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Sonnenschein im Wald

Vorteile von Tageslicht

Solatube Tageslichtsysteme vitalisieren nicht nur Ihre Räumlichkeiten mit Tageslicht, sie wirken auch positiv auf viele Bereiche des täglichen Lebens ein. Nutzen auch Sie die vielen Vorteile von Tageslicht.

Tageslicht ist kostenlos und steigert nachweislich:
 den Wohnkomfort
 das Wohlbefinden
 die Gesundheit
 die Konzentration
 die Produktivität
 die Kauflust
 den Umsatz
 die Energieersparnis
 und vieles mehr
Bild Himmel mit Rasen
Tageslichtvariabilität

Die Beleuchtungsstärke des Tageslichtes variiert abhängig von Wetter und Tageszeit, ebenso die Lichtfarbe. Selbst an einem trüben Wintertag liefert die Sonne 3.000 Lux. Im Maximum erstrahlt ein Sommertag mit über 100.000 Lux.

Während monotone Kunstlichtbeleuchtung eher zu einer Ermüdung des Menschen beiträgt fördert gerade diese Variabilität die Aufmerksamkeit.

Farbechte Wiedergabe
Farbechte Wiedergabe

Das Sonnenlicht gilt als neutrales Licht, da die Anteile der Lichtwellenbereiche sehr homogen aus Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau und Violett bestehen. Unter dieser spektralen Zusammensetzung erscheinen Farben natürlich. Kein künstliches Leuchtmittel ist in der Lage, dieses Mischverhältniss zu 100 % nachzubilden.

Daher werden Leuchtmittel immer mit Ihrer Farbwiedergabestufe angegeben. In der Bewertung zu acht verschiedenen Farbproben wird die Farbverschiebung angegeben.
Eine sogenannte Tageslichtleuchtstofflampe mit der Farbangabe 865 liefert zwar ein sehr weißes fast blaues Licht (6500 Kelvin), allerdings mit einer Farbwiedergabe von gerade einmal mehr als 80 % (Durchschnittswert von allen 8 Farbproben).

Je wesentlicher also die Anforderung an echtes Farbsehen ist, desto entscheidender ist ein hoher „echter“ Tageslichtanteil.

Circadianer Rhytmus
Circadianer Rhythmus

Mit dem Begriff Circadianer Rhythmus bezeichnet man einen Turnus, der sich in etwa alle 24 Stunden wiederholt. Vereinfacht kann man auch von der inneren Uhr des Menschen reden. Dabei beeinflusste über Jahrtausende der natürliche Tag-/Nachtrhythmus den Menschen. Man stand mit dem Licht auf und beendete die Aktivitäten wenn es dunkel wurde, schlicht und einfach, weil es künstliches Licht noch nicht gab.

Man folgerte, dass das blaue Licht am Morgen den Menschen wecken und das Abendrot und das rote Lagerfeuerlicht uns schläfrig machen würde. Die Einflüsse der wechselnden Tageslichtfarben sind heute unumstritten, jedoch wird die menschliche Leistungskurve wohl mehr noch durch Hormone gesteuert: Sonnenschein bzw. hohe Beleuchtungsstärken ermöglichen die Bildung von Serotonin. Serotonin wird nur in dunkler Umgebung in der Zirbeldrüse zum Schlafhormon Melatonin umgewandelt. Daraus folgt, dass wer tagsüber unter Lichtmangel leidet auch nachts nicht entspannt schläft. Leistungsexplosionen am Tag sind dann auch unwahrscheinlich.

Berechnungsverfahren gemäß LEED 4.0

Das Ratingsystem LEED ermöglicht unterschiedliche Berechnungsnachweise der ausreichenden Tageslichtversorgung. Entweder sind Tageslichtautonomie und Sonneneinstrahlung gemeinsam zu betrachten oder aber der Nachweis erfolgt zu einem festgelegten Zeitpunkt. In jedem Fall soll die Simulation unter Berücksichtigung langjähriger meteorologischer Daten (TMY) erfolgen.

Tageslichtautonomie
Spatial Daylight Autonomy (sDA300/50%)

Als Tageslichtautonomie wird angeben, zu welchem zeitlichen Anteil (in %) ein Raum ohne ergänzendes Kunstlicht genutzt werden kann. Beispielsweise können im Rahmen einer LEED-Zertifizierung unterschiedliche Design Credits erworben werden, wenn in 50% der Jahresstunden eine Beleuchtungsstärke von mindestens 300 Lux in 55%, 75% oder 90% der regelmäßig genutzten Bereiche (FTE) sichergestellt ist. Verschattungssysteme sind bei der Berechnung zu berücksichtigen.

Sonneneinstrahlung
annual sunlight exposure (ASE1000,250)

Mit einem Nachweis der jährlichen Sonneneinstrahlung soll festgestellt werden, ob durch Sonneneinstrahlung Räume aufheizen oder regelmäßige Blendungen zu erwarten sind. Überbelichtet gelten Flächen, die zu mehr als 250 Nutzstunden mir mehr als 1.000 Lux mit Tageslicht versorgt werden. LEED 4.0 fordert, dass dieser Wert nicht mehr als 10% der regelmäßig genutzten Bereiche (FTE) überschreiten soll. Verschattungssysteme sind bei der Berechnung zu entfernen.

