Foto: Frontansicht des Einfamilien-Passivhauses in Pettenbach

LichtAusFassade - Optimierte Tages- und Kunstlichtversorgung über Fassaden

Multifunktionelle Fassadenelemente mit integrierten Kunst- und Tageslichtsystemen wurden lichttechnisch und energetisch simuliert und evaluiert (Energiebedarf und Lichtqualität). Die Ergebnisse sind Grundlage für weitere Fassadenentwicklungen und universitäre Ausbildung.

Kurzbeschreibung

Status

Abgeschlossen

Kurzfassung

Die Fassade als Schnittstelle zwischen Außen- und Innenklima ist entscheidend für den Energieverbrauch des Gebäudes, sie steuert Tagesbelichtung, solare Energieeinträge und Wärmeströme. Neben der Energie ist die Fassade auch entscheidend für den visuellen und thermischen Komfort. Licht ist der wichtigste Informationsträger (visuelle Wahrnehmung), gleichzeitig werden die Anforderungen an die Belichtung von Arbeitsplätzen immer höher. Wird im Winter der Heizenergiebedarf durch das Tageslicht und die künstliche Beleuchtung reduziert, so erhöht sich im Sommerfall der Kühlbedarf, der Strom für die Beleuchtung muss also wieder über Strom rückgekühlt werden.

Multifunktionelle vorgefertigte Fassadenelemente eröffnen dem Baugewerbe die Möglichkeit, schneller und flexibler und mit der Verwendung von qualitäts-geprüften Bauteilen zu agieren. Je mehr technische Funktionen durch die Fassade erfüllt werden, desto geringer ist der Aufwand für den Innenausbau, was insbesondere im Sanierungsbereich entscheidend ist.

Das im April 2008 gestartete K-Projekt „Multifunctional Plug&Play Façade“ (MPPF), welches im COMET Programm gefördert wird, beschäftigt sich mit der Entwicklung multifunktioneller vorgefertigter Fassadenelemente. Im Laufe des Projekts hat sich allerdings gezeigt, dass der Aspekt der Tageslichtnutzung und der künstlichen Beleuchtung aus der Fassade heraus sowohl personell als auch finanziell zu gering berücksichtigt wurde. Dieser für die Behaglichkeit und den Energiebedarf für Heizen und Kühlen bedeutende Aspekt der Beleuchtung konnte somit tiefergehend bearbeitet werden. Aus diesem Grund wurde dieses Projekt „Licht aus Fassade“ als „Side Projekt“ im non-K Bereich von MPPF durchgeführt.

Beispiel innovative Fassade: ZVK Wiesbaden (Arch. Herzog & Partner)

© Bartenbach LichtLabor

Ziel des Projektes war die Entwicklung von energetisch optimierten Konzepten der Tages- und Kunstlichtversorgung von Räumen über die Fassade. Hierbei sollten die Leuchten für das Kunstlicht möglichst bereits in der vorgefertigten Fassade integriert sein. Diese Fassadenkonzepte sollten sowohl für Tageslicht als auch für Kunstlicht eine ausreichende Belichtung vor allem auch in der Raumtiefe bei gleichzeitig hohem visuellem Komfort (etwa ohne Blendung) bieten. Im Bereich Tageslicht waren dabei neben den Standardkomponenten Verglasung und Verschattungselemente auch lichtlenkende Systeme von großer Bedeutung. Für das Kunstlicht spielten unterschiedliche Leuchtenbauarten (direkt/indirekt- bzw. indirekt/indirekt-Beleuchtung) eine große Rolle.

Durch die Partner im Projektkonsortium (Sonnenschutzexperte, Fassadenbauunternehmen) wurde eine realisierbare Betrachtung der Integration der künstlichen Beleuchtung und der Tageslicht-Elemente (Belichtung, Sonnen- und Blendschutz) in die Fassade sichergestellt.

Aufbauend auf ausführlichen Recherchen der am Markt angebotenen Kunst- und Tageslichtsysteme, der durchgeführten Forschungsarbeiten auf diesem Gebiet sowie der relevanten Patente wurden Referenzräume definiert, die der thermischen sowie der lichttechnischen Simulation als Grundlage dienen. Die ausgearbeiteten und integrierten Fassadensysteme wurden für diese Referenzräume im Hinblick auf Lichtqualität und Gesamtenergiebedarf für Heizen, Kühlen und Kunstlichtstrombedarf evaluiert. Dafür wurde eine gekoppelte Simulationsmethode entwickelt, die eine kombinierte Bewertung der Raumsituation (Licht und thermisch) zu jedem Zeitpunkt der gesamten Jahressimulation ermöglicht.

Die Ergebnisse des Projekts sind Grundlage für weitere Fassadenentwicklungen und wurden sowohl in Workshops, Schulungen als auch in Lehrveranstaltungen der beteiligten universitären Institutionen eingearbeitet (Universität Innsbruck, Lichtakademie Bartenbach).

Im Rahmen eines Fortsetzungsprojekts sollen thermische und lichttechnische charakteristische Kenngrößen für Tageslichtsysteme ausgearbeitet werden, um derartige Fassadenelemente einheitlich bewerten zu können. Zusätzlich soll aufbauend auf dem in „LichtAusFassade“ entwickelten Ansatz der gekoppelten Simulation ein Tool für Licht-/Gebäude-/Fassadenplaner erstellt werden. Darin werden die zugrundeliegenden Modelle weiter verbessert, das Programm soll gleichzeitig für den Anwender einfach zu verwenden sein.

Publikationen

LichtAusFassade

Optimierte Tages- und Kunstlichtversorgung über Fassaden Beurteilung der Energiebilanz und der visuellen Qualität
Schriftenreihe 26/2012 W. Pohl, Herausgeber: bmvit
Deutsch, 45 Seiten

Downloads zur Publikation

Projektbeteiligte

Projektleiter

Wilfried Pohl
Bartenbach LichtLabor GmbH

Mitarbeiter

Mag. Christian Knoflach, DI Dr. David Geisler-Moroder
Bartenbach LichtLabor GmbH

Projekt- und Kooperationspartner

Kontaktadresse

Bartenbach LichtLabor GmbH
Wilfried Pohl
Rinner Straße 14, A- 6071 Aldrans / Innsbruck
Tel.: +43 (512) 3338-0
Fax: +43 (512) 3338-88
E-Mail: Wilfried.pohl@bartenbach.com
Web: www.bartenbach.com

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