Tageslichtautonomie

Klimabasierte Tageslichtkennzahl: Anteil der Nutzungsstunden, in denen ein Raumpunkt allein durch Tageslicht des realen Himmels ausreichend belichtet ist, berechnet mit stündlichen Wetterdaten.

Was ist die Tageslichtautonomie und wie wird sie gemessen?

Die Tageslichtautonomie (DA) ist der Anteil der jährlichen Nutzungsstunden eines Raums, in denen ein Punkt im Raum allein durch Tageslicht, ohne Kunstlicht, mindestens eine gewählte Beleuchtungsstärke erhält. Das Ergebnis ist ein Zeitanteil in Prozent und kein Verhältnis von Lichtniveaus. Den Schwellenwert der Beleuchtungsstärke legt der Planer oder das Projektbriefing fest, da die Kennzahl selbst keinen vorgibt. Ein DA-Ergebnis ist daher nur aussagekräftig, wenn der Schwellenwert daneben angegeben wird.

Zwei verwandte Kennzahlen übertragen dieses Konzept auf den gesamten Raum. Die räumliche Tageslichtautonomie (sDA) gibt den Anteil der Grundfläche an, der den Zielwert der Beleuchtungsstärke für mindestens einen festgelegten Anteil der Nutzungsstunden erreicht. Sie zeigt, wie gleichmäßig ein Grundriss belichtet ist, und nicht, wie gut ein einzelner Punkt abschneidet. Die nutzbare Tageslichtbeleuchtungsstärke (UDI) zählt die Nutzungsstunden, in denen das Tageslicht innerhalb eines Bandes liegt: Unterhalb des Bandes ist das Licht unzureichend, oberhalb ist es übermäßig, und nur das mittlere Band gilt als nutzbar.

KennzahlWas gezählt wirdFrage, die sie beantwortet
Tageslichtautonomie (DA)Nutzungsstunden, in denen ein Punkt den Schwellenwert allein durch Tageslicht erreichtWie oft erhält dieser Schreibtisch oder dieses Bett genug Licht, ohne dass Lampen eingeschaltet werden?
Räumliche Tageslichtautonomie (sDA)Anteil der Grundfläche, der den Schwellenwert für einen festgelegten Anteil der Nutzungsstunden erreichtFunktioniert der gesamte Raum oder nur der Streifen neben dem Fenster?
Nutzbare Tageslichtbeleuchtungsstärke (UDI)Nutzungsstunden innerhalb des nutzbaren Bandes, wobei zu dunkle und zu helle Stunden getrennt gezählt werdenGibt es über einen Teil des Jahres zu viel Licht, nicht nur zu wenig?

Warum benötigen klimabasierte Kennzahlen eine Simulation mit Wetterdaten?

Klimabasierte Kennzahlen sind Summen über die Zeit und lassen sich daher nicht aus einem einzelnen Himmelszustand ablesen. Jede Nutzungsstunde hängt vom Sonnenstand ab, davon, wie viel des Lichts direkte Sonne und wie viel diffuses Himmelslicht ist, sowie von der Bewölkung, die sich mit Jahreszeit und Standort ändert. Die Berechnung benötigt daher einen stündlichen Wetterdatensatz, der das Klima des Standorts repräsentiert, in der Regel ein typisches meteorologisches Jahr, sowie ein Modell, das die Sonne für jede Stunde dieses Jahres am Gebäude platziert.

Eine Simulation benötigt außerdem die Bauteile, die das Licht verändern: Fenstergrößen und -positionen, Verglasungseigenschaften, Reflexionsgrade der Innenoberflächen, Verschattungselemente, Nachbargebäude und Bäume sowie den Nutzungsplan. Der Nutzungsplan bestimmt, welche Stunden überhaupt zählen, daher ist ein Ergebnis nur so gut wie die Annahme darüber, wann sich Personen im Raum aufhalten. Spezialisierte Tageslichtsimulationssoftware berechnet Himmel und Sonne Stunde für Stunde und liefert das zeitbasierte Ergebnis für jeden Punkt oder jede Grundfläche.

