Tageslichttechnik

Tageslichttechnik im Gebäudeaudit — Tageslichtquotienten, Verglasung & Lichtlenkung

Tageslicht ist die energieeffizienteste Lichtquelle überhaupt — und kostenlos. Im Gebäudeaudit wird quantifiziert, wie gut ein Gebäude Tageslicht nutzt und welche Maßnahmen den kA-Faktor in der Beleuchtungsbilanz verbessern.

Tageslichtquotient D — Definition und Messung
τv-Vergleich aller Verglasungstypen
Lichtlenksysteme und Raumtiefengewinn
D ≥ 2 %Tageslichtarbeitsplatz
τv 0,9Einfachglas
−50 %Beleuchtungsstrom

Der Tageslichtquotient D — Definition und Interpretation

Der Tageslichtquotient D ist das zentrale Maß für die natürliche Belichtungsqualität eines Raumes. Er beschreibt, wie viel Prozent des Außenlichts an einem bestimmten Innenpunkt ankommt — gemessen unter dem Normbezugshimmel (CIE-Bedeckthimmel).

Tageslichtquotient D [%] — Bewertungsskala
D < 1 %
1–2 %
2–4 %
4–7 %
D > 7 %
dunkel, kein Tageslichtarbeitsplatz
Grenzbereich
Mindeststandard Büro
angenehm hell
sehr hellräumig

Messprinzip

Zwei simultane Luxmeter: eines innen am Messpunkt, eines außen auf einer freien Horizontalfläche. Das Verhältnis E_innen / E_außen × 100 ergibt D in Prozent. Alternativ: Simulation mit DIALux oder Radiance auf Basis der Gebäudegeometrie und Verglasungskennwerte.

Fensterflächenanteil

Als Faustregel gilt: Ein Fensterflächenanteil von mindestens 20 % der Wandfläche ist nötig, um D ≥ 2 % zu erreichen. Die nutzbare Raumtiefe beträgt grob 2,5× die Fensterhöhe. Tiefere Räume werden in den hinteren Zonen mit D < 1 % bewertet.

Verglasungstypen und Lichttransmission τv

Der Lichttransmissionsgrad τv gibt an, welcher Anteil des sichtbaren Lichts durch eine Verglasung gelangt. Er ist neben dem Wärmedurchgangskoeffizienten U und dem Gesamtenergiedurchlassgrad g der dritte entscheidende Kennwert für die Gebäudeauditbewertung.

Einfach
Einfachglas
τv = 0,90
Nur noch in Altbestand; U ≈ 5,8 W/(m²K)
2-fach
Zweifach-WS-Verglasung
τv = 0,75–0,82
Standard heute; U ≈ 1,0–1,3 W/(m²K)
3-fach
Dreifach-WS-Verglasung
τv = 0,60–0,70
Passivhaus-Standard; U ≤ 0,8 W/(m²K)
SS
Sonnenschutzverglasung
τv = 0,30–0,50
g = 0,25–0,40; Kühllastsenkung erkauft durch Tageslichtmangel

g-Wert vs. Lichttransmission — der Zielkonflikt

Sonnenschutzgläser mit g = 0,3 haben typisch τv = 0,35. Das heißt: Zwar reduziert sich der Wärmeeintrag erheblich (geringere Kühllast im Sommer), aber gleichzeitig gelangt weniger als die Hälfte des Tageslichts in den Raum. Im Gebäudeaudit wird dieser Kompromiss transparent gemacht: Oft ist eine außenliegende Verschattung (Jalousie, Außenrollo) energetisch günstiger als fest verbautes Sonnenschutzglas, weil sie im Winter den vollen Tageslicht-Eintrag erlaubt.

kA-Faktor — Wie Tageslicht die Beleuchtungsbilanz beeinflusst

Der kA-Faktor fasst die Tageslichtgüte einer Bilanzone in einer einzigen Zahl zusammen. Je besser Tageslicht durch Verglasung, Geometrie und Lichtlenksysteme genutzt wird, desto niedriger der kA-Wert und desto weniger Kunstlichtstrom wird verbraucht.

kA-Faktor — Einflussskala auf den Beleuchtungsenergiebedarf
0,2
sehr gut
0,4
gut
0,6
mittel
0,8
schlecht
1,0
kein TL
kA = 0,2–0,3: Raum mit Lichtlenksystemen, guter Verglasung τv ≥ 0,75, Tageslichtregelung aktiv
kA = 0,4–0,5: Normales Büro mit Zweifachverglasung, automatischer Tageslichtsensor
kA = 0,6–0,7: Büro mit Sonnenschutzverglasung oder tiefer Raumzone ohne Sensor
kA = 0,8–0,9: Schlechte Tageslichtversorgung, kein Sensor, τv < 0,5
kA = 1,0: Keine Tageslichtnutzung; Keller, innenliegender Korridor, keine Fenster

Ein kA-Wert von 0,3 statt 1,0 bedeutet 70 % weniger Beleuchtungsenergie aus dem Netz — allein durch bessere Tageslichtnutzung, ohne eine einzige Lampe auszutauschen. Das verdeutlicht, warum Tageslicht die erste Priorität in der Maßnahmen-Hierarchie hat.

Lichtlenksysteme — Raumtiefengewinn und Energieeinsparung

Standardmäßig reicht Tageslicht in Büroräumen nur ca. 4 m von der Fensterwand entfernt aus. Lichtlenksysteme verändern den Einfallswinkel des Tageslichts, reflektieren es zur Decke und verteilen es bis 7 m tief in den Raum.

