docTages- und Kunstlichtoptimierung in Klassenräumen
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Tages- und Kunstlichtoptimierung in Klassenräumen
TAGES- UND KUNSTLICHTOPTIMIERUNG IN KLASSENRÄUMEN Eine Projektarbeit - Seminarreihe Lichtgestaltung Donau-Universität Krems Eva Jacoby Interior Design Forum Building Science 2009 „KIND, DU VERDIRBST DIR DIE AUGEN.......!! Eva Jacoby Forum Building Science 2009 INHALT GEBÄUDE → INTRO BESTANDSAUFNAHME Architektonische Vorgaben Raumgeometrie → Kunstlichtausstattung ¾ Kunst- und Tageslicht Messungen → Messergebnisse TAGES- UND KUNSTLICHTOPTIMIERUNG Zielvorgaben → Lösungskonzept Ergebnis Eva Jacoby Forum Building Science 2009 SCHULGEBÄUDE Erbaut 1900 mit Geldmitteln von Baron Nathaniel von Rothschild Diverse Umbauten und Erweiterungen Generalsanierung 1995 bis 2001 Eva Jacoby Forum Building Science 2009 RAUMANALYSE → ARCHITEKTONISCHE VORGABEN Raumgeometrie Ermittelte Nutzfläche des Klassenraumes 61m² Bestuhlung für 20 Kinder und zusätzlich zwei Computerarbeitsplätze Raummaße im Detail: ● Abmaße 9,25m x 6,60m ● Raumhöhe 3,66m Eva Jacoby Forum Building Science 2009 RAUMANALYSE → ARCHITEKTONISCHE VORGABEN Befensterung Drei Seitenfenster – Orientierung Nord Fenster im Detail: ● Maße H 2,02m - B 1,30m ● 2-fach Wärmeschutzverglasung ● Ug-Wert 1,2 W/m²K, τ 80% (Annahme) Fläche 2,63m² - Rahmenanteil 25% - Verglasung 1,99m² Verglasungsanteil im Raum Eva Jacoby ~ 6,0m² Forum Building Science 2009 RAUMANALYSE → ARCHITEKTONISCHE VORGABEN Innenraumgestaltung Eva Jacoby Forum Building Science 2009 RAUMANALYSE → ARCHITEKTONISCHE VORGABEN Kunstlichtausstattung Leuchten: Leuchtmittel pro Leuchte: ● 6 Rasteraufbauleuchten ● Anordnung – je 3 Stück längsseitig ● 4 Leuchtstofflampen zu je 18 Watt, 1200 lm (Typ TL-D18W/33-640) ● Energieeffizienzklasse B ● Farbwiedergabe Ra 63 - 2B ● Farbtemperatur 4100 K nw Beleuchtungsstärke E = 1200 * 4 * 6 /61 = 472 lx (Formel: E = Φ / A) Eva Jacoby Forum Building Science 2009 RAUMANALYSE → KUNST- UND TAGESLICHT Messung Kunstlicht Messung der Beleuchtungsstärke auf der horizontalen Nutzebene, 0,85m OKF, an sechs Messpunkten Eva Jacoby Forum Building Science 2009 RAUMANALYSE → KUNST- UND TAGESLICHT Messergebnis Kunstlicht Messpunkte: Werte von 168 lx bis 196 lx Ergebnis: Em 183 lx Norm Empfehlung E 300 lx (DIN 12464-1) Unterschreitung 117 lx oder 39% Nicht berücksichtigt: Computerarbeitsplätze, Wandtafel Multifunktionale Nutzung Eva Jacoby Forum Building Science 2009 RAUMANALYSE → KUNST- UND TAGESLICHT Begründung Messergebnisse ● Art der Leuchten ● Anzahl und Platzierung der Leuchten ● Unterschiedliche Alterung der Leuchtmittel ● Wartung - unregelmäßig Eva Jacoby Forum Building Science 2009 RAUMANALYSE → KUNST- UND TAGESLICHT Darstellung der Beleuchtungsstärke auf der Nutzebene Eva Jacoby Forum