Neues Raumplanungsgesetz und Tageslicht in Gebäuden 2013 hat sich das Schweizer Volk für das neue Raumplanungsgesetz ausgesprochen. Kern dieses Gesetzes bildet der sparsame Umgang mit den Landressourcen, sowohl für die Erweiterung, als auch für die effektive Nutzung vorhandener Siedlungsflächen. Es geht darum mehr zu verdichten, höher und tiefer zu bauen und Verkehrsflächen übereinander zu stapeln. Neue Ansätze in der Lichtplanung sind gefragt, um das Tageslicht effektiver zu nutzen und die Lebensqualität der Bewohner und Arbeitenden zu verbessern. Verdichtetes Bauen führt zu geringeren Abständen zwischen Bauten und dadurch zu weniger Tageslicht in unteren erdnahen Geschossen. Schon bei einfachsten Reihenhaus Siedlungen zeigt sich, dass der Tageslichtanteil im Gebäudekern gering ist. Die Gebäudetiefen sind zu gross, als dass von beiden Seiten genügend frei verfügbares Tageslicht die Räume fluten kann. Die innenliegenden Gebäudezonen sind auch tagsüber mit Kunstlicht versorgt, was dem Gedanken des Energiesparens widerspricht und das Wohlbefinden beeinträchtigt. Nachträgliche Lösungen zur Verbesserung der Situation sind aus technischen und monetären Gründen kaum möglich. Es gibt jedoch neue Ansätze, die weitgehend unbekannt sind, aber sehr effektiv dieses Malheur beheben können. Es gibt einige wenige Firmen, die sich dieser Herausforderungen annehmen und auch schon Lösungen und Produkte entwickelt haben. Tageslicht beeinflusst die Gesundheit (Seco, Verordnung zum Arbeitsgesetz) Das Tageslichtlicht beeinflusst nicht nur das eigentliche Sehen, sondern auch die Aktivität (Tätigkeitsdrang, Betriebsamkeit, Unternehmungsgeist), physiologische Vorgänge (Stoffwechsel, Kreislauf, Hormonhaushalt, Immunsystem) und Psyche. Die Variation des Tageslichts im Tages- und Jahresverlauf ist ein zentraler Faktor für das Synchronisieren des zirkadianen Rhythmus der physiologischen und psychologischen Funktionen mit der Tageszeit. Um diese Funktionen zu aktivieren ist es notwendig, dass tagsüber eine gewisse Dosis von Licht auf die Netzhaut der Augen auftritt, das eine Farbtemperatur mit hohem Blauanteil und eine genügende Intensität hat: • Lichtintensität min. 600 Lux (während der gesamten Arbeitszeit) • Farbtemperatur 5300 - 6500 K Unterhalb dieser Tageslichtdosis tritt die Sekretion von Melatonin sowie eine Senkung der Spiegel von Serotonin und Glucocorticoiden ein. Serotonin ist das für das Wachwerden massgebende Hormon; es erleichtert Übertragungen im Nervensystem. Melatonin ist das für die Gewährleistung der biologischen Rhythmen und für die Wachseins-/Schlafes-Zyklen massgebende Hormon. Glucocorticoide beeinflussen den Stoffwechsel, den Wasser- und Elektrolythaushalt, das HerzKreislaufsystem und das Nervensystem. Ferner wirken sie entzündungshemmend und immunsuppressiv. Rudolf Signer, Alpsteinstrasse 12, 9030 Abtwil Seite 1 von 8 09.02.16 Anforderungen an Arbeitsräume und Wohnräume bezüglich Tageslicht Wohnräume Der Gesetzgeber fordert, dass ein Wohnraum Fenster aufweisen muss, die minimal 10% der Grundfläche des Raumes ausmachen sollen. Dabei wird keine Forderung an die Qualität der Lichtverhältnisse gestellt. Es ist also egal, ob das Fenster in einem Innenhof im Erdgeschoss befindet, ob es sich im Stadtzentrum direkt an ein sehr nahe gebautes anderes Gebäude grenzt, oder ob es sich um eine Dachwohnung mit Rundumblick handelt. Arbeitsräume Arbeitsräume müssen ausreichend (mit ca. 200 bis 750 lx) belichtet sein und sollen einen direkten Blick zur Aussenwelt freigeben. Dazu gibt es eine Tabelle wieviel Licht (Kunstlicht Anforderungen) für welche Tätigkeiten notwendig sind. Untergeschossräume können dann genutzt werden, wenn dies aus organisatorischen Gründen nicht anders machbar ist (zB Verkaufsräume in Einkaufszentren, etc), dabei muss aber organisatorisch sichergestellt sein, dass der/die Arbeitnehmende ausreichend Freiraum, Pausen erhält, um sich in Räumen mit Tageslicht oder im Freien