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Wirtschaftliche Betrachtungen der Tageslichtnutzung

Wer sich als Investor oder Bauherr mit der Frage beschäftigt, ob er Tageslicht als wesentlichen Beitrag zur Raumbeleuchtung einplant, denkt vermutlich zunächst nur daran, dass eine Tageslichtversorgung helfen kann, Kosten bei der elektrischen Beleuchtung zu sparen.
Diese Betrachtungsweise ist zwar richtig, greift aber zu kurz. Natürliches Tageslicht vermag weit mehr zu bewirken!

Steigerung der Produktivität und der Motivation

Tageslicht kann nicht nur Energie für die Beleuchtung von Räumen sparen. Ausreichendes Tageslicht und die damit verbundene Dynamik schafft beim Menschen eine gute Stimmung. Verantwortlich ist dafür das "Gute-Laune-Hormon" Serotonin, das vom Körper ausgeschüttet wird, wenn es entsprechend hell ist.
Tageslicht steigert Arbeitsproduktivität
Und diese gute Stimmung beeinflusst z. B. positiv das Kaufverhalten von Kunden in Geschäften und steigert dadurch den Umsatz – zu diesem Ergebnis kommt eine Feldstudie, die vom FVLR in zwei deutschen Baumärkten durchgeführt wurde. Auch eine umfangreiche Studie in einer großen amerikanischen Handelskette bestätigt die Bedeutung natürlicher Beleuchtung und ihre Auswirkungen auf das Personal und den Geschäftsverlauf.

Umsatzsteigerungen im Schnitt von 40 % wurden dort aufgezeigt, wenn bei sonst gleicher Einrichtung und Warensortiment Geschäfte zusätzlich mit Dachoberlichtern ausgestattet waren.

Schon im November 1995 erschien auf der Titelseite des Wirtschaftsteils des renommierten Wall Street Journals der Artikel „Letting the Sun Shine is Good for Business“, der das Experiment von Wal-Mart beschrieb, Dachoberlichter in ihrem „Eco-Mart“ in Lawrence, Kansas, einzubauen. Der Artikel beschreibt, dass Wal-Mart quasi als Energie-Sparmaßnahme in letzter Minute Oberlichter einbauen ließ, allerdings nur in einer Hälfte des Geschäftes. Man stellte dann überraschend fest, dass die Umsätze in dem Ladenteil mit Tageslichtversorgung durch Oberlichter signifikant höher waren als in vergleichbaren Abteilungen anderer Geschäfte. Obwohl von Wal-Mart keinerlei absolute Zahlen preisgegeben wurden, erhöhte dieser Zeitungsartikel in den USA sofort das ernsthafte breite Interesse an einer Dachoberlichtnutzung auch für Einzelhandelsanwendungen.

Bei der Errichtung von Verkaufsstätten besinnt man sich auch hierzulande wieder auf die Attraktivität natürlich beleuchteter Räume. Denn alle Nutzungsangebote für den Einzelhandel, die situationsbedingt in unterirdischen Passagen oder überbauten Blöcken lokalisiert wurden, leiden nicht nur atmosphärisch, sondern auch ökonomisch unter dem Defizit an Tageslicht. Der klassische Tageslichtspender, das Seitenfenster, reicht bei den großflächigen Gebäuden der Einzelhandels-Großmärkte oder bei Baumärkten jedoch nicht aus, da Fenster die Räume nur in unmittelbarer Außenwandnähe ausreichend beleuchten.

Zoom

Energieeinsparungen

Im Gegensatz zu Fenster und Fassadenöffnungen kann das Tageslicht durch Dachoberlichter unabhängig von der Fassaden- oder Wandausrichtung einfallen. Bei klarem Himmel ist das Sonnenlicht über Oberlichter ganztägig nutzbar, während Fenster und Fassaden nur zu bestimmten Zeiten besonnt werden. Und selbst an bedeckten Tagen ist das Licht morgens früher und abends länger nutzbar, da das hellere Zenitlicht noch zur Verfügung steht, wenn durch die Fenster kaum noch diffuses Tageslicht in die Raumtiefe gelangt.

(Quelle: Institut für Elektronik
und Lichttechnik, TU Berlin)


Geht man in mitteleuropäischen Breiten von den normalen Arbeitszeiten zwischen 7:00 und 18:00 aus, ist zu 93 % der Arbeitszeit Tageslicht vorhanden. Damit steht lediglich für nur ganz wenige Stunden im Jahr kein Tageslicht während der üblichen Arbeitszeit zur Verfügung.


Nutzungszeiten

In der Jahressumme geht man von 5 Arbeitstagen in 52 Wochen, also einer theoretischen Nutzungszeit von 2.860 Stunden aus. Die tatsächlichen Nutzungszeiten werden anhand des realen Nutzungsverhaltens ermittelt und über ein Jahr aufsummiert. Dabei sind das Pausenverhalten, der Umgang mit der gleitenden Arbeitszeit, Überstunden, aber auch die Reinigungszeiten zu berücksichtigen. Diese Nutzungszeit wird zu 100 % gesetzt und ins Verhältnis zu der Zeit gesetzt, in der die an den Arbeitsplätzen geforderte Nennbeleuchtungsstärke durch die alleinige Beleuchtung mit Tageslicht überschritten wurde. Mit der jährlichen relativen Nutzungszeit kann gegenüber einer ganzjährigen künstlichen Beleuchtung von den entsprechenden Betriebskosten ein tNutz,A,rel entsprechender Anteil eingespart werden. Bei der Ermittlung dieser Größe sollte die wahre Ortszeit (WOZ) und damit Regelungen für die Sommerzeit einfließen.


