Home

Tageslicht im Bildungsbau ist essentiell für die Gesundheit und das Wohlbefinden von Schülern und Lehrern. Beide halten sich durch den Ausbau von Ganztagesschulen und Nachmittagsbetreuung zunehmend länger in den Gebäuden auf. Wie eine durchdachte Tageslicht-versorgung und –planung gelingt beschreibt dieser Beitrag.

Die Evolution des Menschen hat im Freien stattgefunden, mit dem Wechsel von Tag und Nacht als Taktgeber der inneren Uhr. Ein Mangel an (Tages)Licht führt auf Dauer zu psychischen und physischen Erkrankungen, denn für bestimmte Prozesse im Körper sind Mindestmengen an Licht erforderlich. Als Anhaltspunkt, wie hoch die Tageslichtdosis sein soll, kann die Lichttherapie dienen. Bei dieser kommen Beleuchtungsstärken von 2.500 Lux über zwei Stunden oder 10.000 Lux über 30 bis 40 Minuten zur Anwendung.

Licht für helle Köpfe
Im Freien erreicht direktes Sonnenlicht eine Beleuchtungsstärke von zirka 100.000 Lux, ein bedeckter Himmel im Winter nur zirka 3.000 Lux. Mitteleuropäer verbringen jedoch durchschnittlich 90 Prozent des Tages in geschlossenen Räumen, oft bei künstlichem Licht. Für die künstliche Beleuchtung, die meist ein wesentlich kleineres Lichtspektrum abdeckt als das Tageslicht, werden für Klassenräume Mindestwerte von 300 bis 500 Lux vorgeschrieben.
Kinder und Jugendliche, Lehrer und Erzieher halten sich durch den Ausbau von Ganztagesschulen und Nachmittagsbetreuung zunehmend länger in den Gebäuden auf, und auch ihre Freizeit verbringen die Jüngsten tendenziell weniger im Freien. Diese Entwicklungen bewirken, dass die Tageslichtversorgung in Schulgebäuden, ergänzt um das Angebot von vielfältig nutzbaren und möglichst direkt erreichbaren Außenräumen, eine Thematik ist, die für den Bildungsbau mehr und mehr an Bedeutung gewinnt.

Über 20 Prozent bessere Leistung
Studien wie „Daylight in Schools“ der Heschong Mahone Group kommen zu dem Ergebnis, dass in den Gebäuden mit dem meisten Tageslicht die Schüler bei Lesetests um 26 Prozent und bei Rechentests um 20 Prozent besser abschnitten als Schüler in den Schulen mit dem wenigsten Tageslicht. Mit folgenden Hypothesen erklärten die Studienautoren das bessere Abschneiden der Schüler, denen mehr Tageslicht geboten wird: Eine gute Versorgung mit Tageslicht bewirkt eine bessere Lichtqualität in den Klassen. Die höheren Beleuchtungsstärken des natürlichen Lichts verringern den Einsatz von Kunstlicht. Aufgrund seines breiteren Spektrums ermöglicht das natürliche Licht besseres, farbechteres Sehen. Künstliches Licht erhellt vor allem horizontale Flächen, natürliches Licht sowohl horizontale Flächen als auch vertikale Flächen. Diese umfassendere und im Laufe des Tages wechselnde Verteilung des Lichtes im Raum ermöglicht besseres dreidimensionales Sehen aufgrund von Glanzpunkten und differenzierter Schattenbildung. Die gute Versorgung mit Tageslicht bewirkt eine bessere körperliche Gesundheit von Schülern und Lehrern sowie deren bessere psychische Verfassung. Die Schüler sind aufmerksamer und weniger müde, unter anderem durch den verbesserten Abbau von Melatonin. Ihr soziales Verhalten ist ausgeglichener.

Wie viel Tageslicht braucht die Schule?
In Bauordnungen und Richtlinien sind die Mindestanforderungen an die natürliche Belichtung von Schulgebäuden über die Dimensionierung der Fensterfläche in Abhängigkeit der Größe eines Raumes geregelt. Durch die Berechnung des Tageslichtquotienten erhält man eine grafische Darstellung, wie das Tageslicht im Raum verteilt ist. Die durch die Berechnung des Tageslichtquotienten“ empfiehlt für Schulen einen mittleren Tageslichtquotienten von mindestens einem Prozent, für Kindergärten von eineinhalb Prozent. Arbeitsstätten sollen einen Tageslichtquotienten von mindestens zwei Prozent aufweisen. Als wirklich hell wahrgenommen werden Räume mit einem mittleren Tageslichtquotienten von vier Prozent.
Ziel einer guten Tageslichtplanung sollte es deshalb sein, nicht nur die Mindestanforderungen zu erfüllen, sondern helle, nutzerfreundliche Räume zu planen.

Schema 1_Belichtung Schultypen
Tageslichtverteilung in unterschiedlichen Schultypen

Tageslichtplanung ist ein integraler Bestandteil des architektonischen Entwurfes und keinesfalls die reine Maximierung von Fensterflächen. Tageslichtplanung bedarf der Abwägung und Abstimmung mit allen anderen Planungszielen, wie zum Beispiel der Energieeffizienz, deren Ideal ein kompakter Baukörper mit möglichst geringem Fensteranteil ist. In allen Planungsphasen, von der städtebaulichen Ausrichtung der Baumassen bis zur Detailierung der Fenster, werden Entscheidungen getroffen, die Einfluss auf die Tageslichtqualität des Gebäudes haben.