Raumtiefe mit Tageslicht D ≥ 2 % — ohne vs. mit Lichtlenkung
Ohne Lichtlenkung
Tageslicht bis ca. 4 m
Mit Lichtlenk-Jalousie
Tageslicht bis ca. 7 m
Lichtlenk-Jalousie
Lamellenjalousien mit spezieller Profilegeometrie reflektieren direktes Sonnenlicht zur Decke. Nachrüstbar an bestehenden Fenstern, kombinierbares Blendschutz- und Lichtlenksystem.
Raumtiefe +50–75 %
Prismenplatten
Transparente Acrylplatten mit eingebetteter Prismenstruktur brechen Licht gezielt um. Ideal für feststehende Oberlichtbänder; gute Wärmedämmung kombinierbar.
Homogene Ausleuchtung in tiefen Räumen
TIR-Lamellen
Totalreflexions-Lamellen aus Acryl leiten diffuses Tageslicht verlustarm nach innen. Besonders effektiv bei nordseitigen oder diffus bestrahlten Fenstern; kein Direktlicht nötig.
Auch bei bedecktem Himmel wirksam
Lichtschacht / Heliostat
Spiegel auf dem Dach leiten Sonnenlicht über einen Schacht ins Gebäudeinnere. Geeignet für fensterlose Innenräume oder tiefe Untergeschosse; hoher Investitionsaufwand.
Tageslicht bis ins Untergeschoss

Oberlichter, Atrien und Blendschutzanforderungen

Horizontale Verglasung (Sheddächer, Lichtkuppeln) ist für die Tageslichtausbeute weit effizienter als vertikale Fensterflächen gleicher Größe. Atrien und Innenhöfe verbinden Tageslichtversorgung mit thermischer Pufferzone.

3–5×
höherer Tageslichtquotient bei horizontaler gegenüber vertikaler Verglasung gleicher Fläche

Typische Anwendungen Oberlicht

  • Einstöckige Produktionshallen mit Sheddach-Verglasung
  • Treppenhäuser und Atrien in Verwaltungsgebäuden
  • Lichtkuppeln in Flachbauten (Lagerhallen, Supermärkte)
  • Innenhöfe als thermischer Puffer und Lichtquelle

Blendschutzanforderungen an Bildschirmarbeitsplätzen

Max. Leuchtdichte in Sichtrichtung200 cd/m² — Anforderung für Bildschirmarbeitsplätze
Außenliegende JalousieBevorzugte Lösung: wirkt bevor Sonnenlicht das Glas durchdringt
Innenliegender BlendschutzWeniger effektiv: Wärme bleibt im Raum, Kühllast steigt
BlendschutzklasseBS 2 bis BS 3 für südliche und westliche Fassaden empfohlen

Häufige Fragen zur Tageslichttechnik

Der Tageslichtquotient D ist das Verhältnis zwischen der horizontalen Beleuchtungsstärke an einem Innenpunkt und der gleichzeitig herrschenden Außenbeleuchtungsstärke unter bedecktem Himmel, ausgedrückt in Prozent. D = E_innen / E_außen × 100 [%]. Er wird messtechnisch mit zwei simultanen Luxmetern ermittelt oder per Simulation (DIALux, Radiance) auf Basis der Gebäudegeometrie und Verglasungskennwerte berechnet. D = 2 % gilt als Mindestwert für einen Tageslichtarbeitsplatz, D = 5 % ist angenehm hell.
Sonnenschutzverglasung reduziert den Lichttransmissionsgrad τv erheblich: Während normales Zweifachglas τv = 0,75–0,82 erreicht, liefert Sonnenschutzverglasung nur τv = 0,30–0,50. Das bedeutet, dass bis zu 70 % des sichtbaren Tageslichts nicht in den Raum gelangt. Im Gebäudeaudit wird der Kompromiss bewertet: Häufig ist eine außenliegende Verschattung (Jalousie, Außenrollo) energetisch günstiger, weil sie im Winter den vollen Tageslicht-Eintrag ermöglicht und im Sommer bedarfsgesteuert abschattet.
Der kA-Wert in der Beleuchtungsbilanz hängt von Tageslichtversorgung und Regelung ab. Ohne Tageslichtregelung und mit schlechter oder verdeckter Verglasung werden Werte um kA = 0,9–1,0 angesetzt. Ein normales Büro mit Zweifachverglasung und automatischem Tageslichtsensor liegt bei kA = 0,4–0,6. Mit Lichtlenksystemen und guter Verglasung sind kA = 0,2–0,3 erreichbar. Jede Reduktion von kA um 0,1 entspricht rund 10 % Energieeinsparung beim Kunstlicht.
Lichtlenksysteme wie Lichtlenk-Jalousien, Prismenplatten oder TIR-Lamellen reflektieren einfallendes Tageslicht zur Decke und verteilen es tiefer in den Raum. Ohne Lichtlenkung reicht Tageslicht mit D ≥ 2 % typisch bis ca. 4 m von der Fensterwand; mit Lichtlenksystem auf 6–7 m. Energetisch verbessern sie den kA-Faktor in der Beleuchtungsbilanz und können so den Kunstlichtstrom eines Raumes um bis zu 50 % senken — ohne Umbau der Elektroinstallation.
Ein Arbeitsplatz gilt als tagesbelichtet, wenn der Tageslichtquotient D mindestens 2 % beträgt. Dieser Wert entspricht der Empfehlung der Arbeitsstättenregel ASR A3.4. Besser sind Werte von D ≥ 4–5 %, die tagsüber auch ohne Kunstlicht eine ausreichende Beleuchtungsstärke von 300–500 Lux liefern. Werte über 7 % kennzeichnen sehr helle, fensternahe Zonen mit möglicher Blendgefahr, die durch Blendschutzeinrichtungen kontrolliert werden müssen.