aufhalten kann. Beleuchtungsstärke lux [lx] Die Beleuchtungsstärke in lx ist der Quotient der Lichtstärke einer punktförmigen Lichtquelle in Candela (cd) und dem Quadrat der Entfernung in m. Im Freien hat die Distanz zur Sonne keinen Einfluss mehr, weshalb man die Beleuchtungsstärke Lux als absolut betrachten darf. Beispiele, cirka Werte Heller Sonnentag Bedeckter Sommertag Im Schatten im Sommer Bedeckter Wintertag Büro-/ Zimmerbeleuchtung Kerzenlicht 1 m Entfernung Vollmondnacht 100'000 lux 20'000 lux 10'000 lux 3’500 lux 500 lux 1 lux 0.25 lux Tageslicht Tageslicht ist das sichtbare Licht der Sonne (Sonnenlicht) bzw. der Sonnenschein, der von Sonnenaufgang bis zum Sonnenuntergang zu sehen ist, also das natürliche Licht des lichten Tages. Das menschliche Auge kann das Licht im Bereich von 380 bis 780 Nanometer wahrnehmen. Sonnenlicht Sonnenlicht (direktes Sonnenlicht) ist volkstümlich am Einfachsten definiert, als jenes das zum augenfälligen Schattenwurf führt. Es besteht aus mehr oder weniger parallelen Strahlen, die die Erde berühren und sehr unterschiedlich intensiv sind, je nach Ort, Rudolf Signer, Alpsteinstrasse 12, 9030 Abtwil Seite 2 von 8 09.02.16 Höhenlage, Jahreszeit und Himmelsbedeckung. Diffuses Licht Diffuses Tageslicht ist unter einem bedeckten Himmel, im Nebel oder im Schatten (zum Beispiel unter Bäumen) vorhanden. In Mitteleuropa sind ca. 50% der Tage wolkenbehangen oder teilbedeckt, wodurch keine direkte Sonnenstrahlung möglich ist. Zenithlicht Tageslicht senkrecht vom Himmel (Zenithlicht) ist rund 3 bis 5 mal effektiver als über normale Fenster horizontal Einfallendes. Entsprechend zeigt sich dass Dachfenster obwohl meist sehr viel kleiner erstellt werden als Fassadenfenster, ebenso viel Tageslicht spenden können. Dasselbe gilt für alle horizontalen Fenster die gegen den freien Himmel gerichtet sind. 3. Neue Ansätze beim künftigen Bauen Entscheidend ist für die Belichtung von Räumen im überbauten Gebiet ist also weitgehend das Zenithlicht. Dies kann jeder leicht selber durch den Blick aus dem Fenster feststellen, wie viel er vom freien Himmel sieht. Nachbargebäude und Bepflanzungen beeinflussen diese Qualität. Erdnahe Geschosse in Städten haben meist kein Zenithlicht im Raum und sind entsprechend ganzjährig unterbelichtet, selbst wenn die Ausrichtung des Fensters südlich ist und die Sonne scheint. Gute Belichtung Anteil Himmel über 50% Messung 3000 lux Schlechte Belichtung kein Himmel sichtbar Messung 80 lux Messungen an einem sonnigen Wintertag, Tischhöhe 1 m Abstand vom Fenster, im Schatten gemessen, ohne direkte Sonneneinstrahlung Einwirkung. 3. Tageslicht Führung durch das Dach Mittlerweile sind auch Dachfenster weniger von Auflagen bedroht, da die Dächer mit Sonnen- Energieanlagen bebaut werden dürfen. Rudolf Signer, Alpsteinstrasse 12, 9030 Abtwil Seite 3 von 8 09.02.16 3.1 Einfache Systeme Als einfache Systeme sind Tageslicht Rohre gemeint, welche das Licht über Rohre vom Dach in darunterliegende Wohnzonen führen, und diese belichten. Die Lichtmenge ist wegen der Querschnitte meist sehr beschränkt. Die Effizienz und das Kosten Nutzen Verhältnis lässt sich sehen. 3.2 Komplexe Lichtleit Systeme über das Dach eingespiesen Das junge Architektenteam Loeper Schmitz Grenz Partnerschaft, in Hamburg hat kürzlich einen von der Stadt Hamburg ausgeschriebenen Architektur - Wettbewerb für die Umnutzung in Wohnen der Speicherstadt Hamburg gewonnen. Sie haben den Ansatz gewählt, die grossen Bauköper über grosse zentrale Schächte im Gebäudezentrum mit Tageslicht zu versorgen, da an der Aussenfassade aus Denkmalschutz - Gründen keine Veränderung möglich ist. Ansicht Grundriss Rudolf Signer, Alpsteinstrasse 12, 9030 Abtwil Schnitt Seite 4 von 8 09.02.16 Innenraum Perspektive www.asdfg.co Die Schweizerfirma Heliobus AG, welche schon diverse solcher Systeme erstellt hat, berät jetzt auch die Hamburger Architekten. 4. Tagslichtführung über die Fassade 4. 