Nachhaltige Beleuchtungslösungen in Industriegebäuden: Lichtkuppeln, Flachdachfenster und Lichtbänder

Die Integration natürlicher Beleuchtung ins Industriegebäude stellt einen entscheidenden Faktor für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen dar. Systeme wie Lichtkuppeln, Flachdachfenster und Lichtbänder bieten nicht nur erhebliche Energieeinsparpotenziale, sondern verbessern auch die Lebens- und Arbeitsbedingungen. Angesichts wachsender Anforderungen an Umweltverträglichkeit und Ressourceneffizienz gewinnen solche Lösungen zunehmend an Bedeutung. Ferner bieten die Lichtkuppeln, Flachdachfenster und Lichtbänder einen echten Mehrwert. Mit entsprechenden Öffnungseinrichtungen ausgestattet, können sie für die tägliche Lüftung und im Brandfall als natürliche Entrauchung eingesetzt werden. Bei besonders großflächigen Gebäuden bieten sie den zusätzlichen Vorteil, dass sie im Brandfall das Gebäude thermisch entlasten und so die Gebäudestruktur vor einem möglichen Versagen schützen können. 

Vorteile der natürlichen Beleuchtung

1. Energieeffizienz

Die Nutzung von Tageslicht kann den Energieverbrauch für Beleuchtung erheblich senken. Studien zeigen, dass Industriegebäude durch die Installation von Tageslichtöffnungen Einsparungen von bis zu 49 % erzielen können, insbesondere bei Arbeitszeiten von zehn Stunden pro Tag. In Betrieben mit einer Arbeitszeit von 8 Stunden können sogar ca. 54 % der Energiekosten für die Beleuchtung eingespart werden. Zusätzlich reduziert der solare Wärmegewinn im Winter den Heizbedarf in dieser Jahreszeit.

Details zur Energieeinsparung:

• Einsparpotenziale variieren je nach Jahreszeit und geografischer Lage zwischen 30 % und 63 %.
• Hohe Effizienzsteigerungen durch Kombination von Tageslicht und tageslichtabhängigen Steuerungssystemen.
• Reduzierung der Energiekosten durch Minimierung von Transportverlusten.

Auch wenn erfreulicherweise der Anteil der Energieerzeugung aus erneuerbaren Quellen kontinuierlich steigt, leistet jede Kilowattstunde, die durch die natürliche Beleuchtung eingespart wird, einen wichtigen Beitrag zur Energieeffizienz eines Gebäudes.  Denn diese Kilowattstunde muss nicht produziert, nicht über möglicherweise weite Strecken transportiert werden.

Energieeffizienz setzt aber auch entweder eine aktive Beteiligung der Nutzer oder bessere eine aktive Steuerung der Ergänzungsbeleuchtung in Abhängigkeit der Verfügbarkeit des natürlichen Tageslichts voraus.

2. Gesundheit und Wohlbefinden

Natürliches Tageslicht hat eine tiefgreifende Wirkung auf die Gesundheit der Mitarbeiter. Es unterstützt den zirkadianen Rhythmus (innere Uhr), der für erholsamen Schlaf und hohe Leistungsfähigkeit entscheidend ist. Studien haben gezeigt, dass eine ausreichende Tageslichtversorgung die Stimmung verbessert, Stress reduziert, da es die Produktion des Wachmacher Cortisols und des Glückshormons Serotonin im Körper anregt. Das natürliche Tageslicht erhöht damit auch die allgemeine Zufriedenheit am Arbeitsplatz.

Gesundheitliche Vorteile:

• Verringerung von Augenbelastung und Kopfschmerzen durch bessere Lichtqualität.
• Verminderung von Schlafstörungen und depressiven Störungen.
• Natürliches Licht fördert die biologische Wirksamkeit und unterstützt das kognitive Leistungsvermögen.

3. Produktivität und Arbeitsplatzattraktivität

Gut beleuchtete Arbeitsumgebungen steigern die Produktivität und schaffen eine angenehmere Atmosphäre. Die Qualität des Lichtes wirkt sich direkt auf die Motivation und das Wohlbefinden der Mitarbeiter aus, was insbesondere in Produktions- und Montagehallen von Vorteil ist. Zusätzlich wird das Unfallrisiko durch optimale Sichtverhältnisse reduziert.

Weitere Aspekte:

• Erhöhung der Attraktivität des Arbeitsplatzes für bestehende und neue Mitarbeiter.
• Reduktion von Krankheitsfällen durch eine gesunde Arbeitsumgebung.
• Erhöhung der Leistungsfähigkeit
• Reduzierung von möglichen Fehlern bei Überwachungs- oder manuellen Tätigkeiten.

4. Nachhaltigkeitsaspekte

Die Nutzung natürlicher Beleuchtung unterstützt die nachhaltige Entwicklung von Gebäuden und trägt zur Erreichung von Klimazielen bei. Tageslichtsysteme wie Lichtkuppeln, Flachdachfenster und Lichtbänder bestehen aus langlebigen, wartungsarmen Materialien und können oft mit geringem Materialeinsatz in die Dachkonstruktion integriert werden.

Nachhaltige Eigenschaften:

• Verwendung von hochwertigen, recycelbaren Materialien mit langer Lebensdauer.
• Nahezu vollständige Wiederverwertung von Produktionsabfällen und gesicherte Verwertung der Materialien am Ende ihres Lebenszyklus.
• Zusätzliche Funktionen wie natürliche Lüftung und Rauchableitung im Brandfall.

