Abschluss IEA Task zum Thema Beleuchtung
„Man muss das Licht für die Menschen machen“
Interview
energiewendebauen.de: An die Beleuchtung in Gebäuden gibt es zum Teil widersprüchliche Anforderungen: Einerseits soll diese möglichst energieeffizient sein, was mit einem hohen Technisierungsgrad einhergeht. Andererseits möchte man die Nutzenden nicht mit zu viel Hightech abschrecken. Wie finden Sie hier das richtige Gleichgewicht?
Wir wissen, dass Menschen 80 bis 90 Prozent der Informationen aus der Umwelt über die Augen aufnehmen. Dies zeigt, wie wichtig das visuelle Umfeld für das Wohlbefinden und auch Leistungsfähigkeit ist. Um eine optimale Beleuchtungssituation zu erreichen, muss man die persönliche Konstitution aber auch die Umgebung, in der jemand arbeitet, berücksichtigen. Maßgeschneiderte Lösungen sollten heute zum Beispiel immer eine gute Kombination aus elektrischer Beleuchtung und Tageslicht sein. Aber klar ist immer: Die Nutzerinnen und Nutzer und ihre Bedürfnisse stehen bei unseren Entwicklungen an erster Stelle. Man muss das Licht für die Menschen machen.
energiewendebauen.de: Welche Ansprüche muss eine nutzerorientierte Beleuchtung erfüllen?
Ganz wichtig ist, dass man den Nutzerinnen und Nutzern immer eine Eingriffsmöglichkeit gibt und diese technisch nicht zu komplex gestaltet. Die Wahrnehmung und der Umgang mit Licht sind sehr individuell. Als Wissenschaftler kann man zwar mit einem statistischen Mittelwert arbeiten, es gibt hier aber in der Regel erhebliche Varianzen. So arbeiten manche Leute gerne an Bildschirmen in recht dunklen Umgebungen, andere brauchen wiederum ein sehr lebendiges, helles Lichtumfeld. In Feldtests haben zum Beispiel Probanden Sensoren störender Automatiken abgeklebt. Beabsichtigte Effizienzsteigerungen durch tageslichtabhängige Regelungen können dadurch unwirksam werden.
Das IEA-Projekt: „Solutions for Daylighting and Electric Lighting“
Im IEA SHC-Programm wurde im Laufe der Jahre an verschiedenen Beleuchtungsthemen gearbeitet. Es gehört zu den ältesten Forschungskooperationsprogrammen der IEA. Die ersten Projekte befassten sich ausschließlich mit effizienter Tageslichtnutzung und bekamen dann einen breiteren Fokus, beginnend mit IEA-SHC-Task 50, der sich mit der Sanierung von Beleuchtungsanlagen befasste. Das jüngste Projekt „IEA SHC Task 61 / EBC Annex 77 Solutions for Daylighting and Electric Lighting“ lief von 2018 bis 2021 unter deutscher Leitung und befasste sich speziell mit den Schnittstellen von elektrischer Beleuchtung und Tageslicht. Beide wurden bisher in Praxis und Forschung oft als unterschiedliche Gewerke behandelt – obwohl Menschen in einer übergreifenden Lichtwelt arbeiten und leben. Projektziel war die Förderung der Integration von Tageslicht- und elektrischen Beleuchtungslösungen zur Erhöhung der Nutzerzufriedenheit bei gleichzeitiger Steigerung der Energieeffizienz. Ein Teil der Ergebnisse dient als Grundlage für Normungsvorschläge auf ISO-Ebene. Folgende Länder nahmen an dem Projekt teil: Norwegen, Dänemark, Österreich, Schweden, Australien, Belgien, Brasilien, Kanada, China, Deutschland, Italien, Japan, Niederlande, Polen, Slowakei, Schweiz, USA. Die Projektergebnisse sind dokumentiert unter https://task61.iea-shc.org/.
energiewendebauen.de: Gibt es hier auch kulturelle Unterschiede?
Ja, man kann zwischen unterschiedlichen Firmenkulturen aber auch zwischen verschiedenen Ländern Unterschiede beobachten. In Japan gibt es zum Beispiel eine höhere Technikakzeptanz und ein anderes Technologieverständnis als in Mitteleuropa. Hier möchten die Menschen eher selber in die Technik eingreifen können.
energiewendebauen.de: Von Australien bis Nordamerika: Insgesamt 17 Staaten von vier Kontinenten nahmen an den Untersuchungen teil. Welches Resümee ziehen Sie?
Natürlich gibt es zunächst sehr unterschiedliche klimatische Bedingungen. Zusätzlich hatten wir es mit einer großen Bandbreite von Nichtwohngebäuden zu tun: Von Bürobauten über Sportarenen bis hin zu Gesundheitseinrichtungen. Außerdem deckten wir bei unseren Untersuchungen unterschiedlichste Technologien ab: von elektronisch komplexer LED Technik bis hin zu Ansätzen vereinfachter Tageslichttechnik, bei der wir neue optische Systeme mit geringem Materialeinsatz, die nicht mehr dem Sonnenstand nachgeführt werden müssen, in Fassaden erprobt haben. Unsere Untersuchungen haben gezeigt, dass es möglich ist, den Endenergieverbrauch für Beleuchtung in üblichen Arbeitsbereichen auf vier bis fünf Kilowattstunden pro Quadratmeter und Jahr zu reduzieren - ein Standardgebäude verbraucht momentan etwa 10 bis 20. Um die geringen Verbrauchswerte zu erreichen, müssen allerdings alle Komponenten optimiert und aufeinander abgestimmt sein: Architektur, Fassadenplanung, elektrische Beleuchtung sowie ein gutes Lichtmanagement.
energiewendebauen.de: Warum war es sinnvoll, das Projekt im internationalen Rahmen der IEA durchzuführen? Welche Vorteile gab es dadurch?