1 Sonnenstoren mit Licht Lenkung Die Hersteller von Sonnenschutz Systemen befassen sich schon längst mit der Thematik Licht in die Räume zu lenken, speziell wenn die Sonnenstrahlen eigentlich aus Sonnenblendschutzgründen ferngehalten werden möchten. Diese Lösungen sind vorab für Arbeitsräume und Büros von grossem Nutzen. Rudolf Signer, Alpsteinstrasse 12, 9030 Abtwil Seite 5 von 8 09.02.16 4. 2 Sonnenlichtlenkung im Raum Ein Schritt weiter geht das Forschungsprogramm der Universität in Singapur. Dort wird im Rahmen der Nachhaltigkeit „the greenest building“ studiert, wie das Sonnenlicht in die Tiefe des Raumes gelenkt werden kann. Entscheidend für das Wohlbefinden ist, dass eine ausgeglichene Helligkeit über den ganzen Raum verteilt. https://www.bca.gov.sg/zeb/daylightsystems.html 4.3 Tageslicht Lenkung in hintere Kernzonen Um mächtige Gebäude mit Tageslicht zu versorgen ist es angezeigt die Fassade effektiver zu nutzen. Mit neu artigen Fassaden Systemen ist es möglich auch die Kernzonen ausreichend mit Tageslicht zu versorgen. Dabei werden aufstehende Lichtöffnungen der Fassade zum Zenith gerichtet und das einfallende Licht in die Räume gespiesen. Es kann dabei auch im Querschnitt reduziert in den Kernzonenbereich geleitet werden. Damit können auch mächtige Hochhäuser in den Innenzonen mit Tageslicht versorgt werden. Erste Versuchsanlagen zeigen, dass dies kein Visionen mehr sind. Die Heliobus AG will diese Systeme aber aus patentrechtlichen Gründen noch nicht preisgeben. 5. Tageslicht im Untergeschoss Das gibt es schon sehr reife Produkte am Markt, welche das Tageslicht über verspiegelte Lichtschächte in die Untergeschossräume lenken, sehr effektiv und ohne weitere Gebäudeanpassungen. Dabei wird auch der Blick zum Himmel ins Zenithlicht freigegeben mit den vorstehend erwähnten positiven Eigenschaften. Rudolf Signer, Alpsteinstrasse 12, 9030 Abtwil Seite 6 von 8 09.02.16 Das Arbeiten im Untergeschoss mit Ausblick ist ohne Kunstlicht problemlos möglich. 6. Tageslicht in unterirdischen Bauten In Zukunft wird das Grundstück unterirdisch soweit möglich unterirdisch bis an die Grenzen genutzt werden. Problematisch ist hier nur die Versorgung mit ausreichend Tageslicht. Lösungsansätze sind verspiegelte Lichtschächte wie in einem herkömmlichen Untergeschoss oder neuartige betretbare Glasoberlichter, wie sie seit längerem schon auf dem Markt zu Verfügung stehen. Einerseits bieten sich die hinlänglich bekannten Tageslicht Kuppeln an. Es gibt aber auch neuere Glasbauteile, die ästhetisch zu überzeugen vermögen. Zudem bieten sie an auch den Platz darüber in form von Terrassen vollumfänglich ohne jede Einschränkungen zu nutzen. Kuppeln Glasböden, Glassfloors 7. Ein Beispiel für das Bauen mit Untergeschoss Nutzung Das Gebäude der Zukunft wird das Grundstück vollumfänglich nutzen. Überirdisch wird dies geschehen soweit es die Gebäude und Grenzabstände zulassen, unterirdisch müssen die gesetzlichen Bedingungen den neuen Möglichkeiten angepasst werden. In England und Frankreich ist es möglich die Untergeschosse zu nutzen, es ist nur der Nachweis erbracht werden, dass diese auch ausreichend mit Tageslicht versorgt werden können. Dieser Beweis ist leicht zu erbringen. Rudolf Signer, Alpsteinstrasse 12, 9030 Abtwil Seite 7 von 8 09.02.16 8. Resümee Es gibt am Markt neue Tageslicht Systeme, welche das künftige Bauen prägen können. Der Gesetzgeber ist gefordert diesen neuen Möglichkeiten Platz zu lassen, damit sich Firmen und deren Produkte entwickeln können, im Interesse der Ziele des neuen Raumplanungsgesetzes. Das Wohlbefinden der Menschen in diesen Räumen ist dabei nicht eingeschränkt, ganz im Gegenteil. Tageslicht kann grundsätzlich in jede Zone eines Gebäudes gelenkt werden. Dies sollte der Gesetzgeber wohlbedacht fördern. Es ist einzig eine Sache der Planung und den damit verbundenen Kosten, die ein Bauherr/Investor zu entscheiden hat. Rudolf Signer, Alpsteinstrasse 12, 9030 Abtwil Seite 8 von 8 09.02.16