Projekt 10852/01

Entwicklung von anidolischen Tageslichtsystemen zur Integration in zweite Haut Fassaden und Kastenfenster

Projektdurchführung

W. Hartmann GmbH & Co.Entwicklung
Raudtener Str. 7 - 9
90475 Nürnberg

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Die häufig bei Verwaltungsbauten anzutreffende energieintensive Kühlung kann zu großen Teilen durch sinnvolle Tageslichtnutzung vermieden oder doch reduziert werden. Ziel des Projektes ist es, ein fassadenintegriertes Tageslichtsystem zu entwickeln, mit dem eine verbesserte Raumtiefen-Ausleuchtung und eine Vergleichmäßigung des Tageslichtangebotes im Raum erreicht werden kann. Der Einsatz eines solchen Tageslichtsystems führt zu reduzierten Lichteinschaltzeiten der Allgemeinbeleuchtung in Verwaltungsgebäuden und zur Verringerung von Kühllasten. Durch den verbreiteten Einsatz können erhebliche Primärenergieeinsparungen und - damit verbunden - gravierende Einsparung an CO2 Emissionen im Verwaltungsbau erfolgen.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenBasierend auf dem Know-how der Firma HARTMANN und der EPFL wird Ende 1997 zunächst der Ent-wurf (Phase 1) des anidolischen Tageslichtsystems erarbeitet. Nach einer ggf. notwendigen Systemop-timierung (Phase 2) wird der Entwurf Anfang 1998 konstruktiv umgesetzt. Anschließend wird das System als Prototyp (Phase 3) erstellt und in einem Demonstrationsraum der EPFL eingebaut. Über einen Zeitraum von ca. 6 Monaten (Phase 4) wird das anidolische Tageslichsystem gemessen Die Ergebnisse werden wissenschaftlich aufbereitet (Phase 5) und 1999 publiziert.
Das Projekt dient dazu, ein feststehendes Tageslichtsystem zu entwickeln, daß:
· Solarstrahlung blendungsfrei und gleichmäßig in Räume leitet. Die derzeit verfügbaren Tageslichttechnologien können diese Forderungen ohne störende spektrale Effekte nicht sicherstellen.
· möglichst kostengünstig in zweischalige Kastenfenster und Fassaden integrierbar ist.
aus dem Werkstoff Aluminium besteht und somit bereits nach dem derzeitigen Stand der Technik bei einem Ausbau nahezu vollständig in den Stoffkreislauf gelangt. Auf neuartige Materialien, zumeist Kunststoffe wird bewußt verzichtet, da eine sortenreine Trennung zur Zeit nicht möglich ist.


Ergebnisse und Diskussion

Aus dem Projektantrag und dem Pflichtenheft sind die Anforderungen in bezug auf Konstruktion, Einsatzbereich, Statik, Bauphysik, Material, Oberflächenbehandlung, Design, Ergonomie, Verarbeitung, Montage, Wartung, Reinigung, Ökonomie, Umwelt und Recycling ermittelt worden. Auf dieser Grundlage hat die EPFL versucht, eine optimale Geometrie für das Anidolische System zu finden. Anfang 1998 fand in Lausanne eine Präsentation der ersten Profilformen Typ A und B durch die EPFL statt. Übereinstimmend erklärten darauf hin beide Kooperationspartner, dass die Ergebnisse der Simulation für den Fall des Kastenfensters nicht den Erwartungen und den gestellten Anforderungen entsprechen. Die Profilform B wurde daraufhin durch die EPFL weiter optimiert.

In der nachstehenden Bewertungstabelle sind die wesentlichen Ergebnisse für die optimierte Profilform B2 zusammengefaßt:

· Systemtiefe zwischen 10 und 20 cm.........................................................................vollständig erfüllt
· System ohne bewegliche Komponenten...................................................................vollständig erfüllt
· Lineares System über die Länge, modulares System über die Höhe........................vollständig erfüllt
· Standardausführung ist die vertikale Ausführung......................................................vollständig erfüllt
· Uneingeschränkte Funktionsfähigkeit bis zu einer Gebäudehöhe von 100m............vollständig erfüllt
· Geringe Anzahl von Grundprofilen.............................................................................vollständig erfüllt
· Raumbeleuchtung mit farbneutralem Licht, d.h. ohne Regenbogenfarben................vollständig erfüllt
· Lamellen leiten diffuses Himmelslicht weiter..............................................................vollständig erfüllt
· Gewährleistung der ausreichenden Raumbeleuchtung mit Tageslicht, auch wenn
der Fenstersonnenschutz unterhalb der Oberlichter geschlossen ist............................teilweise erfüllt
· Das anidolische Tageslicht strahlt derart in den Raum ab, dass keine
Blendungserscheinungen auftreten...................................................................................nicht erfüllt
· Direktes Sonnenlicht wird weitgehend ausgeblendet...........................................................nicht erfüllt
· Anhebung des Tageslichtniveaus bis zu 10 m Raumtiefe mit einer gleichmäßigen
Raumausleuchtung ohne zusätzliche Deckenreflektoren..................................................nicht erfüllt
· In den Sommermonaten gelangt nur diffuse Himmelsstrahlung in das Gebäude,
überhitzende Sonnenstrahlung wird gestreut und zur Außenseite reflektiert.....................nicht erfüllt
· Das Beleuchtungsstärkeniveau des Raumes bei bedecktem Himmel wird gegen-
über Fenster ohne Lichtlenkung verbessert.......................................................................nicht erfüllt
· Hohe Wirksamkeit der natürlichen Raumbeleuchtung, nicht nur bei bestimmten
Einfallswinkeln des Lichtes..................................................................................................nicht erfüllt

Natürliches Licht ist Voraussetzung für das psychische und physische Wohlbefinden des Menschen. Fehlendes Licht, etwa im Winter durch Tageslichtmangel, oder bei Vollabschattung der Verwaltungsräu-me um störende Blendungen zu vermeiden, führt häufig zu einem Diskomfort. Das optimierte Anidolische Tageslichtsystem erhöht in geringem Umfang den visuellen Komfort. Der Tageslichtquotient in der Raumtiefe kann aber nicht in dem Maße gesteigert werden, dass die Einschaltzeiten für das Kunstlicht deutlich reduziert werden können. Zudem kann nicht ausgeschlossen werden, dass in bestimmten Raumbereichen Blendungen erfolgen, die zur Herabsetzung des Sehvermögens führen.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Es sind keine Veröffentlichungen geplant.


Fazit

Das Anidolische Tageslichtsystem in der von der EPFL optimierten Ausführung grenzt sich von den vie-len bereits vorhandenen lichtlenkenden Systemen nicht deutlich genug ab. Der visuelle Komfort (VCP) für den Raumbenutzer kann z.T. gesteigert werden, der Tageslichtquotient hingegen wird nicht verbessert. Die Lichteinschaltzeiten können dadurch nicht effizient reduziert werden, um die Umwelt zu entlasten.