{"id":3666,"date":"2018-08-06T10:49:21","date_gmt":"2018-08-06T08:49:21","guid":{"rendered":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/?p=3666"},"modified":"2018-09-24T15:58:04","modified_gmt":"2018-09-24T13:58:04","slug":"5-3-tageslichtberechnung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/5-3-tageslichtberechnung\/","title":{"rendered":"5.3 Tageslichtberechnung"},"content":{"rendered":"

5.3.1 Tageslichtquotient<\/h2>\n

Zur Beurteilung minimaler Beleuchtungsverh\u00e4ltnisse in einem Raum wird die in einem Punkt\u00a0P des Raumes herrschende Horizontal-Beleuchtungsst\u00e4rke E<\/i>v,\u2009Hi<\/sub> mit der entsprechenden Horizontal-Beleuchtungsst\u00e4rke im Freien E<\/i>v,\u2009He<\/sub> bei bedecktem Himmel verglichen \u2192 Tageslichtquotient D<\/i> (vgl. auch [5.6]<\/span><\/span>):<\/p>\n

(5.11)<\/div>\n

<\/p>\n

Die Beleuchtungsst\u00e4rke an einem bestimmten Punkt in einem Raum wird unter anderem von folgenden Faktoren beeinflusst:<\/p>\n

    \n
  • Beleuchtungsst\u00e4rke im Freien<\/li>\n
  • Gr\u00f6sse und Lage der Fenster\/Oberlichter<\/li>\n
  • Lichtverluste in der Fensterebene<\/li>\n
  • Verbauung<\/li>\n
  • Lichtreflexion an Verbauungen und am Boden<\/li>\n
  • Lichtreflexion an Raumbegrenzungsfl\u00e4chen<\/li>\n
  • Raumdimensionen<\/li>\n<\/ul>\n

    Unter Ber\u00fccksichtigung der verschiedenen Einflussfaktoren l\u00e4sst sich der Tageslichtquotient wie folgt aufsplitten:<\/p>\n

    (5.12)<\/div>\n

    <\/p>\n

    <\/div>\n
    \"Aufteilung<\/div>\n
    Abbildung\u202f5.9:\u2002Aufteilung des Tageslichtquotienten in die drei Anteile: direktes Licht, Verbauungslicht und Innenreflexion; Fensterh\u00f6henwinkel (\u03b5<\/i>F<\/sub> bzw. \u03b5<\/i>V<\/sub>) und Verbauungsabstandswinkel (\u03b1<\/i>V<\/sub>)<\/div>\n

    Himmelslichtanteil D<\/i><\/b>H<\/sub><\/h3>\n

    Der direkte Anteil D<\/i>H<\/sub> wird durch den vom Bezugspunkt\u00a0P aus durch das Fenster direkt sichtbaren Himmelsanteil<\/i> erzeugt (\u00ab\u200aStandardbezugspunkte\u200a\u00bb P1<\/sub> und P2<\/sub> f\u00fcr Wohnr\u00e4ume und vergleichbare Arbeitsr\u00e4ume: 0,85\u202fm \u00fcber Boden, in halber Bautiefe, jeweils 1\u202fm vor den Seitenw\u00e4nden). Zur Bestimmung dieses Tageslichtanteils kann z.\u2009B. das sog. Himmelslichtdiagramm von Waldram<\/i> (vgl. Abb. 5.10 und Anhang 9.26), das eine spezielle Projektion des halben Himmelsgew\u00f6lbes darstellt, beigezogen werden. Die Einteilungen auf der Abszisse (Breitenwinkel \u03b2<\/i>) resp. der Ordinate (H\u00f6henwinkel \u03b5<\/i>) sind dabei so gew\u00e4hlt, dass das halbe Himmelsgew\u00f6lbe (\u2259\u202fD<\/i>H<\/sub>\u202f=\u202f50\u202f%) in gleiche Quadrate (Netzeinheiten, NE), mit gleicher Horizontalbeleuchtungsst\u00e4rke E<\/i>h<\/sub> unterteilt ist (\u00a0\u2192\u00a01\u00a0NE\u00a0\u2259\u00a050\u00a0%\u00a0D<\/i>\u00a0H<\/sub>\u00a0\/\u00a0Anzahl\u00a0NE\u00a0)\u00a0.<\/p>\n