Ohne Wetterdaten gibt es keine Stunden zum Zählen. Eine statische Berechnung beschreibt einen einzigen Himmel und kann einem Planer daher nicht zeigen, wie oft ein Raum über ein Jahr hinweg tatsächlich hell genug ist.

Wie unterscheidet sich die Tageslichtautonomie vom Tageslichtfaktor?

Der Tageslichtfaktor ist ein einzelnes Verhältnis, das unter einem standardisierten bedeckten Himmel berechnet wird. Er hat daher keine zeitliche Dimension und ignoriert die Sonne. Die Tageslichtautonomie ist ein Stundenanteil, der unter dem realen Himmel eines bestimmten Jahres berechnet wird, und sie zählt das tatsächlich ankommende Licht statt eines Verhältnisses zum Außenlicht. In der slowakischen Praxis ist der statische Tageslichtfaktor die Kennzahl, die die meisten Planer kennen; der Artikel zu diesem Begriff behandelt seine Definition und Berechnung und wird hier nicht wiederholt.

AspektTageslichtfaktorTageslichtautonomie und verwandte Kennzahlen
HimmelszustandEin standardisierter bedeckter HimmelStündlicher realer Himmel aus einem Wetterdatensatz
SonneUnberücksichtigtStündlich berücksichtigt
ErgebnisVerhältnis zum AußenlichtAnteil der Nutzungsstunden oder der Grundfläche
ZeitdimensionKeine, eine MomentaufnahmeGesamtes Jahr, nur Nutzungsstunden
EingabenGeometrie und VerglasungGeometrie, Verglasung, Reflexionsgrade, Verschattung, Standort, Wetterdaten und Nutzungsplan
Typische AnwendungFrühe Fensterdimensionierung und RaumtiefePrüfung der ganzjährigen Leistung und des Lichtüberschusses

Der Unterschied ist am größten, wenn direktes Sonnenlicht einen großen Teil des Lichts ausmacht. Ein Raum mit starker Direktsonne kann beim Tageslichtfaktor gut beleuchtet wirken, doch dieselbe Sonne kann zu Stunden auftreten, in denen sie in Fensternähe blendet. Nur eine zeitbasierte Kennzahl, die helle Stunden getrennt zählt, etwa die UDI, zeigt, wie oft das geschieht.

Wie passt die Tageslichtstudie zu diesen Kennzahlen?

Die Tageslichtstudie ist die Bewertung auf Grundstücksebene: Sie erfasst die Besonnung und die Verschattung des geplanten Gebäudes und der Nachbargrundstücke. Klimabasierte Kennzahlen bilden eine Ebene der Entwurfsqualität, die innerhalb einer solchen Studie stehen kann, beantworten jedoch eine andere Frage. Nachweise zur Besonnungsdauer fragen nach direkter Sonne an der Fassade in festgelegten Zeiträumen des Jahres, während klimabasierte Kennzahlen fragen, wie viel nutzbares Tageslicht über alle Nutzungsstunden in den Innenraum gelangt. Ein Projekt kann den ersten Nachweis bestehen und dennoch in seinen nordorientierten Räumen dunkel sein, daher ersetzt keines das andere.

Wann würde ein Bauherr eines Familienhauses die Tageslichtautonomie sehen?

Ein Bauherr eines Familienhauses sieht diese Kennzahlen im Genehmigungsverfahren selten, da die slowakische Anforderung an die Besonnungsdauer eine eigenständige Prüfung ist. Er sieht sie, wenn der Planer bewusst eine Tageslichtstudie durchführt, meist dort, wo der Entwurf stark vom Tageslicht abhängt: bei einem tiefen Grundriss, der nur von einer Seite belichtet wird, bei großen Verglasungen oder Dachfenstern, bei nordorientierten Wohnräumen oder auf einem Grundstück, auf dem Bäume oder ein Nachbargebäude einen großen Teil des Himmels verdecken. Ein Bauherr kann sie auch anfordern, wenn eine freiwillige Zertifizierung oder eine Energiebewertung ein dokumentiertes Tageslichtziel verlangt. Die aktuellen Genehmigungsregeln sollten bei der Baubehörde geprüft und nicht aus diesem Artikel abgeleitet werden.

