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Tageslicht


Grundnahrungsmittel Licht

In Hamburg betreibt Prof. Peter Andres das weltweit agie­rende Büro Peter Andres – Beratende Ingenieure für Licht­planung.

 

Er tritt gegen das Vergessen an. Gegen das Vergessen, wie Licht uns bei der Menschwerdung getaktet hat. Seit 38 Jahren plädiert der Lichtplaner Prof. Peter Andres für eine Umkehr der Denkrichtung. Deshalb hält er Dreifachverglasungen für überflüssig, die Licht-DIN für reformbedürftig und biologische Dunkelzonen für gefährlich.

 

Wir leben zunehmend in einer gläsernen Welt, da müssten Sie als Anwalt des Tageslichts doch jubeln.

Prof. Peter Andres: Unser Planungsbüro war unlängst am Erweiterungsbau der Akademie der Bildenden Künste in Nürnberg beteiligt, da erlebte ich eine Zeitreise durch das jüngere Glaszeitalter. Sep Ruf, vielen in Erinnerung als Architekt des Bonner Kanzlerbungalows, hatte in den 50er-Jahren mit dem Akademie-Pavillon ein wunderbar leichtes, luftiges Bauwerk geschaffen. Er verwendete Einscheibenglas. Glas wie ein Nichts. Völlig klar, kein Grünstich. Optisch ein Traum. Nicht so traumhaft: Im Winter musste man innen das Eis von solchen Fenstern kratzen, im Sommer ließen sie widerstandslos alle Wärme ins Gebäude. Aus Energiespargründen ist das heute nicht mehr gesellschaftsfähig, auch deshalb wurden sie zu Recht von der Zweischeibenverglasung abgelöst: gute Isolierung, guter Schallschutz. Aber mit der aktuellen Energieeinsparverordnung wurde es dann exzessiv: drei Scheiben. Diese Fenster sind nun total dicht, schotten mehr Wärme, Kälte, Lärm ab – reduzieren aber auch den Lichteinfall erheblich. Jede Glasebene nimmt Tageslicht weg. Jede klare, nicht beschichtete Scheibe im Minimum 10 Prozent. Das summiert sich bei einer Dreifachverscheibung auf etwa 30 Prozent!

Dieser Tageslichtraub ist ein schlimmeres Defizit als der normale Gebäudenutzer vermutet?

Der vermutet das nicht nur nicht, der ahnt nicht mal was. Seit 2002 die für die innere Uhr zuständigen Rezeptoren im Auge entdeckt wurden, lässt sich das auch beweisen: Licht steuert unsere innere Uhr. Die lichtempfindlichen Sinneszellen im unteren Augenlid, die sogenannten Ganglienzellen, dienen nicht dem Sehen. Sie registrieren wie Bio-Atennen die Lichtintensität, geben ihre Information an Hirnregionen weiter und lösen elementare biologische Vorgänge im Körper aus. Etwa kognitive Fähigkeiten, Leistungsbereitschaft am Tag, das Aufwach- und Einschlafverhalten oder die Schlafintensität in der Nacht. 
Diesen regelmäßigen Wechsel zwischen einer leistungsorientierten ergotropen Phase und einer erholungsorientierten trophotropen Funktionslage organisiert das Licht. Jeden Tag aufs Neue, im 24-Stunden-Takt. Es ist der wichtigste Zeitgeber für den circadianen Rhythmus, erst durch seine Einwirkung wird dieser Rhythmus mit den 24 Stunden eines Tages synchronisiert. Womit wissenschaftlich eindeutig nachgewiesen ist: Tageslicht beeinflusst unsere Gesundheit. Stichwort saisonale Effekte. Der Winter hat ein viel geringeres Tageslichtangebot als andere Jahreszeiten, das macht dem Körper Probleme, wie an mangelnder guter Laune, Trägheit und ständiger Müdigkeit zu bemerken. Wenn wir nun mit immer dickeren Scheiben in Gebäuden immer mehr von diesem kostbaren Tageslicht wegdrücken, ist das schlichtweg ein fataler Kurs. 

Tageslicht ist das beste Licht der Welt?