    Bei Blickrichtung normal zur Fensterebene (vgl. Abb. 5.12) sieht man vom Bezugspunkt\u00a0P aus die waagrechten Kanten des Fensters resp. einer Verbauung parallel zum Fenster unter den entsprechenden H\u00f6henwinkeln \u03b5<\/i>F<\/sub> resp. \u03b5<\/i>V<\/sub>.<\/p>\n

    Seitlich wird das Fenster resp. die Verbauung durch die entsprechenden Breitenwinkel \u03b2<\/i>l<\/sub> , \u03b2<\/i>r<\/sub> begrenzt. Da das gezeigte Diagramm einem D<\/i>H<\/sub> von 50\u202f% entspricht, kann unter Beizug des \u00fcbergelegten, regelm\u00e4ssigen Rasters der durch eine Fenster\u00f6ffnung neben den Verbauungen wirksame direkte Himmelslichtanteil D<\/i>H<\/sub> durch einfaches Ausz\u00e4hlen der Quadrate (NEH<\/sub>) ermittelt werden (D<\/i>H<\/sub>\u202f=\u202fAnzahl NEH<\/sub> \u00b7 (\u2026 % D<\/i>H<\/sub>\/NE)).<\/p>\n

    \"Himmelslichtdiagramm<\/div>\n
    Abbildung\u202f5.10:\u2002Himmelslichtdiagramm f\u00fcr grafische Ermittlung der\u00a0D-Anteile D<\/i>H<\/sub> und D<\/i>V<\/sub> (halbes Himmelsgew\u00f6lbe D<\/i>H <\/sub>\u2259 50\u202f%)<\/div>\n

    Aussenreflexionsanteil D<\/i><\/b>V<\/sub><\/h3>\n

    Der Aussenreflexionsanteil D<\/i>V<\/sub> wird auf die gleiche Weise bestimmt; dabei ist jedoch zu beachten, dass anstelle des Himmels eine mit meist bedeutend geringerer Leuchtdichte reflektierende Fl\u00e4che vorhanden ist. Der der Verbauungsfl\u00e4che entsprechende direkte Tageslichtanteil wird in erster N\u00e4herung mit 0,15 multipliziert (oder genauer mit 0,31 \u00b7 \u03c1<\/i>Verbauung<\/sub>).<\/p>\n

    \"Ausblick<\/div>\n
    Abbildung\u202f5.11:\u2002Ausblick aus einem Fenster mit teilweiser Verbauung: Bezugspunkt mit Breiten- und H\u00f6henwinkel f\u00fcr Fenster und Verbauungswinkel<\/div>\n

    <\/h3>\n
    \"Ausblick<\/div>\n
    Abbildung\u202f5.12:\u2002Ausblick aus einem Fenster mit teilweiser Verbauung (vgl. Abb 2.11). Darstellung Fensterausschnitt und Verbauung im Himmelslichtdiagramm:
    \n92 NEH<\/sub> \u00e0 0,1\u202f% \u2259 D<\/i>H<\/sub> von 9,2\u202f%
    \n21 NEV<\/sub> \u00e0 0,1\u202f% \u00b7 0,15 \u2259 D<\/i>V<\/sub> von 0,3\u202f%<\/div>\n

    Innenreflexionsanteil D<\/i><\/b>R<\/sub><\/h3>\n

    Der von den Oberfl\u00e4chen des Raumes selbst reflektierte Anteil D<\/i>R<\/sub> ist ziemlich schwer zu erfassen. Mittels theoretischer Berechnungen und Modellversuchen hat Hopkinson [5.2]<\/span><\/span> f\u00fcr seitliche Fenster<\/i> folgenden N\u00e4herungsansatz gefunden:<\/p>\n

    (5.13)<\/div>\n

    <\/p>\n

    <\/div>\n
    \"Abh\u00e4ngigkeit<\/div>\n
    Abbildung\u202f5.13:\u2002Abh\u00e4ngigkeit der Fensterfaktoren k<\/i>o<\/sub>, k<\/i>u<\/sub> und k<\/i> vom Verbauungsabstandswinkel \u03b1<\/i>V<\/sub><\/div>\n

