Natürliches Tageslicht in Industriehallen: Effiziente Beleuchtungslösungen zur Verbesserung der Arbeitsbedingungen

Abbildung 01: Dachfläche mit Tageslichtöffnungen

Abbildung 02: Lichtband zur Tageslichtversorgung mit Zusatzfunktion Entrauchung

Gesetzliche Anforderungen und Normen

In Deutschland sind die Vorgaben der Arbeitsstättenverordnung (ArbStättV) und die technische Regel ASR A3.4 von zentraler Bedeutung für die Beleuchtung von Arbeitsplätzen. Diese Regelungen fordern eine ausreichende Versorgung mit Tageslicht sowie eine Sichtverbindung nach außen, um die Sicherheit und Gesundheit der Beschäftigten zu gewährleisten. Europäisch ergänzt die DIN EN 12464-1 diese Anforderungen und definiert Standards für die Beleuchtung von Arbeitsstätten im Innenraum.

Die grundsätzliche Anforderung an ausreichend Tageslicht sieht die ASR zunächst allgemein vor, ohne spezifische Rahmenbedingungen oder Anforderungen, die durch die jeweilige Tätigkeit oder Nutzung des Raums bedingt sind, zu berücksichtigen.

Eine ebenfalls grundsätzliche Konkretisierung erfolgt im Absatz 5 der ASR A3.4.

Eine Beleuchtung mit Tageslicht ist einer Beleuchtung ausschließlich mit Kunstlicht vorzuziehen.

Gütemerkmale des Tageslichtes sind beispielsweise:

• Dynamik
• Farbe
• Menge des Lichtes

Natürliches Tageslicht hat im Allgemeinen eine positive Wirkung auf die Gesundheit und das Wohlempfinden des Menschen.

Unabhängig von der Nutzung bzw. Tätigkeit sieht die ASR daher einen Tageslichtquotienten von 2 % und bei Dachoberlichtern einen solchen von 4 % als erforderlich an.

Der Tageslichtquotient beschreibt das Verhältnis der Innenbeleuchtungsstärke zur Außenbeleuchtungsstärke (bei bedecktem Himmel). Er wird von Faktoren wie der Raumgeometrie, den Abmessungen, der Raumhöhe, der Reflexion des Lichts an den Raumflächen sowie der Anordnung und Fläche der Tageslichtöffnungen beeinflusst. Ein weiterer wesentlicher Einflussfaktor ist die Lichttransmission der Verglasung der Tageslichtöffnungen.

Kurz gesagt: Er gibt den Anteil der Außenbeleuchtungsstärke in Prozent an, der an einem bestimmten Punkt im Raum tatsächlich ankommt.

Da eine Vielzahl der erforderlichen Informationen in der ersten Konzeptionsphase in den meisten Fällen nicht vorliegt, sieht die ASR A3.4 in diesen Fällen eine Grundfläche von mindestens 1:10 der Raumgrundfläche (entspricht 1:8 des Rohbaumaßes) als Tageslichtfläche vor.

Auch wenn die Anwendung dieser Faustformel für eine erste, grundsätzliche Planung ein wichtiger Schritt ist, sollte die Berechnung unter Berücksichtigung der Nutzung der Räume, der unterschiedlichen Tätigkeiten und der verschiedenen Einflussgrößen konkretisiert werden.

Effekte natürlichen Tageslichtes

Natürliches Tageslicht hat eine Vielzahl positiver Effekte auf Gesundheit, Wohlbefinden und die Produktivität von Mitarbeitern. Es wirkt als natürlicher Taktgeber für den menschlichen Biorhythmus und reguliert das sogenannte zirkadiane System. Der höhere Blauanteil im Licht am Morgen hilft, die Wachsamkeit und Konzentrationsfähigkeit zu steigern, während der reduzierte Blauanteil im Tagesverlauf eine natürliche Ermüdung fördert und so den Schlaf-Wach-Rhythmus unterstützt.