Für Solatube Tageslichtsysteme beträgt der ASE immer 0, da keine direkte Sonneneinstrahlung möglich ist.

Einzelner Zeitpunkt
Single Point in Time (SPIT clear Sky)

Auch mit der Simulation einer Tageslichtversorgung für z.B. den 21. September um 9:00 Uhr bei Sonnenschein kann bei Beleuchtungsstärken zwischen 300 und 3.000 Lux eine ausreichende Belichtung nachgewiesen werden. Design Credit Points winken bei einer entsprechend ausreichenden Belichtung von 75% oder 90% der regelmäßig genutzten Bereiche (FTE). Verschattungssysteme sind bei der Berechnung zu entfernen. Der 21. September ist als Äquinoktium - Tag der Tagundnachtgleiche definiert. Dieser liegt jährlich ca. um den 20. März und 23. September, es ist der Tag, an dem diese Sonne den Himmelsäquator überquert.

Himmelsmodelle

Der Himmelszustand und damit die Beleuchtungsstärke und das Lichtspektrum verändern sich beinahe sekündlich. Wie viel Licht aus einem Tageslichtsystem austritt, hängt vor allem davon ab, wie hoch die Außenbeleuchtungsstärke ist. Da eine Betrachtung in der bewölkten Nachtsituation bei einer Außenbeleuchtungsstärke von nährungsweise 0 Lux nicht zielführend ist, bieten sich zunächst zwei „Radikalbetrachtungen“ an:

Himmelsmodell Sonnenschein

1 - Maximalbetrachtung
Klarer Himmel mit Sonne
(am 21.06. zum Sonnenhöchststand)

Himmelsmodell bedeckt

2 - Minimalbetrachtung
Hier geht man von einem gleichmäßig bedeckten Himmel mit 5.000 Lux Außenbeleuchtungsstärke aus
(z.B. Kassel am 14.01. ca. 10 Uhr komplett bewölkt)

Eine etwas praxisnähere Variante stellt z.B. eine Planung nach einer durchschnittlichen Frühling-/Herbstsituation (Grundlage sind hier meteorlogische Langzeitdaten, Sonnenwahrscheinlichkeiten, mehrjährige Messungen, geographische Merkmale wie Verschattungen, etc.) dar.
Dabei wird eine Außenbeleuchtungsstärke angenommen, die an einem durchschnittlichen Tag im Frühling oder Herbst erreicht wird, also ein in 3/4 des Jahres grundsätzlich zu erwartender Wert. Hiermit haben wir sehr gute Erfahrungen gemacht und diese Lösung ist die von uns zur Planung meist eingesetzte Lösung.

Bei Angaben wie viel Licht ein System liefert, ist also immer auch zu prüfen, unter welchem Himmelsmodell die Aussage getroffen wird.

Bild Blendung
Blendung

Aufgrund der extremen Intensität an Sonnentagen sind bei der Planung jedlicher Tageslichtsysteme Maßnahmen vorzusehen, die eine direkte Blendung durch die Sonne verhindern. Was bei einem Fenster vom Benutzer durch Jalousien oder Lamellen bedient werden muss, stellen einige Systeme von sich aus sicher.

Bei einem Solatube Tageslichtsystem z.B. blendet die obere Prismenstruktur extreme Sonneneinträge von vornherein aus dem System aus.

In Kombination mit den Spiegelungen in der Röhre und dem Diffuser kommt es daher im Innenraum zu keinen Blendungen. Aufwändige Verschattungssysteme können daher entfallen.

Grafik Kein Hitzeeintrag
Hitzeeintrag

Zum Wellenbereich des Sonnenlichtes gehören glücklicherweise auch die wärmenden infraroten Strahlen. Innerhalb von Nutzräumen führt dieser Wärmeeintrag schnell zu Überhitzungen. Ein durchdachtes Konzept gegen Überhitzung ist deshalb notwendig.

Der Multilayerfilm unserer Rohre überträgt das volle sichtbare Lichtspektrum mit gerade einmal ~0,3% Verlust pro Spiegelung, aber keine infraroten Wellenbereiche.

Vitamin D
Mangelerscheinung

90% der Bundesbürger leiden laut aktuellen Studien unter Vitamin-D Mangel. Dieses Vitamin kann der Körper in Deutschland nur zwischen April und September aus dem – dann ausreichenden – UVB-Anteil des Tageslichtes bilden. Dabei darf der Körper nur innerhalb seiner Eigenschutzzeiten dem ultravioletten Licht ausgesetzt sein, um gefährliche Sonnenbrände zu vermeiden.

Jedes Tageslichtsystem (Fenster, Oberlicht, Solatube…) darf daher auch möglichst kein UVB durchlassen.

Viele positiven Eigenschaften (gute Laune, blutdruckregulierend, abwehrstärkend, demenzvorbeugend und selbst das Verhindern des Wachstums von Krebszellen) werden inzwischen in internationalen Studien dem „Sonnenvitamin“ zugeschrieben. Trotz aller positiven Erlebnisse in Ihren tageslichtdurchfluteten Räumen sollten Sie daher hin- und wieder doch vor die Tür gehen. Alternativ kann die benötigte Menge an Vitamin-D auch ein täglicher Verzehr von 230 g Aal oder 2 - 2,5 kg Champignons sicherstellen.

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