    <\/h3>\n

    Im Allgemeinen werden die Tageslichtanteile D<\/i>H<\/sub>, D<\/i>V<\/sub> und D<\/i>R<\/sub> zun\u00e4chst f\u00fcr die Rohbaumasse des Fensters<\/i> bestimmt und Verluste durch Verglasung (\u03c4<\/i>), Versprossung, Rahmen und Mittelpfosten (k<\/i>1<\/sub>), Verschmutzung (k<\/i>2<\/sub>) und Korrekturen infolge nichtsenkrechten Lichteinfalls (k<\/i>3<\/sub>) nachtr\u00e4glich ber\u00fccksichtigt.<\/p>\n

    <\/div>\n

    5.3.2 Richtwerte f\u00fcr Tageslichtquotienten<\/h2>\n
    <\/div>\n

    Neben diesen Minimalwerten f\u00fcr den Tageslichtquotienten bildet eine ausgeglichene Leuchtdichteverteilung<\/i> in Arbeitsr\u00e4umen eine wesentliche Voraussetzung f\u00fcr ein angenehmes, visuelles Raumklima (keine Blendung, nicht zu starke Kontraste).<\/p>\n

    Je nach Nutzung sind abwechslungsreiche Lichtkontraste als gestalterisches Element notwendig, um langweilige, monoton ausgeleuchtete R\u00e4ume zu vermeiden (Bsp. Eingangshallen, Treppenh\u00e4user, Wohnzonen etc.).<\/p>\n

    5.3.3 Optimale Fensteranordnung und Tageslichtnutzung<\/h2>\n

    Nicht nur die Gr\u00f6sse, sondern auch die Lage einer Licht\u00f6ffnung<\/i> beeinflussen den Verlauf der Beleuchtungsst\u00e4rke im Innenraum in entscheidender Weise. L\u00e4sst man Tageslicht unter hohen Einfallswinkeln einfallen, so steigt der Beleuchtungswirkungsgrad erheblich an.<\/p>\n

    Anhand des untenstehenden Schnittmodells wird der Einfluss von Fensterlage und -gr\u00f6sse auf die nat\u00fcrliche Raumbeleuchtung ersichtlich.<\/p>\n

    \"Einfluss<\/div>\n
    Abbildung\u202f5.14:\u2002Einfluss der Fensterlage auf den Tageslichtquotienten: Jede \u00d6ffnung, obwohl verschieden gross, erzeugt im Bezugspunkt\u00a0P die gleiche Horizontalbeleuchtungsst\u00e4rke [5.4]<\/span><\/span><\/div>\n

    <\/h3>\n

    Die Tageslichtquotienten nehmen in R\u00e4umen mit einseitiger Fensteranordnung mit zunehmender Entfernung vom Fenster ab. Je h\u00f6her die Fenster angeordnet sind, desto gr\u00f6sser wird der Tageslichtquotient im fensterfernen Bereich, und die Gleichm\u00e4ssigkeit der Beleuchtung nimmt zu (vgl. Abb. 5.15).<\/p>\n

    \"Einfluss<\/div>\n
    Abbildung\u202f5.15:\u2002Einfluss der Fensterh\u00f6he auf die Raumausleuchtung bei einseitiger Fensteranordnung und konstanter Fensterfl\u00e4che A<\/i>F<\/sub><\/div>\n

    <\/h3>\n

    Mit einer zweiseitigen Fensteranordnung<\/i> wird eine bessere Ausleuchtung des Raumes erreicht, da sich die durch die einzelnen Fenster erzeugten Beleuchtungsst\u00e4rken \u00fcberlagern.<\/p>\n

    Der Bereich des kleinsten Tageslichtquotienten D<\/i>min<\/sub> verschiebt sich in R\u00e4umen mit zweiseitiger Fensteranordnung gegen die Mitte des Raumes. Die nutzbare Raumtiefe mit gen\u00fcgender Ausleuchtung nimmt zu (vgl. Abb. 5.16 und 5.17).<\/p>\n

    \"Verbesserung<\/div>\n
    Abbildung\u202f5.16:\u2002Verbesserung der Gleichm\u00e4ssigkeit der Raumausleuchtung mit Tageslicht durch zus\u00e4tzliche Anordnung eines hoch liegenden Fensters auf der Gegenseite des Hauptfensters<\/div>\n