Weitere wissenschaftlich belegte Vorteile sind:

1. Verbesserte Stimmung und Motivation: Tageslicht erhöht die Ausschüttung von Serotonin, einem „Wohlfühlhormon“, das die Stimmung hebt und Stress reduziert.
2. Reduzierte Augenbelastung: Natürliches Licht sorgt für eine gleichmäßigere Ausleuchtung und vermindert Blendeffekte, die bei künstlichem Licht auftreten können. Das senkt das Risiko von Augenmüdigkeit und Kopfschmerzen.
3. Erhöhte Produktivität: Studien zeigen, dass Mitarbeiter in gut beleuchteten Umgebungen effizienter arbeiten und weniger Fehler machen. Besonders in Produktions- und Montagehallen kann dies einen direkten Einfluss auf die Qualität der Arbeitsergebnisse haben.
4. Stärkung der Gesundheit: Eine ausreichende Versorgung mit Tageslicht reduziert das Risiko von Schlafstörungen, Depressionen und anderen gesundheitlichen Problemen, die mit einem Lichtmangel assoziiert werden.
5. Unfallprävention: Helle, gut ausgeleuchtete Arbeitsplätze fördern die Aufmerksamkeit und verringern das Unfallrisiko.

Besonders ältere Mitarbeiter profitieren von einer hohen Tageslichtversorgung, da mit zunehmendem Alter mehr Licht erforderlich ist, um Sehaufgaben effizient zu bewältigen. Dies ist vor dem Hintergrund einer alternden Belegschaft in vielen Branchen von zunehmender Bedeutung.

Lichtkuppeln, Flachdachfenster und Lichtbänder: Effiziente Tageslichtsysteme

Lichtkuppeln, Flachdachfenster und Lichtbänder sind bewährte Bauelemente, die fachgerecht geplant für eine gleichmäßige und natürliche Lichtverteilung sorgen. Sie erfüllen nicht nur die technischen Anforderungen der ASR A3.4 und der DIN EN 12464-1, sondern bieten darüber hinaus eine Reihe von Vorteilen:

1. Energieeffizienz: Durch die Nutzung von Tageslicht können Beleuchtungskosten um bis zu 49 % reduziert werden. Kombiniert mit einer tageslichtabhängigen Steuerung, lässt sich die Energiebilanz weiter optimieren. Bereits bei einem Tageslichtquotienten von D > 3 % wird eine hohe Tageslichtautonomie erreicht, da zwischen 50 und 70 % des Tages die Beleuchtung nur über Tageslicht möglich ist.
2. Nachhaltigkeit: Tageslichtsysteme senken den CO₂-Ausstoß und tragen zur Gesamtbilanz nachhaltiger Gebäude bei.
3. Arbeitsplatzattraktivität: Helle, natürlich beleuchtete Arbeitsumgebungen fördern die Mitarbeiterzufriedenheit und können ein entscheidender Faktor für die Bindung von Fachkräften sein.

Planungshinweise für Fachplaner und Architekten

Eine effiziente Tageslichtplanung beginnt mit der Auswahl geeigneter Systeme. Entscheidend ist die Erfüllung der Mindestanforderungen an den Tageslichtquotienten (mindestens 4 % bei Dachoberlichtern). Zudem müssen die Materialien lichtdurchlässig und langlebig sein, um auch langfristig die gewünschte Lichtqualität zu gewährleisten.

Wichtige Planungskriterien:

• Positionierung der Tageslichtsysteme: Eine gleichmäßige Verteilung ist essenziell, um Schattenbildung und Blendung zu vermeiden.
• Integration mit künstlichem Licht: Eine Kombination aus Tageslicht und energieeffizienter Kunstlichtbeleuchtung sorgt für konstante Lichtverhältnisse, auch bei schwacher natürlicher Lichtausbeute.
• Berücksichtigung der Normen: Die DIN EN 12464-1 und die ASR A3.4 geben klare Vorgaben für Beleuchtungsstärken (500 Lux bei allgemeinen Arbeiten, bis zu 1.000 Lux bei Präzisionsarbeiten).

