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planung:sanierung_mit_passivhaus_komponenten:haustechnik:einfluss_von_sanierungsmassnahmen_auf_den_tageslichteintrag

Einfluss von Sanierungsmaßnahmen auf den Tageslichteintrag

Einführung

Bauphysikalische Maßnahmen können sich zum Teil direkt auf die Tagesbelichtung eines Gebäudes auswirken. Optimiertes Licht bietet sehr viele positive Eigenschaften, die bei der Modernisierung eines Gebäudes berücksichtigt werden sollten. Unter anderem nimmt Licht direkt Einfluss auf die mentale Leistungsfähigkeit und visuelle Wahrnehmung der Gebäudenutzer [Ba 1999]. Licht regelt ebenfalls physische Prozesse wie zum Beispiel die Hormonausschüttung und stellt zudem den natürlichen Taktgeber des circadianen Rhythmus des Menschen dar [Rüger 2006]. Bei dauerhaft zu geringen Lichtintensitäten kann es auch zu depressiven Erscheinungen kommen. Neben den psychophysiologischen Effekten bietet eine optimierte Tagesbeleuchtung auch energetische Vorteile. So wird z.B. elektrischer Strom eingespart, wenn die Kunstlichtzeiten aufgrund von verbesserter Tageslichtautonomie reduziert werden.

Abbildung 1:
Verfügbare Tageslichtzeiten


Gerade bei Nichtwohngebäuden lässt sich eine sehr hohe Tageslichtautonomie erzielen. Abbildung 1 vergleicht exemplarisch die Nutzungszeiten eines Verwaltungsgebäudes (8:00 – 18:00 Uhr) mit der verfügbaren Tageslichtzeit. Bei einem guten Tageslichtzugang des Gebäudes können so ca. 85 % der erforderlichen Beleuchtungszeiten (Wartungswert der Beleuchtungsstärke E = 500 lx) durch Tageslicht abgedeckt und die Kunstlichtbetriebszeiten somit reduziert werden [Boer 2006]. Deshalb ist eine möglichst gute Tageslichtversorgung anzustreben. Bei Bestandgebäuden sind die Tageslichtöffnungen zumeist festgelegt und können nur geringfügig verändert werden. Zudem können sich Sanierungsmaßnahmen negativ auf die Tageslichtversorgung auswirken. Hier sind primär folgende Bereiche zu nennen:

  • Zusätzliche Verschattungslaibung durch Außendämmung
  • Lichttransmissionsverluste durch Sanierung der Verglasungen (z.B.: von 2-Scheibenverglasung auf Mehrscheibenverglasung)
  • Bestehende Verbauung, auf deren Architektur keinen Einfluss genommen werden kann (z.B. Innenhofsituationen)


Zur Untersuchung dieser lichttechnischen Problemstellungen wurde eine automatisierte Untersuchungsschleife entwickelt. Hierfür wurde die Mathematiksoftware Matlab und das Lichtsimulationsprogramm Radiance gekoppelt. Mittels eines parametrisierten Modelles werden die unterschiedlichsten Geometrie und Materialeigenschaften erzeugt und auf Tageslichteintrag untersucht [We1 2012]. Ziel ist neben der systematischen Tageslichtanalyse, die Entwicklung eines vereinfachten Lichtplanungstools für PHPP, welches möglichst exakt die Kunstlichtergänzung bestimmt. Im Folgenden werden die Ergebnisse dieser Parameterstudie, welche sich auf die Sanierungsmaßnahmen beziehen, gezeigt. Auf dem 48. Arbeitskreis „Einsatz von Passivhaustechnologien bei der Modernisierung von Nichtwohngebäuden“ (zugehörigen Protokollband bestellen) wurde dies zum Teil bereits vorgestellt [We2 2012]. Aus dieser Publikation wird auszugsweise zitiert.