Ja. Der Mensch hat sich im Tageslicht entwickelt. Nicht in synthetischem. 

Welche Dosierung wäre in unseren mitteleuropäischen Breitengraden biologisch optimal?

Aktuelle Forschungen sagen, dass wir für unser Wohlgefühl täglich mindestens 3 bis 4 Stunden Licht von über 1.000 Lux, vorzugsweise in eher weißer Lichtfarbe, brauchen. Junge Leute wegen ihrer besseren Augen tendenziell etwas weniger als ältere. Ein Junitag bringt es auf 100.000 Lux, ein sonniger Hamburger Frühlingsvormittag auf etwa 60.000 Lux.

Das Team um Prof. Andres war an der Verwandlung einer Halbdunkel-Wohnadresse aus den 50er-Jahren in ein LichtAktivhaus beteiligt. Die Tageslichtfülle sorgt dafür, dass die Bewohner selbst an trüberen Hamburger Tagen kaum die künstliche Beleuchtung einschalten.

Das viele gute Licht vor der Tür dringt ja nun leider, wie von Ihnen beschrieben, nur partiell ins Gebäudeinnere vor. Lässt sich der Naturlicht-Anteil messen?

In Innenräumen nur in Prozentwerten. Beispiel: An einer bestimmten Stelle wird dem Raum nachweislich 5 Prozent vom Außenlicht zuteil. Bei 20.000 Lux draußen sind diesem Platz dann 1.000 Lux sicher. Abhängig von Jahreszeit, Wetter, Tageszeit variierend. Bei Sommersonne mit einer Lichtintensität von 70.000 bis 80.000 Lux erhöht sich entsprechend auch innen die Tageslichtmenge. 

Was schreibt die Norm vor, ab wann gilt ein Raum als ausreichend beleuchtet? 

Nach DIN 5034 ist ein Raum ausreichend beleuchtet, wenn ich in halber Raumtiefe 0,9 Prozent Tageslicht habe. Irgendwann bot sich mir mal die Gelegenheit, Experten zu befragen: Wieso ausgerechnet 0,9 Prozent? Es weiß keiner. Wenn ein Architekt diese
0,9 Prozent zusichert, ist alles in Ordnung. 

Sie sagen das leicht empört.

Bei 0,9 Prozent kommt der Mensch nie, zu keiner Stunde – wir sind in Deutschland und nicht in der Wüste – zu ausreichend Licht. Nicht mal im Sommer.

Welche DIN-Vorgabe wäre für Sie akzeptabel?

In Wohnräumen mindestens 3 bis 5 Prozent Tageslicht, in häufig genutzten Bereichen, wie dem Wohn-Ess-Bereich, besser zwischen 5 und 10 Prozent. 

Wo beginnt für uns biologische Dunkelheit? 

Als biologisch dunkel gilt alles unter 1.000 Lux. Den Wert habe ich mir nicht ausgedacht, der ist wissenschaftlich begründet. Tageslicht ist aber biologisch nur wirksam, wenn es von oben auf die Rezeptorenzellen im unteren Augenlid fällt. Bodentiefe Fenster im Kinderzimmer beispielsweise kann man gar nicht genug gutheißen – schon Krabbelkinder sollten nach draußen schauen dürfen, das spornt die Gehirnaktivitäten an. Tageslichttechnisch betrachtet ist das untere Fenstersegment allerdings ein Nullsummenspiel. Das Fenster so weit wie möglich nach oben auszureizen, würde dagegen die verwertbare Lichtausbeute merklich vergrößern.

Macht der circadiane Fotorezeptor einen Unterschied zwischen Sonnenlicht und normalem Tageslicht?

Als eigentliche Quellen, als natürliche Zeitgeber unseres Timingsystems, dienen das gestreute Sonnenlicht des Himmels und das von der Umgebung reflektierte Sonnenlicht. Die gleißende Sonnenscheibe ist eher blickabweisend.

Licht ist für unser Leben so elementar wie Sauerstoff oder Wasser?

Tageslicht ist ein Grundnahrungsmittel. 

