Tageslichtnutzung und Kunstlicht
Bei der Berechnung der Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden spielt der Energiebedarf für die künstliche Beleuchtung bei Nichtwohngebäuden eine große Rolle.
Wie bei jeder Anlagentechnik hängt auch die Energiemenge für den Betrieb der Beleuchtungsanlage zunächst von baulichen Parametern ab.
Die Tiefe und Höhe eines Raumes, die Anordnung, Verteilung und Größe der Fensterflächen, die Art des Sonnenschutzes und nicht zuletzt die Farbe und Beschaffenheit der Innenoberflächen bestimmen die Quantität und Qualität der Tageslichtnutzung. Durch den Einsatz tageslichtlenkender Systeme wird das einfallende Tageslicht gleichmäßiger in der Raumtiefe verteilt.
Die Orientierung der Fensterflächen ist abhängig von dem Zweck, der mit dem transparenten Bauteil verfolgt wird.
Die nicht messbare Qualität einer spezifischen Blickbeziehung nach außen ist nicht vergleichbar mit der messbaren Größe des Energiebedarfs, der mit der Größe und Orientierung der Fensterfläche zusammenhängt.
Während im Wohnungsbau eindeutig die Südorientierung der Fenster energetisch zu bevorzugen ist, können im Nichtwohnungsbau derartige pauschale Aussagen nicht getroffen werden.
Bei Wohngebäuden ist die Reduzierung der winterlichen Wärmeverluste durch Fenster auf der Nordseite maßgebliche Einflussgröße für die Energiebilanz, weshalb Größe und Orientierung der Öffnungen in dieser Hinsicht optimiert werden. In einem Bürogebäude hingegen ist aufgrund der hohen Anforderungen an die Raumausleuchtung während einer langen täglichen Nutzungsdauer eher eine großzügige Bemessung der Fenster auf der Nordseite sinnvoll. Die Reduktion des Wärmeeintrages im Sommer und die gleichmäßige Versorgung mit Tageslicht spielen hier energetisch gesehen eine wesentlich größere Rolle als die Reduktion der Wärmeverluste.
Das Optimum des Fensterflächenanteils ist also abhängig von der Himmelsrichtung und der Art der Raumnutzung. Die jeweiligen Abhängigkeiten der einzelnen Parameter lassen sich jedoch nicht pauschalieren, vielmehr sind sie für jeden Einzelfall unter den spezifischen Randbedingungen zu überprüfen.
- Primärenergiebedarf eines Standard-Büroraumes in Abhängigkeit vom Fensterflächenanteil (Dämmstandard EnEV, Südfenster mit außen liegendem Sonnenschutz, Beheizung mit Gasbrennwertgerät, Kühlung mit Kompressionskältemaschine)
Kunstlicht
Bei der Planung von Kunstlicht sind Aspekte der Ergonomie, der Ästhetik und des Energieverbrauchs von Bedeutung. An dieser Stelle werden ausschließlich die energetischen Auswirkungen betrachtet. Der Energiebedarf von Kunstlicht wird bestimmt durch die sogenannte Laufzeit der Beleuchtungskörper, dem direkten und indirektem Lichtanteil, der Technologie der Leuchte, der Lampenart und der Regelung.
Die Laufzeit kann durch eine optimierte Nutzung des Tageslichtes in Verbindung mit einer bedarfs-und präsenzgesteuerten Regelung des Kunstlichteinsatzes reduziert werden. Häufig wird die künstliche Beleuchtung so ausgelegt, dass der zu beleuchtende Bereich nicht direkt sondern indirekt über Reflexion des Lichtes an den Raumoberflächen ausgeleuchtet wird. Die Gründe hierfür sind eine gleichmäßige und weitgehend blendfreie Beleuchtung, sowie die Schaffung einer spezifischen Beleuchtungsatmosphäre. Häufig wird dabei vergessen, dass hohe Indirektanteile zu einer Erhöhung der Beleuchtungsleistung und damit zu einer Erhöhung des Strombedarfs um etwa 20 % beitragen. Die gebräuchlichsten Lampenarten im Gebäudeinnenbereich sind in der Reihenfolge ihrer Effizienz Leuchtstofflampen, LED, Halogenlampen und Glühlampen. Leuchtstofflampen werden mit einem Vorschaltgerät betrieben. Ein elektronisches Vorschaltgerät (EVG) bringt im Vergleich zu einem konventionellen Vorschaltgerät bereits eine Energieeinsparung von ca. 20 %. Durch tageslichtabhängiges Dimmen, wie es bei EVGs möglich ist, können nochmals bis zu 50 % des Energiebedarfs eingespart werden.
- Die Effizienz einer Beleuchtungsanlage ist u.a. abhängig vom Beleuchtungskonzept. Indirekte Beleuchtung ist bei gleicher Beleuchtungsstärke immer mit einem höheren Stromverbrauch verbunden. Die Anforderungen an die Beleuchtungsanlage sind in DIN EN 12665 »Licht und Beleuchtung – Grundlegende Begriffe und Kriterien« und DIN EN 12464 »Beleuchtung von Arbeitsstätten« beschrieben (z. B. 500 lx Nennbeleuchtungsstärke am Büroarbeitsplatz).
a Direkte Beleuchtung
b Indirekte Beleuchtung
c Direkt mit arbeitsplatzbezogener Zusatzbeleuchtung
d Arbeitsplatzbezogene Beleuchtung mit indirekter Grundbeleuchtung
Energetische Bewertung – Beleuchtung
(Fensterflächenanteil 50 %, helle Oberflächen, Raumtiefen 5 m, Büronutzung, 100 m2 Nettogrundrissfläche)
- Leistung und jährlicher Verbrauch von unterschiedlichen Beleuchtungsanlagen
Autoren:
Clemens Richarz, Prof. Dipl.-Ing., Architekt, Energieberater
Christina Schulz, Dipl.-Ing., Architektin, Energieberaterin
Friedemann Zeitler, Dipl.-Ing., Architekt, Energieberater, Bausachverständiger
Den vollständigen Beitrag finden Sie in 
DETAIL Praxis Energetische Sanierung
ENERGIE + NACHHALTIGKEIT