Weiterführende Abschnitte für Mitglieder der IG Passivhaus

Zusammenfassung

Bei einem guten Tageslichtzugang können die Kunstlichtzuschaltzeiten sehr gering gehalten werden. Wärmetechnische Sanierungen können jedoch die Tageslichtautonomie reduzieren. Durch entsprechende Maßnahmen sind diese Verluste aber vermeid- bzw. kompensierbar. So erhält man zwar durch Außendämmung eine zusätzliche Verschattungslaibung und somit eine Tageslichteintragsminderung, welche aber durch einen Anschnitt der Laibung im Fensterbereich oder durch hohe Reflexionsgrade der Laibung reduziert werden kann. Durch die unterschiedliche Glas- und Beschichtungswahl können verschiedene Verglasungseigenschaften erzielt werden. So sind auch Mehrscheibenverglasungen mit hoher Transmission möglich, wenn man beispielsweise entspiegelte Verglasungen und Low-E-Beschichtungen mit einer hohen Transmission im visuellen Bereich verwendet. Ebenfalls kann bei starker Verbauung (z.B. Innenhofsituationen) der Tageslichteintrag deutlich erhöht werden, wenn die Verbauungsflächen mit einem hohen Reflexionsgrad ausgeführt werden.

Das K-Projekt „K-Licht“ wird im Rahmen von COMET - Competence Centers for Excellent Technologies durch das Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie (BMVIT), das Bundesministerium für Wirtschaft, Familie und Jugend (BMWFJ) und die Länder Vorarlberg, Tirol und Burgenland gefördert. Das Programm COMET wird durch die Österreichische Forschungsförderungsgemeinschaft (FFG) abgewickelt.

Literatur

[Ba 1999] Bartenbach,Ch., Beleuchtung für Bildschirmarbeitsplätze, 5.Symp. Innovative Lichttechnik im Gebäude, OTTI Technologie Kolleg, Regensburg 1999

[Boer 2006] Boer JD, Aydinli S, Cornelius W, et al. Ein umfassendes Instrumentarium zur Ermittlung des Energiebedarfs für Beleuchtungszwecke. 2006:1-27.

[Calumen] Calumen II, Saint Gobain; Verfügbar unter http://saint-gobain-glass.com/

[Rüger 2006] Rüger M, Gordijn MCM, Beersma DGM, de Vries B, Daan S. Time-of-day-dependent effects of bright light exposure on human psychophysiology: comparison of daytime and nighttime exposure. American journal of physiology. Regulatory, integrative and comparative physiology. 2006

[We1 2012] Werner, M., Pfluger, R., Feist, W., & Geisler-Moroder, D. (2012). TAGESLICHT-PARAMETERSTUDIE MIT HILFE EINER MATLAB-RADIANCE- KOPPELUNG. BauSim 2012. Berlin: BauSIM 2012.

[We2 2012] Werner, M., Feist, W., & Pfluger, R. (2012). Möglichkeiten optimierter Tageslichtnutzung und Kunstlichtsysteme bei der Modernisierung von Nichtwohngebäuden. AK 48 „Einsatz von Passivhaustechnologien bei der Modernisierung von Nichtwohngebäuden“. Darmstadt.

[Win 2010] Lawrence Berkeley National Laboratory. THERM 6.3 / WINDOW 6.3 NFRC Simulation Manual. 2010; (October). Verfügbar unter: http://windows.lbl.gov/software/window/window.html.

Siehe auch

Einführung: Modernisierung mit Passivhaus Komponenten

Übersicht der Passipedia-Artikel zur Haustechnik bei Sanierungen

Übersicht der Passipedia-Artikel zur Sanierung der Gebäudehülle

Übersicht der Passipedia-Artikel zu Nichtwohngebäuden im Passivhaus-Standard

EnerPHit: Energiestandard für die Modernisierung mit Passivhaus-Komponenten

Perspektiven für die Modernisierung des Bestandes mit hocheffizienten Komponenten

Arbeitskreis kostengünstige Passivhäuser, Protokollband Nr. 48: Einsatz von Passivhaustechnologien bei der Modernisierung von Nichtwohngebäuden

Übersicht aller Beiträge zur 17. Internationalen Passivhaustagung 2013 in Frankfurt am Main

Tagungsband zur 17. Internationalen Passivhaustagung 2013 in Frankfurt am Main

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