Building Science 2009 RAUMANALYSE → KUNST- UND TAGESLICHT Leuchtdichteverteilung im Raum Eva Jacoby Forum Building Science 2009 RAUMANALYSE → KUNST- UND TAGESLICHT Messung Tageslicht Bestimmung des Tageslichtquotienten D [%] ● Messung Innenraum horizontalen Nutzebene 0,85m, zwei Messpunkten ● Messung Außenraum unverschattet, gleichmäßig bedeckter Himmel Eva Jacoby Forum Building Science 2009 RAUMANALYSE → KUNST- UND TAGESLICHT Messergebnis Tageslicht Messwerte Innenraum Außenraum Ergebnis: Em 128 lx E 6.780 lx Dm 1,9% D = 128 / 6.780 * 100 = 188 ~ 1,9% (D = Ei / Ea * 100) Eva Jacoby Forum Building Science 2009 RAUMANALYSE → KUNST- UND TAGESLICHT Norm Empfehlung Tageslichtquotienten DIN 5034: Im Mittel der beiden Punkte min. 0,9%, an einem der beiden Punkte min. 0,75% Erfüllt mit Dm 1,9% Schulräume min. D 3% für guten visuellen Komfort Eva Jacoby Forum Building Science 2009 RAUMANALYSE → KUNST- UND TAGESLICHT Norm Empfehlung Tageslichtquotienten DIN 12464: Am ungünstigsten Arbeitsplatz min. das 0,6fache der Vorgaben Kunstlichtbeleuchtung Vorgabe 300lx – 0,6fache 180lx Unterschreitung um 30% Eva Jacoby Forum Building Science 2009 RAUMANALYSE → KUNST- UND TAGESLICHT Begründung Messergebnis • • • • Eva Jacoby Tageslichtquotient abhängig von Raumgeometrie Parapethöhe 0,78m Sturz von 0,86m Vorhänge und Fensterbilder Forum Building Science 2009 RAUMANALYSE → KUNST- UND TAGESLICHT Darstellung der Tageslichtversorgung Eva Jacoby Forum Building Science 2009 RAUMANALYSE → KUNST- UND TAGESLICHT Leuchtdichteverteilung im Raum Berechneter Tageslichtquotient Dm 1,03% - Dmax 3,49% Eva Jacoby Forum Building Science 2009 OPTIMIERUNG → TAGES- UND KUNSTLICHT Zielvorgaben Empfehlung der Norm (DIN 12464) - Wartungswerte ● Werk- und Zeichenunterricht 500 lx ● Wandtafel 500 lx ● Lehrerarbeitstisch 500 lx ● Bestuhlungsbereich der Kinder 300 lx Eva Jacoby Forum Building Science 2009 OPTIMIERUNG → TAGES- UND KUNSTLICHT Zielvorgaben Lichttechnische Kriterien - Sehaufgabe ● Lichtrichtung und Schattigkeit ● Leuchtdichteverhältnisse bzw. Helligkeitsverteilung ● Blendbegrenzung ● Lichtfarbe und Farbwiedergabe ● Ausgewogenes Beleuchtungsniveau ● Visuelle Umgebung Eva Jacoby Forum Building Science 2009 OPTIMIERUNG → TAGES- UND KUNSTLICHT Zielvorgaben Sonstige Kriterien ● Tageslichtangebot und Nutzung ● Wirtschaftlichkeit – Energie- und Wartungskosten ● Geringst möglicher Aufwand – Eingriff in die vorhandene Raumsituation Eva Jacoby Forum Building Science 2009 OPTIMIERUNG → TAGES- UND KUNSTLICHT Lösungskonzept Höchste Flexibilität und Mobilität ● freie Anordnung der Sitzplätze ● situationsgerechte Beleuchtungsstärken ● einwandfreies Ablesen von der Tafel von allen Plätzen ● Tageslicht abhängige Steuerung Eva Jacoby Forum Building Science 2009 OPTIMIERUNG → TAGES- UND KUNSTLICHT Lösungskonzept