Auch in der Beleuchtung erfolgen die meisten Entwicklungen international, sowohl in Forschung als auch Praxis. Die IEA Plattformen bieten hier Zugang zu etablierten Netzwerken internationaler Experten. Jeder folgt natürlich nationalen Agenden, welche aber durch einen gemeinsamen Arbeitsplan eng verzahnt werden. Teilnehmer profitieren erheblich vom Wissensaustausch, schauen über den eigenen Tellerrand hinaus. Die IEA dient als starker Multiplikator. In diesem Fall hatten Deutschlands zwei geförderte Einrichtungen Zugang zur Expertise von 35 weiteren. Auch die Langlebigkeit des SHC Programms ist ein starkes „Plus“. Jeweils aktuelle Fragen zu Licht und Energieeffizienz wurden bereits in früheren Projekten adressiert; das vorhandene Erfahrungsniveau ist in der sich schnell verändernden Welt ziemlich einzigartig. Darüber hinaus bietet das Programm in sich eine gut etablierte Infrastruktur für Projektorganisation und Ergebnisverbreitung. Die IEA-Projekte sind definitiv eine Marke, die Themen vorantreiben, Türen öffnen und Aufmerksamkeit generieren.
energiewendebauen.de: Gab es ein Vorhaben, das Sie besonders beeindruckt hat?
Besonders fasziniert hat mich das Gebäude eines Möbelhauses in Deutschland. Hier haben es die Verantwortlichen geschafft, Tageslicht in die Ausstellungsbereiche hineinzubringen. Dies ist im Verkaufsbereich eher unüblich, da es bei Tageslicht zu nicht kontrollierbaren Bedingungen kommen kann. Dies trifft auf den Lichteinfall als auch auf die thermische Situation zu. Sprich, es könnte zum Beispiel zu dunkel oder zu warm in den Verkaufsräumen werden. Sowohl Mitarbeitende als auch Kundinnen und Kunden haben die Beleuchtungslösung in diesem Gebäude sehr gut aufgenommen.
energiewendebauen.de: Welche Rolle spielt Tageslicht bei der Beleuchtung in Gebäuden?
Wir versuchen, vermehrt Kunst- und Tageslichtlösungen miteinander zu verbinden. Das heißt, wir suchen nach so genannten integrierten Lösungen, bei denen das Tageslicht am Arbeitsplatz mehr mit einbezogen wird. Dies kann in der Praxis so aussehen, dass zum Beispiel ein Sensor direkt am Arbeitsplatz, quasi im Gesichtsfeld des Nutzers, die Beleuchtung aus Kunst- und Tageslicht inklusive Blendschutz gemeinsam erfasst und optimiert – statt wie bisher häufig getrennt: an der Decke das Kunstlicht, an der Fassade das Tageslicht. Dahinter stehen neue steuerungstechnische Ansätze, die durch Projekte wie unsere vorangetrieben werden. In der Praxis führt diese Entwicklung dazu, dass mittlerweile zum Beispiel mehrere Sonnenschutzhersteller und Leuchtenhersteller branchenübergreifend kooperieren, um marktgängige integrierte Lösungen zu entwickeln.
energiewendebauen.de: Welche Trends sehen Sie im Bereich Beleuchtung?
Bisher war es so, dass ein Arbeitsplatz auf eine Beleuchtungsstärke von 500 Lux ausgelegt wurde. Anfang der 2000er Jahre hat man einen weiteren Rezeptor im Auge entdeckt, der direkt das menschliche Timingsystem beeinflusst. Dieses hat eine Wirkung auf das Schlafhormon Melatonin und steuert den Tagesrhythmus. Derartige neue Erkenntnisse führen dazu, dass sich Vorgaben an die Beleuchtung hinsichtlich Beleuchtungsniveau und Lichtfarbe, und daher der spektralen Zusammensetzung, erheblich ausdifferenzieren. Außerdem sehe ich viel Potenzial, durch neue Technologien nicht nur Energie, sondern auch Material im Bau einzusparen. Ob zum Beispiel über schlankere Leuchtenkonstruktionen oder über schaltbare Verglasungen in Kombination mit Vakuumgläsern. Eine ganzheitliche, professionelle Planung spielt ebenfalls eine wichtige Rolle, wenn es um Effizienz geht. Mit den im Projekt entwickelten Bewertungs- und Planungstools, können wir hierzu einen wichtigen Beitrag leisten.
Anmerkung der Redaktion: Die Bewertbarkeit integrierter Lichtlösungen wird mit einer neuen Version der Software DIALux Evo möglich sein. Diese ist voraussichtlicht ab Frühjahr 2022 unter https://www.dial.de/dialux/ verfügbar.
Das Interview führte Birgit Schneider, Wissenschaftsjournalistin beim Projektträger Jülich.