Neue Grundrisstypologien
Neue und zeitgemäße pädagogische Konzepte führen zu neuen Grundrisstypologien, wie dem „Münchner Lernhaus“ oder in Österreich dem „Cluster“. Multifunktionale Mehrzweckbereiche zwischen den Klassen ersetzen hier die monofunktionalen Korridore der Gangschule. Dadurch entstehen wesentlich tiefere Baukörper mit Mehrzweckbereichen in der Mitte. Deren natürliche Belichtung mit Lichthöfen, Atrien, Einschnitten in den Baukörper stellt eine Herausforderung an die Planer dar, zumal in den pädagogischen Konzepten oft eine Sichtbeziehung und möglichst direkte Anbindung der Mehrzweckbereiche an die Klassenräume gefordert wird.
Bei eingeschossigen Bauwerken und im obersten Geschoss eines Gebäudes können die innen liegenden Bereiche durch Öffnungen in den Dachflächen belichtet werden. Das zenitale Licht ist rund dreimal so stark wie das horizontale Licht, weshalb bei einer Belichtung von oben wesentlich kleinere Fenster möglich sind.

Anordnung der Fensteröffnungen
In einer Gangschule erfolgt die Belichtung meist einseitig über Fensterbänder an der Längsseite der Klassenräume. Ab einer Raumtiefe von fünf Metern nimmt das Tageslicht jedoch stark ab. Je tiefer ein Klassenraum ist, desto schlechter wird er durch ein einseitiges Fensterband belichtet.
Bei den neuen Grundrisstypologien gibt es die Tendenz, Klassenräume nicht mehr für den Frontalunterricht längs auf eine Tafel hin auszurichten, sondern richtungsneutrale, quadratische Unterrichtsräume zu schaffen, die eine größere Raumtiefe aufweisen. Ideal für solche Räume ist eine mehrseitige Belichtung, die im mehrgeschossigen Schulbau zum Beispiel durch Einschnitte im Baukörper möglich wird. Dadurch wird eine wesentlich gleichmäßigere Belichtung des Raumes erzielt.

Mit oder ohne Sturz
Die Ausbildung der Fensterdetails hat, abgesehen von der Dimension des Fensters, einen wesentlichen Einfluss darauf, wie viel Tageslicht in den Raum fällt. Beispielsweise sollten Fenster ohne Sturz ausgebildet werden, um einen maximalen Tageslichteintrag zu erzielen. Ein tiefes, helles Fensterbrett dient als die einfachste Form der Tageslichtlenkung. In den tiefer liegenden Bereichen des Raumes lässt sich so der Tageslichtanteil um bis zu zehn Prozent verbessern.

O:_____PRPR_Productionwordpresstageslicht_workfilesdwgSch
Tageslichteintrag bei unterschiedlicher Fensterausbildung

Ausblick und Zugang ins Freie
Ein attraktiver Blick ins Freie, im besten Fall ins Grüne, wirkt sich positiv auf die Psyche und das soziale Verhalten von Schülern aus. Direkte Ausgänge aus der Klasse erlauben es, sich auch während kurzer Pausen im Freien aufzuhalten. Freiluftklassen geben zusätzlich die Möglichkeit, Teile des Unterrichtes im Außenraum abzuhalten. Wie eingangs beschrieben sind die Beleuchtungsstärken im Freien am höchsten. Bestimmte Prozesse im Körper, wie zum Beispiel die Bildung des Vitamins D3, benötigen explizit direktes Sonnenlicht. Die attraktive Gestaltung von Freiräumen und ihre einfache Erreichbarkeit sollten daher ebenfalls Bestandteile einer guten Tageslichtplanung sein.

Schema 2_Belichtung Räume
Tageslichtverteilung bei unterschiedlicher Fensteranordnung

Thermischer Komfort
Tageslichtplanung beinhaltet auch eine effiziente Verschattung, die nicht in Konkurrenz zum Tageslichteintrag und der natürlichen Belichtung der Räume steht. Die ideale Verschattung ist außenliegend und verhindert im Sommer eine direkte Bestrahlung der Wandbauteile. Im Winter ermöglicht sie solare Gewinne. Ein geringer Anteil an beweglichen Teilen ist von Vorteil.

Fazit
Tageslicht im Bildungsbau ist essentiell für die Gesundheit und das Wohlbefinden von Schülern und Lehrern. Eine durchdachte Tageslichtplanung sollte über die reine Erfüllung des Mindeststandards hinausgehen und charakteristische, auf den Standort eingehende Räume mit anregenden und differenzierten Lichtmilieus schaffen. Eine gute Tageslichtplanung ist eine einmalige Investition – die Sonne scheint dann kostenlos.

SOLID_032_I_7557_KuKu_2

Bewegungsraum mit Oberlicht im Kindergarten Neufeld an der Leitha

 

 

SOLID architecture_Hinterreitner_7336_221 x284

Architekt Christoph Hinterreitner leitet zusammen mit Christine Horner seit 2000 das Büro SOLID architecture in Wien. Das Team löst anspruchsvolle und sensible Gestaltungsaufgaben, vor allem in den Bereichen Bildungsbau, Corporate Architecture sowie in der Brückenplanung und Ausstellungsgestaltung.
http://www.solidarchitecture.at

Fotos: Kurt Kuball
Grafiken: SOLID architecture, Wien

 

 

 

 

Advertisements