Verbesserte Arbeitsbedingungen in Produktions- und Montagehallen

Optimale Arbeitsbedingungen sind der Schlüssel zu einer sicheren, produktiven und angenehmen Arbeitsumgebung. Natürliches Tageslicht spielt hierbei eine zentrale Rolle, da es die physische und psychische Gesundheit der Mitarbeiter unterstützt. Insbesondere in Produktions- und Montagehallen lassen sich durch gezielte Tageslichtplanung deutliche Verbesserungen erzielen:

1. Ergonomische Beleuchtung: Die gleichmäßige Verteilung des Tageslichtes reduziert störende Blendungen und Schatten, was die Sichtbedingungen verbessert und Ermüdungserscheinungen vorbeugt. Dies ist entscheidend für Präzisionsarbeiten, bei denen eine gute Farberkennung und Detailgenauigkeit erforderlich sind.
2. Stressreduktion: Tageslicht sorgt für eine natürliche Lichtdynamik, die das Wohlbefinden der Mitarbeiter steigert. Dynamisches Licht, das die Veränderungen des natürlichen Tageslichtes nachahmt, wirkt beruhigend und hilft, Stress abzubauen.
3. Förderung von Sicherheit: Gut ausgeleuchtete Arbeitsbereiche minimieren das Unfallrisiko erheblich. Speziell in Produktionsumgebungen, in denen Maschinen und Werkzeuge zum Einsatz kommen, trägt eine optimale Beleuchtung wesentlich zur Arbeitssicherheit bei.
4. Verbesserung der Kommunikation: Helle und gut beleuchtete Räume fördern die Interaktion zwischen den Mitarbeitern, da visuelle Barrieren reduziert werden. Eine offene, helle Atmosphäre schafft eine angenehme Arbeitsumgebung, die Zusammenarbeit und Kreativität unterstützt.
5. Anpassung an individuelle Bedürfnisse: Moderne Tageslichtsysteme erlauben, Lichtverhältnisse flexibel an verschiedene Arbeitsbereiche und individuelle Anforderungen anzupassen. Dies ist besonders wichtig in Hallen mit unterschiedlichen Tätigkeiten, von groben Montagearbeiten bis zu feinmechanischen Präzisionsaufgaben.

Tageslichtsysteme wie Lichtkuppeln, Flachdachfenster und Lichtkuppeln mit Lüftungs- und Entrauchungsfunktionen eignen sich für die grundsätzliche Ausleuchtung mit natürlichem Tageslicht. Für erhöhte Anforderungen in abgegrenzten Bereichen kommen ergänzende Tageslichtleitsysteme zum Einsatz, die das Tageslicht gezielt an Stellen im Gebäude leiten, an denen es besonders benötigt wird.

Abbildung 03: Tageslichtsystem mit integriert Photovoltaik

Nachhaltigkeit und Zukunftsperspektiven

Der Einsatz von Lichtkuppeln, Flachdachfenstern und Lichtbändern ist nicht nur eine Investition in die Energieeffizienz, sondern auch in die Nachhaltigkeit eines Gebäudes. Durch moderne Produktionsverfahren und recyclingfähige Materialien werden diese Systeme selbst zu einem Bestandteil nachhaltiger Baukonzepte.

In einer Zeit, in der die Anforderungen an energieeffiziente und mitarbeiterfreundliche Arbeitsplätze steigen, bieten Tageslichtlösungen eine zukunftsweisende Perspektive. Architekten und Fachplaner, die auf eine durchdachte Lichtplanung setzen, tragen nicht nur zur Einhaltung gesetzlicher Vorgaben bei, sondern schaffen auch Mehrwert für Unternehmen und Mitarbeiter. Für Fachplaner und Architekten bieten die Mitgliedsunternehmen des FVLR umfassende Beratung und Planungsunterstützung, um optimale Lösungen für Ihre Projekte zu realisieren. Kontaktieren Sie die Unternehmen, um mehr über die Vorteile von Tageslichtsystemen zu erfahren.

(Text: Ulrich Koch)