schwer, die Zahlen einzuordnen und richtig zu interpretieren.

Um dieses Verständnis zu stärken, wurden die Grafiken in der Arbeitshilfe durch Empfehlungen zur guten Tageslichtgestaltung ergänzt. Darin enthalten sind auch Handformeln, mit denen man den Tageslichteinfall ohne Rechner überprüfen kann. Die Tauglichkeit dieser Formeln wurde vorab überprüft, indem einige Räume mit der Hand gerechnet und die Ergebnisse dann mit denen des Computerprogramms verglichen wurden. Die Ergebnisse nähern sich sehr an.

Das entstandene Handbuch bietet Architekten und Planern einen ersten Einstieg in die Tageslichtplanung und weckt gleichzeitig ein Verständnis für die Wechselwirkung tageslichtrelevanter Aspekte. Ein Textteil rundet die grafischen Darstellungen des Buches ab. Er enthält eine Einführung zum Thema Tageslicht, die schriftlichen Ergebnisse aus der Forschung, Empfehlungen zur Tageslichtplanung und ein Glossar.