Hat sich diese Erkenntniss erst durchgesetzt, als 2002 der dritte Fotorezeptor entdeckt wurde? 

Kenner der Szenerie bewegten sich eigentlich schon seit den 50er-Jahren in der richtigen Spur, aber seit 2002 sind wir wissenschaftlich bestätigt. Unser Planungsbüro hat beispielsweise 1989 für den Hamburger Flughafen ein Beleuchtungskonzept fürs Terminal 4 und für die Pierzonen erstellt. Eine weiche, homogene, freundliche Ausleuchtung der Hallen soll den Reisenden das Gefühl vermitteln, sie sind an diesem Ort willkommen. Und sie soll die Hektik des Großflughafens mildern. Im Sinne der circadianen Rhythmik haben wir bereits damals für die Abendstunden ein wärmeres dunkles Licht und für den Tag ein helleres, weißes gewählt. 

Wie universell ist denn dieser Zusammenhang von Tageslicht und Wohlgefühl?

Er gilt für alle Kulturkreise, wenn auch unter verschiedensten Bedingungen. In der Algarve scheint die Sonne 3.000 Stunden im Jahr, in Hamburg 1.700, in Zinnowitz, dem sonnigsten Ort Deutschlands, 1.900. In der Algarve trinke ich meinen Latte Macchiato auf der Terrasse und gut ist’s. In unseren Breiten fallen mehrere Unbehaglichkeiten zusammen: Wir sitzen tagsüber in geschlossenen Büros, werden mit kläglichen 500 Lux bedacht – die finden die meisten Berufsgenossenschaften übrigens super –, in den Wintermonaten bewegen wir uns morgens im Dunkeln zur Arbeit und kommen abends im Dunkeln nach Hause … Wieso wundern wir uns da über Depressionen, Immunschwäche, Antriebslosigkeit? Einfach irrwitzig: Lichttechnisch leben die Raucher, die tagsüber für ihre Zigaretten vor die Tür gehen, gesünder. 

Fühlen Sie sich wie der einsame Rufer in der Wüste?

Ich fühle mich nicht unwohl in der Rolle. Lichtplaner sind in Deutschland zwar keine Massenerscheinung, aber die Zahl der kompetenten Büros wächst. Immer öfter haben sie das Tageslicht auf dem Schirm. Und es wird zur erfreulichen Regel, dass Architekten und Investoren Lichtexperten mit ihren speziellen technischen, wahrnehmungspsychologischen und gestalterischen Fähigkeiten an den Projektplanungen beteiligen. Tageslicht ist eine komplizierte Lichtquelle für Planungen. Technische Daten, etwa zum Tageslichtquotienten, zu Beleuchtungsstärken und zu Leuchtdichten, lassen sich am Computer berechnen. Aber um die Vernetzung von Licht und Raum darzustellen, die Lichtatmosphäre nachvollziehbar und die Wirkung von Materialien vorab erfahrbar zu machen, praktizieren wir ziemlich aufwendige Simulationen und Modellbauten. Was lösen Tages- und Kunstlicht in den einzelnen Gebäudeteilen wann aus? Das untersuchen wir mit großformatigen Modellen unter unserem künstlichen Himmel. Unter dem lässt sich der Sonnenlauf jedes beliebigen Ortes der Erde simulieren – unser Büro ist ja auch international tätig. 

Würden Sie sagen, dass die meisten Bauten unter Tageslichtaspekten suboptimal sind?

Das betrifft vor allem ältere Gebäude, die normal belichtet waren, aber jetzt im Zuge von Energieeinsparmaßnahmen zu Dreifachverglasungen verdonnert werden. Dickere Beschläge, breitere Rahmen – weniger Licht. Man müsste größere Fenster einbauen. Aber das findet kaum statt. Altes Fenster raus, neues ins alte Loch rein, das war’s.

Sie können Dreifachverglasungen nicht leiden.