Übergeben wird meist ein kurzer Bericht: ein Grundriss, in dem jeder Raum nach seinem DA-Ergebnis eingefärbt ist, der Schwellenwert und die Wetterdaten auf der Zeichnung angegeben sowie eine Liste von Optionen wie Fenstergröße, Fenster-Wand-Verhältnis, Verschattung oder helle Innenoberflächen. Die Entscheidung des Bauherrn betrifft Abwägungen. Ein größeres Fenster kann die DA an der Rückseite des Raums erhöhen, zugleich aber die Blendung in Fensternähe verstärken. Der Bericht ist eine Grundlage für die Entscheidung und an sich keine Bestanden-oder-nicht-bestanden-Bewertung.

Was wird über die Tageslichtautonomie oft falsch verstanden?

Der erste Irrtum ist, die DA als Komfortwert zu behandeln. Ein Raum kann den Schwellenwert während des größten Teils des Jahres erreichen und dennoch unter Blendung durch ein helles Fenster im Sichtfeld leiden, weshalb Blendung separat bewertet wird. Der zweite Irrtum besteht darin, einen DA-Wert ohne Schwellenwert, Nutzungsplan oder Wetterdatei anzugeben, wodurch sich die Zahl nicht mit einem anderen Projekt vergleichen lässt. Der dritte Irrtum ist die Annahme, ein höherer Prozentwert bedeute immer einen besseren Raum. Eine hohe DA sagt nichts über Lichtüberschuss aus; dafür ist die UDI da.

Häufig gestellte Fragen

Ist die Tageslichtautonomie dasselbe wie der Tageslichtfaktor?
Nein. Der Tageslichtfaktor ist ein Verhältnis, das unter einem standardisierten bedeckten Himmel berechnet wird, ohne zeitliche Dimension und ohne Sonne. Die Tageslichtautonomie ist der Anteil der jährlichen Nutzungsstunden, in denen das Tageslicht allein eine gewählte Beleuchtungsstärke unter realem Wetter erreicht. Dadurch erfasst sie saisonale und stündliche Schwankungen, die das statische Verhältnis nicht abbilden kann.
Lässt sich die Tageslichtautonomie von Hand abschätzen?
Nicht in praktikabler Weise. Die Kennzahl ist eine Zählung über Tausende von Stunden, und jede Stunde benötigt den Sonnenstand, die Himmelsbedingungen sowie die Geometrie und die Oberflächen des Raumes. Eine Simulationssoftware mit einem stündlichen Wetterdatensatz übernimmt diese Zählung, eine Handabschätzung kann dagegen nur einen einzelnen Himmelszustand beschreiben.
Brauche ich die Tageslichtautonomie für eine Baugenehmigung eines Familienhauses?
Die slowakische Anforderung an die Sonnenscheindauer ist eine eigenständige Prüfung, die durch die Tageslichtstudie abgedeckt wird. Klimabasierte Kennzahlen werden dabei nicht gemessen. Ob für ein bestimmtes Projekt eine Tageslichtkennzahl erforderlich ist, hängt von den aktuell geltenden Vorschriften ab, daher sollte dies mit der zuständigen Baubehörde in der Slowakei abgestimmt werden.
Welcher Beleuchtungsstärkeschwellenwert sollte für die Tageslichtautonomie verwendet werden?
Der Schwellenwert ist eine gestalterische Entscheidung, die von der Nutzung des Raumes und von der Aufgabenstellung der Studie abhängt. Die Kennzahl selbst legt keinen Wert fest. Ein DA-Ergebnis sollte stets zusammen mit dem Schwellenwert angegeben werden, für den es berechnet wurde, damit die Leser erkennen, was der Prozentwert bedeutet.
Bedeutet ein hoher Tageslichtautonomie-Wert, dass der Raum komfortabel ist?
Nicht allein. Blendung durch helle Flächen im Blickfeld, der Zeitpunkt des direkten Sonnenlichts sowie die eigenen Tätigkeiten und Vorlieben der Nutzer beeinflussen den Komfort. Die Tageslichtautonomie ist eine Eingangsgröße für eine Gestaltungsentscheidung und sollte zusammen mit Blendungs- und Überlichtprüfungen gelesen werden.