    <\/h3>\n
    \"Einfluss<\/div>\n
    Abbildung\u202f5.17:\u2002Einfluss der Fensterdisposition auf die nat\u00fcrliche Raumausleuchtung, dargestellt f\u00fcr einen Raumk\u00f6rper mit gleichbleibenden Hauptabmessungen<\/div>\n

    <\/h3>\n

    Nicht nur fensternahe Zonen, sondern auch lichtabgelegene Tiefen des Raumes sollten nat\u00fcrlich beleuchtet werden. Bei einfachen Seitenfenstern sinkt der Tageslichtverlauf mit der Tiefe des Raumes exponentiell ab: In Fenstern\u00e4he gibt es bei einseitig beleuchteten R\u00e4umen zu viel und ab ca. 3\u202fm Raumtiefe zu wenig Tageslicht. Computersimulationen [5.7]<\/span><\/span> an einem Musterraum zeigen, wie im Oberlichtbereich angebrachte Lichtlenkkomponenten das lichtintensive Zenitlicht wirksam in tiefere Raumzonen leiten und die Tageslichtnutzungsqualit\u00e4ten erh\u00f6hen k\u00f6nnen (vgl. Abb. 5.18).<\/p>\n

    In dem mit normalen Isoliergl\u00e4sern best\u00fcckten Referenzraum sinkt der Tageslichtquotient von 20\u202f% in Fenstern\u00e4he auf 2\u202f% in 3\u202fm Raumtiefe ab. Demgegen\u00fcber f\u00fchrt ein kombiniertes Innen\/Aussen- Lichtlenksystem (anidolischer Zenitalreflektor) zu Tageslichtquotienten von 2\u202f% bis in eine Raumtiefe von 6\u202fm.<\/p>\n

    Doch die Hoffnung auf wesentlich h\u00f6here\u00a0D<\/i> in der Tiefe des Raumes ist tr\u00fcgerisch, sind doch die meisten tageslichttechnischen Verbesserungsmassnahmen dazu angetan, die Tageslichtautonomie im fensternahen Bereich w\u00e4hrend der normalen Arbeitszeiten zu vergr\u00f6ssern (vgl. Abb. 5.19).<\/p>\n

    \"Beleuchtungsautonomie<\/div>\n
    Abbildung\u202f5.18:\u2002Beleuchtungsautonomie durch nat\u00fcrliche Raumausleuchtung mittels verschiedener Lichtlenksysteme gem\u00e4ss Abbildung 5.19<\/div>\n

    <\/h3>\n

    Die Tageslichtautonomie gibt an, wie viel Prozent der t\u00e4glichen Nutzungsstunden ein Arbeitsplatz ausreichend mit Tageslicht versorgt wird.<\/p>\n

    \"Licht-Lenksysteme<\/div>\n
    Abbildung\u202f5.19:\u2002Licht-Lenksysteme zur Verbesserung der Raumausleuchtung in der Tiefe (Computersimulationen, Leuchtdichten in cd\/m2<\/sup>) [5.7]<\/span><\/span><\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    5.3.1 Tageslichtquotient Zur Beurteilung minimaler Beleuchtungsverh\u00e4ltnisse in einem Raum wird die in einem Punkt\u00a0P des Raumes herrschende Horizontal-Beleuchtungsst\u00e4rke Ev,\u2009Hi mit der entsprechenden Horizontal-Beleuchtungsst\u00e4rke im Freien Ev,\u2009He bei bedecktem Himmel verglichen \u2192 Tageslichtquotient D (vgl. auch [5.6]): (5.11) Die Beleuchtungsst\u00e4rke an einem bestimmten Punkt in einem Raum wird unter anderem von folgenden Faktoren beeinflusst: Beleuchtungsst\u00e4rke im […]<\/p>\n","protected":false},"author":8,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[13],"tags":[],"class_list":["post-3666","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tageslicht"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3666","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-json\/wp\/v2\/users\/8"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=3666"}],"version-history":[{"count":7,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3666\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":6700,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3666\/revisions\/6700"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=3666"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=3666"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=3666"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}