Hinter vorgehaltener Hand flüstern einem selbst Glashersteller zu, dass die Dreifachverglasung vor allem ein Konjunkturprogramm sei. Bei mir zu Hause in Tirol haben Glasprofis unumwunden zugegeben, sie würden solche Fenster niemals in ihr eigenes Haus einbauen. Der Schritt zur Zweifachverglasung mit der isolierenden Luftkammer zwischen den Scheiben war vernünftig. Im Vergleich ist der energetische Unterschied zwischen einer Zweifach- und Dreifachverglasung relativ gering. Noch unvernünftiger wird es, wenn ich dagegenrechne, um wie viel sich das Tageslicht reduziert und dass ausgleichendes Kunstlicht aufwendiger und teurer ist – qualitativ aber niemals so gut sein kann wie Tageslicht.

Wie begegnen Sie dem Vorwurf, Sie vernachlässigen energetische Aspekte zugunsten des Naturlichts? Aus energieeffizienter Sicht macht die Dreischeibenverglasung doch Sinn.

Welchen denn, bitte? Wenn Sie weniger Licht ins Gebäude lassen, müssen Sie innen mehr hineinpacken. Kunstlicht muss dann den Mangel an Tageslicht substituieren. Mit dem Vorwurf energetischer Ignoranz ist man bei mir an der falschen Adresse. Um 100 Lux Kunstlicht zu erzeugen, ist selbst mit besten LEDs mehr Aufwand erforderlich als für 100 Lux Tageslicht. Wenn sich baulich keine Alternative bietet und ich mir eine Kunstlichtlösung leiste, die an Tageslichtqualität heranreicht, benötige ich für 1.000 Lux Kunstlicht doppelt so viel Watt und erzeuge doppelt so viel Wärme im Raum. Wir bewegen uns in einem Teufelskreis: Die Architekten werden durch die EnEV getrieben, dreifach verglaste Fenster zu planen, innen werden die Gebäude mit Kunstlicht vollgestopft, was einen irren Strombedarf sowie hohen zusätzlichen Material- und Ressourcenverbrauch nach sich zieht. Und dieser Riesenaufwand ist unterm Strich gesundheitlich auch noch weniger bekömmlich als beispielsweise ein Raum mit zweifachverglasten Fenstern. 

Das Thema Tageslicht scheint auch im Kontext der großen Aufgabe nachhaltiges Bauens, milde gesagt, unterbelichtet.

Guter Wille und Bauchgefühl sind erkennbar, es mangelt aber oft an profundem Wissen. Ich erzähle Ihnen mal eine Geschichte aus jüngster Zeit. Wir waren an zwei Geschossmodernisierungen in einer denkmalgeschützten Hamburger Ikone aus den 60er-Jahren beteiligt. In der Eingangshalle hängt unübersehbar das LEED-Zeichen in Platin, das Zertifikat für Nachhaltiges Bauen auf amerikanisch. Energieeffizienz, saubere Baumaterialien, Büros wie Wohlfühlzonen – alles bestens. Als wir die Fassadenfrontscheiben mit Sonnenschutzisolierverglasung et cetera in den beiden neu aufgestockten Geschossen begutachteten, waren wir allerdings einigermaßen entsetzt. Ob er wisse, fragten wir unseren Auftraggeber, dass die künftig dort Arbeitenden ihren Büroalltag im biologischen Dunkel verbringen werden? Diese Frage entsetzte wiederum unseren Kunden. Beteiligte Architekten haben uns nach Begutachtung unseres Lichtplanungskonzepts gefragt: Weshalb wollen Sie so viel Kunstlicht in den Tower bringen? Weil Sie zu wenig Tageslicht hineinlassen, konterten wir. Für die Architekten war alles in bester Ordnung: Im Foyer hängt schließlich das LEED-Siegel in Platin. Dann habe ich einige von ihnen raten lassen. Gestandene Leute, keine Anfänger: Wie viel Tageslicht gelangt Ihrer Meinung nach durch Ihre Scheiben? Bei einer normalen Verglasung, so die Antworten, wären es 80 Prozent, da es sich aber um eine sehr gute Sonnenschutzverglasung handle, 60 bis 70 Prozent. Korrekt wäre gewesen: 45 Prozent. Die Projektersteller wollten es nicht glauben. Ihnen war nicht bewusst, welches Problem sie da eingebaut hatten. Tolles Industrieglas mit tollem Label, toll isoliert … Aber der künftige Mieter wird die notwendige ergänzende Kunstlichtzufuhr an den Stromkosten spüren.

