Tageslichtsysteme

Die bestmögliche Nutzung von Tageslicht in Innenräumen stabilisiert den biologischen Rhythmus des Menschen, tut gut und spart jede Menge Energie.

Von Tageslicht durchflutete Räume sorgen für eine positive Raumatmosphäre, werden als angenehm empfunden und sind ein wichtiger Aspekt im Human Centric Lighting (HCL). Die künstliche Beleuchtung wird in Abhängigkeit vom Einfall des Tageslichts gedimmt oder abgeschaltet. Auch die relevanten Normen und Vorschriften zur Beleuchtung von Arbeitsstätten in Innenräumen (z. B. DIN EN 12464-1) empfehlen die Nutzung von Tageslicht.

Hohe Einsparmöglichkeiten

Ohne Frage ist die Energieeinsparung umso größer, je mehr Tageslicht zur Verfügung steht. Tageslicht variiert zwar in Abhängigkeit von der geografischen Lage, Jahres- und Tageszeit sowie dem Einsatz von Blendschutzmaßnahmen; doch lassen sich im Jahresdurchschnitt und je nach Alter der Beleuchtungsanlage 30 bis 75 Prozent Energie  einsparen – und damit auch entsprechende Kosten.

Optische Komponenten

In der Entwicklung von Tageslichtsystemen geht es prinzipiell darum, die Vorteile und Qualitäten natürlichen Lichtes zu nutzen und seine Nachteile technisch zu kompensieren. Dafür gibt es optische Komponenten, die zum einen wie ein effizienter und gleichzeitig lichtdurchlässiger Sonnenschutz wirken, zum anderen als lichtlenkende Bauteile dienen. Eingesetzt werden Spiegel, Prismen oder Hologramme. Sie ändern die Richtung des diffusen Tageslichts und/oder der direkten Sonneneinstrahlung und wirken gleichzeitig als Blendschutz. Hersteller nutzen verschiedene optische Gesetzmäßigkeiten wie

  • Reflexion (Zurückwerfen des Lichtstrahls, „Spiegel"), 
  • Transmission (Lichtdurchlässigkeit) und 
  • Refraktion (Lichtbrechung),

um das direkte Sonnenlicht auszublenden, das Räume erwärmt und empfindliche Materialien oder Kunstgegenstände schädigt. Allen Systemen ist dabei gemeinsam, dass sie auf einem richtungsabhängigen Transmissionsverhalten mit Sperr- und Durchlassbereich basieren.

Moderne Lichttechnik kann nahezu unsichtbar Einfallsrichtung und Lichtverteilung einer natürlichen Lichtquelle nachempfinden. Hier gelangt Tageslicht über Reflektorflächen in den Raum, das direkte Sonnenlicht wird ausgefiltert. Melden die Sensoren zu wenig Tageslicht, wird mit indirektem Kunstlicht unmerklich nachgeholfen.
Direktes Tageslicht wird über Prismen ausgefiltert, nur Licht aus nördlichen Richtungen dringt in den Innenraum.
  • Reflektorsysteme nutzen die hochwertigen Reflexionseigenschaften der verwendeten Materialien und deren spezielle Formgebung zur Erfüllung der jeweiligen Funktion (Sonnenschutz/Lichtlenkung).
  • Prismensysteme arbeiten mit den optischen Gesetzen am Prisma (Totalreflexion/Brechung) und die Reflexion an dünnen Aluminiumschichten.

Tageslichtsysteme gibt es als bewegliche oder stationäre Systeme, ausgeführt als Jalousien oder Lamellen bis zu holografisch-optischen Systemen. Sie werden auf Innen- oder Außenseiten von Fassaden eingebaut oder in Dachflächen.

Anwendungsmöglichkeiten

Tagsüber sorgt das Oberlicht für genügend natürliche Beleuchtung im Treppenhaus. Am Abend übernehmen Wandleuchten und Einbau-Downlights die Beleuchtungsaufgabe.

Tageslichtsysteme leiten das natürliche Licht von Fensterflächen auch in entfernte Raumzonen, z. B. über reflektierende Decken. Optimal sind Oberlichter, wie sie z. B. häufig in Museen, zunehmend auch in modernen Bürogebäuden oder Shopping-Malls genutzt werden.

Ist ein Glasdach mit einem Prismensystem ausgestattet, kann dies die direkte Sonneneinstrahlung reflektieren und nur das aus nördlicher Richtung auftretende diffuse Tageslicht in den Innenraum lenken. Feststehende Systeme können mithilfe unterschiedlicher Prismenstrukturen bzw. Drehungen der Prismenplatten an die projektspezifischen Anforderungen angepasst werden, die z. B. aus der geografischen Lage, der Neigung der Verglasung oder der Orientierung an der Himmelsrichtung entstehen.

Reicht das Tageslicht für die Beleuchtung eines Raumes nicht aus, wird es durch zusätzliche künstliche Beleuchtung ergänzt oder ersetzt. Soll das Licht weiterhin von oben kommen, eignen sich Flächen- oder Langfeldleuchten mit LED-Modulen als Lichtquelle. Sie zeichnen sich durch eine sehr gleichmäßige Lichtverteilung aus und werden unterhalb der Primenverglasung angebracht. Eine Lichtdecke aus Folienmaterial verdeckt im Bedarfsfall Leuchten und Lichtlenkungssysteme, „schluckt" allerdings auch Licht, mindert also die Effizienz.

Um das bedarfsgerechte Zusammenspiel von Tages- und Kunstlicht zu sichern, ist eine zentrale Lichtsteuerung notwendig. An Arbeitsplätzen sorgt z. B. eine sensorgesteuerte, tageslichtabhängige Regelung für Konstantlicht dafür, dass die Beleuchtungsstärke im Raum entsprechend dem sich ändernden Tageslicht gleichbleibend auf dem erforderlichen Niveau bleibt. Lichtmanagementsysteme mit Farbkomponenten (farbige Lichtquellen, verschiedene weiße Lichtfarben = tunable white) können im Sinne von Human Centric Lighting (HCL) sogar den natürlichen Tageslichtverlauf in Helligkeit und Farbe unterstützen bzw. nachbilden.

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