Tageslichtautonomie

In der letzten Zeit hört man immer häufiger den Begriff der Tageslichtautonomie. Die Tageslichtautonomie ist der Anteil der Nutzungszeit, in der kein Kunstlicht für die Raumbeleuchtung benötigt wird. Sie wird bei einem ganzjährig bedeckten Himmel ermittelt. Diese Vereinfachung geht von dem Ansatz aus, dass an Sonnentagen der Sonnenschutz geschlossen wird und dadurch diese größere Außenbeleuchtungsstärke im Innenraum nicht nutzbar ist. Die Tageslichtautonomie kann überschläglich aus Nomogrammen abgelesen oder exakt berechnet werden.

Amortisation

Bei der nachfolgend dargestellten Amortisationsberechnung wird ein konkretes Objekt in zwei Varianten betrachtet:
Halle 1 ohne Dachoberlichter, ausschließlich mit Kunstlicht versorgt
Halle mit einer Oberlichtfläche für einen mittleren Tageslichtquotienten von 4 % (entspricht einer Nennbeleuchtungsstärke En von 200 lx).


Hallenangaben: Länge = 40 m, Breite = 20 m, Höhe = 8,0 m

Dachoberlichtfläche


Nach neuer Arbeitsstättenrichtlinie ASR A3.4 Beleuchtung, DIN 5034-1 und VDI 6011 Blatt 2 sind zu berücksichtigen:

„Arbeitsräume mit Oberlichtern müssen auf der Nutzebene einen mittleren Tageslichtquotienten von Dm > 4 % aufweisen; dieser ergibt sich bei einem Anteil der Gesamtfläche aller Oberlichtöffnungen an der Dachfläche von wenigstens 8 %.“

Unter Berücksichtigung der o. g. Raumproportionen und der Standardwerte nach DIN 5034-6 ergibt sich eine Mindestgröße für die Oberlichter von 101 m2 (12,8 % der Gesamtdachfläche).

Investitionen

Die für den Einsatz von Oberlichtern notwendigen Investitionen können hier nur grob abgeschätzt werden. Die Investitionskosten teilen sich in die Kosten für das Oberlicht und die Kosten für den Einbau und evtl. für die Verstärkung der Dachkonstruktion (Wechsel) sowie das Einbinden in die Dachfläche. Gegenzurechnen sind natürlich die eingesparten Dunkeldachflächen.

Eine Lichtkuppel mit einem Außenmaß von 1,50 m x 1,50 m kostet ca. 400,-- €. Hinzu kommen die Kosten für den Einbau und die Dachkonstruktion mit ca. 500,-- €. Damit ergibt sich ein Quadratmeterpreis von ca. 400,-- €/m2. Bei Dachlichtbändern reduzieren sich die Kosten je Fläche noch einmal um 20 bis 30 %.

Investitionskosten

Kosten für die Dachoberlichter: 400,-- €/m2 x 101 m2 = 40.400,-- €

Einsparpotential

Es wird von einer installierten Leistung von 20 W/m2 ausgegangen. Die Energiekosten betragen 0,13 €/kWh. Die Einschaltzeiten liegen etwa bei 30 %.

 
Fall 1:
ohne Oberlichter
Fall 2:
mit Oberlichter
Einschaltzeiten Kunstlicht [h/a]
2.860
858
benötigte Beleuchtungsenergie [kWh/a]
45.760
13.728
jährliche Kosten [€/a]
5.949
1.785

 

Jährliche Einsparungen: 5.949 € - 1.785 € = 4.164 €

Berechnung der energetischen Amortisation:

  • Kapitalzins für die zusätzlichen Investitionen: 6,5 %,
  • Energiepreissteigerung real 1,5 % pro Jahr,
  • Inflationsrate 2 % pro Jahr

=> n = 12 Jahre

Die errechnete Amortisationszeit liegt unter der normativen Nutzungszeit eines Fensters und weit unter der eines Gebäudes. Berücksichtigt wurden bei diesem Ansatz noch nicht etwaige Einsparungen durch den Wegfall anderer Materialien (z. B. der Dunkeldachfläche im Bereich der Öffnung).

Weiterhin unberücksichtigt geblieben sind Einsparungen aufgrund der Steigerung der Motivation und der Produktivität. Wissenschaftliche Untersuchungen haben gezeigt, dass dieser Effekt nicht zu vernachlässigende Auswirkungen auf die Personalkosten hat.
Eine 1-prozentige Einsparung ergibt bei umgerechneten Personalkosten von 5.000,-- €/m2 Büronutzfläche und Jahr (1 Angestellter, 50.000 €/a, 10 m2 Arbeitsfläche) bereits Personalkostenreduktionen von 50 €/(m2 x a). Rechnet man diesen Anteil auch nur teilweise an, ergibt sich eine Amortisation bereits nach 2 – 3 Jahren.

Die Betrachtungen möglicher Einsparungen allein an Kunstlichtenergie ergeben, dass sich Investitionen für Dachoberlichter auf jeden Fall lohnen, wenn nur die sich daraus ergebende Amortisationszeit z. B. mit der Lebensdauer des Gebäudes verglichen wird. Es ergeben sich ganz andere Möglichkeiten unter Berücksichtigung der Produktionssteigerung.

 

Weitere Einsparungen durch bessere U-Werte

Berechnen Sie gleich mit unserem komfortablen Energiesparrechner für Ihren Standort, wieviel Euro Sie in den kommenden Jahren an Heizkosten für Öl oder Gas sparen können und wieviel Kilogramm schädliches Treibhausgas CO2 nicht in die Atmoshäre geblasen wird, wenn Sie Ihre gegenwärtigen Dachoberlichter auf ein besseres Wärmedämm-Niveau bringen. In Verbindung mit den oben genannten Einsparungen beim Kunstlicht amortisieren sich Ihre neuen Dachoberlichter noch schneller!