Ein Nachhaltigkeitskonzept ohne Tageslicht ist ein Konzept von gestern?  

Gutes Tageslicht bedeutet gute Raumqualität. Unser Tagwerk, die stimulierenden
und entspannungsfördernden Eigenschaften des Lichts optimal in Räume zu implementieren, ist mit dem Anspruch maximaler Energieeffizienz und gesundheitlicher Bekömmlichkeit verknüpft. Deshalb gehen wir bei unseren Planungen grundsätzlich vom vorhandenen Tageslicht aus und überlegen erst dann, mit welchem Kunstlicht es ergänzt werden muss. Das ist straff nachhaltiges Handeln. 

Die Tageslichtausbeute gehört unbedingt in den Zertifizierungskatalog für nachhaltiges Bauen.

Von 100 Bewertungspunkten der Deutschen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen betreffen drei das Licht. Das ist mir zwar viel zu wenig, aber es ist schon ganz schön viel. Beim amerikanischen LEED-Zertifikat findet das Tageslicht offensichtlich überhaupt keine Beachtung. 

Was Sie in die Nachhaltigkeitswertung einbringen, ist ein lupenreines natürliches Element. Ein frei verfügbares Ur­element. 

Tageslicht hat keine Lobby. Das ist das Problem. Stellen Sie sich vor, es wird als Grundrecht beschlossen – jeder hat Anspruch auf 5 Prozent Tageslicht an seinem Arbeitsplatz. Da müsste man Hallen umbauen oder ganze Gebäude abreißen. In Verteilerzentren von Versandhäusern oder Paketdiensten wird das Lichtquantum bisher nur nach Leseaufgaben ausgesucht. Gibt es Leseaufgaben, fordert die DIN 200 Lux für die Beleuchtung, ohne Leseaufgaben sieht sie 100 Lux vor. 200 Lux reichen zum Lesen, da hat die DIN recht. Aber die biologische Wirksamkeit für die Beschäftigten ist gleich null. Man müsste mal nachrechnen, wie viel Kranken- und Behandlungskosten sich durch vernünftige Lichtverhältnisse sparen ließen. Licht wird nach alter Denkart meist aufs Visuelle reduziert. Es geht immer nur um die Sehleistung, die komplexen biologischen Faktoren bleiben ausgeklammert. Davon sind auch die Heranwachsenden betroffen. Schulen werden in der Regel so geplant, dass den Kindern in den Klassenräumen gerade mal 300 Lux zugesichert werden, in Fachräumen 500 Lux. Diese Unterversorgung mit Licht geschieht nicht aus Boshaftigkeit, sondern, ich wiederhole mich, schlichtweg aus Unwissenheit. 

Darf so viel Unwissenheit heute noch geduldet werden?

Es tut sich etwas, wenn auch langsam. Um mal beim Thema Schule zu bleiben: Die aktuelle DIN SPEC empfiehlt, den Tageslichtrhythmus von Schülern durch biodynamische Kunstlichtinstallationen anzuregen. Unser Team hat in Hamburg für die Schule Stübenhofer Weg ein Gebäudekonzept mit lernfördernden Licht-­­Raum-Situationen er­­arbeitet, für das wir 2012 den „Deutschen Lichtdesign-Preis“ erhielten. Lernfördernd bedeutet: Das Lichtkonzept berücksichtigt sensibel alle Phasen – Wachheit, Konzentration, Ent­spannung. Die müssen naturzyklisch aufeinanderfolgen – das ist für einen gesunden Organismus wichtig. Natürliches und künstliches Licht sind dann gut geplant, wenn man die Lichtmodulation positiv wahrnimmt. Licht soll nicht stören, keine Aufmerksamkeit erregen, es muss einfach da sein, wann und wo es gebraucht wird.

Was hat natürliches Licht, was künstliches nicht hat?