Geeignete Leuchten und Leuchtmittel ● Allgemeine Beleuchtung Pendelrasterleuchten - Anordnung zweireihig, parallel zur Fensterfront ● Tafelbereich Pendelleuchten – vertikale Wandausleuchtung Eva Jacoby Forum Building Science 2009 OPTIMIERUNG → TAGES- UND KUNSTLICHT Lösungskonzept Geeignete Leuchten und Leuchtmittel Vorteile ● Indirekt/direkt strahlend ● Gleichmäßige Helligkeitsverteilung – nicht monoton ● Zusätzlich reflektiertes Licht von der Decke ● Optimierte Lichtlenkung - Blendungsbegrenzung ● Schattenfreie, gleichmäßige Ausleuchtung im Tafelbereich durch asymmetrische Lichtverteilung Eva Jacoby Forum Building Science 2009 OPTIMIERUNG → TAGES- UND KUNSTLICHT Lösungskonzept Geeignete Leuchten und Leuchtmittel Leuchtmittel – Leuchtstofflampen T5 ● Hohe Lichtausbeute (2x28W/5200 lm – 35W/3300lm) ● Sehr gute Spektralverteilung (K 4000) ● Sehr gute Farbwiedergabe Ra-Wert 84 (1B) ● Elektronisches Vorschaltgeräte – stufenlose Dimmung Eva Jacoby Forum Building Science 2009 OPTIMIERUNG → TAGES- UND KUNSTLICHT Lösungskonzept Lichtsteuerung ● Getrennte Schaltkreise pro Leuchtenreihe ● Stufenlose Dimmung pro Schaltkreis ● Tageslichtkoppelung – automatische Zuschaltung der Leuchtenreihen mit stufenloser Helligkeitsregelung bei unzureichend natürlicher Belichtung Eva Jacoby Forum Building Science 2009 OPTIMIERUNG → TAGES- UND KUNSTLICHT Ergebnis ● Sanfte Leuchtdichteübergänge durch diffuses Licht von der Decke – keine harten Schatten ● Optimierte Lichtlenkung ermöglicht freie Anordnung der Schreibtische ● Harmonisch ausgewogenes Beleuchtungsniveau ● Erhöhter Sehkomfort – Steigerung der Aufnahmeund Konzentrationsfähigkeit ● Wohlbefinden Eva Jacoby Forum Building Science 2009 OPTIMIERUNG → TAGES- UND KUNSTLICHT Allgemein Beleuchtung Em 460 lx - Emax 682 lx Eva Jacoby Forum Building Science 2009 OPTIMIERUNG → TAGES- UND KUNSTLICHT Beleuchtung Tafel Em 540 lx - Emax 625 lx Eva Jacoby Forum Building Science 2009 OPTIMIERUNG → TAGES- UND KUNSTLICHT Leuchtdichteverteilung im Klassenraum Eva Jacoby Forum Building Science 2009 OPTIMIERUNG → TAGES- UND KUNSTLICHT Leuchtdichteverteilung im Klassenraum Eva Jacoby Forum Building Science 2009 OPTIMIERUNG → TAGES- UND KUNSTLICHT Ergebnis Wirtschaftlichkeit Ermittelte Verbrauchswerte zur Zeit Lösungskonzept ca. 5W/m²/100lx 1,8W/m²/100lx ● Senkung der Wartungskosten durch qualitativ hochwertige Leuchtmittel ● Einsparungen durch Tageslichtkoppelung Optimum wäre Tageslichtautonomie durch gezielte Lichtlenkung Eva Jacoby Forum Building Science 2009 „KIND, ........ mach das Licht an! Die Schulleitung veranlasste aufgrund der Messergebnisse den Austausch sämtlicher Leuchtmittel in allen Klassenräumen!! Eva Jacoby Forum Building Science 2009 DANKE FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT Eva Jacoby Forum Building Science 2009