Ein entscheidender Vorteil ist, dass diese Systeme nicht nur die Umwelt schonen, sondern auch den wirtschaftlichen Nutzen eines Gebäudes steigern. Investitionen in nachhaltige Beleuchtung zahlen sich langfristig durch niedrigere Betriebskosten und höhere Attraktivität aus.

5. Technische und gesetzliche Anforderungen

Die Planung natürlicher Beleuchtungssysteme ist grundsätzlich unkompliziert, erfordert aber eine genaue Kenntnis der gesetzlichen und technischen Anforderungen, um eine optimale Integration sicherzustellen.

Relevante Normen und Vorschriften:

1. ArbStättV § 3: Notwendigkeit einer ausreichenden Tageslichtversorgung und Sichtverbindung nach außen
2. ASR A3.4: Richtlinien zur Tageslichtnutzung, Blendungsminimierung und Beleuchtungsstärken
3. DIN EN 12464-1: Anforderungen an die Beleuchtung von Arbeitsplätzen in Innenräumen.

Planungshinweise:

• Eine Mindest-Tageslichtfläche von 10 % der Dachfläche wird empfohlen und deckt die meisten Anforderungen ab. Alternativ kann ein Tageslichtquotient von 4 % bei der Tageslichtversorgung über Dachoberlichter angestrebt werden.
• Berücksichtigung von Lichttransmission, g-Wert und U-Wert in der Planung zur Optimierung der Energieeffizienz und des Komforts.
• Kopplung der künstlichen Ergänzungsbeleuchtung über entsprechende Sensoren an die Verfügbarkeit des Tageslichts mit dem Einsatz dynamischer Lichtsteuerungssysteme zur Anpassung an wechselnde Lichtverhältnisse.

Ergänzende Aspekte:

• Vorgaben zur Blendfreiheit und gleichmäßigen Lichtverteilung sind zu beachten.
• Ausrichtung der Tageslichtflächen und/oder Integration von Beschattungssystemen berücksichtigen.

6. Planung und Umsetzung

Eine erfolgreiche Integration von Lichtkuppeln, Flachdachfenstern und Lichtbändern setzt eine frühzeitige Planung voraus. Folgende Schritte können als Leitfaden dienen:

I. Bedarfsanalyse:

• Analyse der Anforderungen basierend auf Nutzung, Arbeitszeiten und spezifischen Sehaufgaben.
• Berücksichtigung von klimatischen Bedingungen und Gebäudelage.

II. Produktauswahl:

• Auswahl geeigneter Produkte mit der erforderlichen Lichttransmission.
• Beachtung der Wartungsanforderungen zur langfristigen Sicherstellung der Lichtqualität.

III. Integration in die Architektur:

• Ermittlung der erforderlichen Tageslichtfläche
• Berücksichtigung der Dachkonstruktion und statischen Anforderungen.
• Platzierung und Ausrichtung der Lichtöffnungen für maximale Lichtausbeute und gleichmäßige Verteilung.

IV. Steuerung und Automatisierung:

• Einsatz von Sensoren und Steuerungssystemen zur tageslichtabhängigen Regelung der künstlichen Ergänzungsbeleuchtung.
• Kombination mit künstlicher Beleuchtung zur Sicherstellung von Normwerten.

Fazit

Die Integration natürlicher Beleuchtung durch Lichtkuppeln, Flachdachfenster und Lichtbänder bietet vielfältige Vorteile für Industriegebäude: von erheblichen Energieeinsparungen bis zu einer verbesserten Arbeitsumgebung. Durch die Einhaltung technischer und gesetzlicher Anforderungen können Architekten und Fachplaner nachhaltige, wirtschaftlich vorteilhafte Lösungen schaffen. Investoren profitieren langfristig durch geringere Betriebskosten und eine höhere Attraktivität ihrer Gebäude. Natürliches Licht ist somit nicht nur eine Bereicherung für die Architektur, sondern auch ein entscheidender Faktor für nachhaltiges Wirtschaften und Wohlergehen.

(Text: Ulrich Koch)

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Der FVLR stellt sich vor

Der FVLR Fachverband Tageslicht und Rauchschutz e. V. wurde 1982 gegründet. Er repräsentiert die deutschen Hersteller von Lichtkuppeln, Lichtbändern sowie Rauch- und Wärmeabzugsanlagen. Sie verfügen über ein umfangreiches, langjähriges Know-how und technisch qualifizierte Mitarbeiter. Sie beraten Planer und Anwender umfassend und leisten aktive Hilfestellung bei der Projektierung, Ausführung und Wartung von Tageslicht-Dachoberlichtern sowie Rauch- und Wärme-Abzugsanlagen. Lichtkuppeln und Lichtbänder erfüllen vielfältige Aufgaben in der Architektur. Rauch- und Wärmeabzugsanlagen sind unverzichtbare Bestandteile des vorbeugenden baulichen Brandschutzes. Der FVLR hat es sich zum Ziel gemacht, europaweit produktneutrale, sachliche und fundierte Forschungs- und Informationsarbeit zu leisten, bei Planern, Architekten, Entscheidungsträgern und Anwendern. Deswegen ist der FVLR auch aktives Mitglied in EUROLUX, der Vereinigung der europäischen Hersteller von Lichtkuppeln, Lichtbändern und RWA. Er wirkt darüber hinaus in den einschlägigen Gremien zur internationalen und europäischen Normungsarbeit mit.