Beim natürlichen Licht ist jede Wellenlänge vorhanden, jede Farbe sichtbar – eine einmalige Güte. Das Glühlampenlicht etwa besitzt sehr viel mehr Rot als Blau. Die sogenannten Energiesparlampen, die heute angeboten werden, haben kaum etwas mit natürlichem Licht gemein. Hochwertige LEDs dagegen bieten mittlerweile sowohl einen natürlichen Spektralverlauf als auch ruhige Übergänge. Für Ge­bäude, die aus baulichen Gründen eine aus­reichende Nutzung von Tageslicht nicht zulassen, verfügen wir also über die Zutaten – über entsprechende Leuchten und komplexe Lichtmanagementsysteme –, um natürliche Lichtverläufe wenigstens zufriedenstellend zu simulieren.

LEDs werden ja oft als die neuen Wunderlampen gefeiert.  

Vorsicht! Eine Hightech-LED und eine LED von sonstwoher – das kann ein größerer Unterschied sein als der zwischen einem Fiat Panda und einem S-Klasse-Mercedes. Eine Hightech-LED bietet ein größeres Farbspektrum und dadurch logischerweise eine geringere Licht­ausbeute. Mit einer LED, die lediglich jede Menge Licht raushaut, kann ich zwar Industriehallen oder Straßen beleuchten, aber keine Innenräume. Dieser Unterschied zwischen LED und LED muss immer wieder auch Architekten und Planern klargemacht werden. 

Weshalb konnte sich eigentlich die Leuchtstoffröhre trotz ihrer Unvollkommenheit so lange behaupten?

Ganz einfach: Weil sie sehr viel messbares Licht abliefert. Das Luxmeter springt sofort auf diese Spitzen an. Ein paar Zahlen: Eine Glühlampe hat 25 lm/W, eine Leuchtstofflampe bis 100 lm/W. Tageslicht liegt bei 90 bis 125 lm/W. Jenseits der grellen Fabrikate sind auch gute Leuchtstofflampen um die 60 lm/W verfügbar, die verwenden wir beispielsweise für Museen. Diese Lampen werden aber nicht gekauft, weil sie lediglich die Hälfte der Lichtausbeute liefern. Die Leute schauen nur: Wie viel Licht bekomme ich für wie viel Watt.

Was ist daran falsch? 

Wieso fragen alle danach, für wie viel Watt sie pro Quadratmeter wie viel Lux bekommen? Warum fragt keiner nach der Qualität des Lichts?

Wie definieren Sie die Qualität?

Als kontinuierliches Spektrum mit einem kontinuierlichem Übergang zwischen den Lichtfarben, wie von der Natur beispielhaft vorgegeben. Für die spektrale Qualität gibt es den CRI-beziehungsweise Ra-Index. Die­ser Color Rendering Index (CRI) ist der Farbwiedergabeindex (Ra), der zur Charakterisierung von Lichtquellen dient – ein Index für die Natürlichkeit der Farbe. Mit ihm lässt sich das Beleuchtungsspektrum von Glühlampen, Leuchtstofflampen, Energiesparlampen und Leuchtdioden vergleichen. Sonnenlicht definiert mit dem Farbwiedergabeindex 100 die Bestmarke. Eine herkömmliche Leucht­stofflampe besitzt einen CRI von 80, bei einer guten LED beträgt er 95. Jeder Wert über 90 ist gut. Genau genom­men müsste jeder Kunde zum Leuchtenverkäufer sagen: Ich möchte bitte eine Lampe mit hervorragender Farbwiedergabe.

Gibt es für Sie so etwas wie ein Dogma, das ewig und immer gilt? Unabhängig davon, welchen Zweck und welchen Nutzen Ihre jeweilige Lichtplanung befriedigen muss?

Wir folgen einem anthropozentischen Leit­bild – der Mensch im Mittelpunkt allen Handelns. In welchem Licht, unter welchen Bedingungen hat sich das Lichtwesen Mensch entwickelt? Missachten wir das Tageslicht, entfremden wir uns der Natur. Licht muss das Wohlbefinden unterstützen. Punkt. 

Das Gespräch führte Doris Neumann.