Editorial

Licht ist für uns eine Selbstverständlichkeit. Am Tageslicht und seiner Intensität gibt es nicht viel zu ändern. Lediglich die Stunden, die wir uns im Freien aufhalten, können wir selbst bestimmen. Je kürzer und dunkler die Tage im Winter jedoch werden, umso wichtiger wird das Kunstlicht in Innenräumen.

In den 1840er-Jahren liess Thomas Alva Edison die erste Glühlampe mit einem Glühfaden aus Platin patentieren. Viele Jahre der Entwicklung und Forschung, nicht zuletzt auch die Debatte über die Energieeffizienz haben aus spärlich leuchtenden Lichtquellen hochtechnologische Beleuchtung gemacht, aus der mithilfe von ­Planungsbüros ausgeklügelte Lichtkonzepte für Innenräume entstehen.

Anhand von vier Beispielen zeigt dieses Heft, wie aktuell das Thema Licht und Beleuchtung in ­Lehre, Forschung und Architektur heute ist.

Bereits an der Hochschule Luzern werden Studierende für das Thema Licht sensibilisiert. Die Themenplattform Licht@hslu verknüpft Architektur, Innenarchitektur, Gebäude- und Elektrotechnik und in verschiedenen Räumlichkeiten werden dort die Wechselwirkungen zwischen Licht und Architektur gestestet. Das Fraunhofer-Institut in Stuttgart forscht an einem künstlichen Himmel fürs Büro. Dabei wird ein natürlicher Tageslichtverlauf simuliert, der den Biorhythmus positiv unterstützen soll.

Die konkrete Umsetzung stellen wir an zwei gebauten Beispielen vor: dem Neubau der Hotelfachschule Belvoirpark von Studio Märkli und der Sanierung des Bundeshauses Ost in Bern von alb architektengemeinschaft.

Franziska Quandt

Inhalt

AKTUELL
07 WETTBEWERBE
Elegant über die Autobahn

10 PANORAMA
Das Licht der Moderne | Handbuch Licht und Beleuchtung

12 VITRINE
Lichtreflexe im Innenraum | Neues aus der Baubranche

15 SIA
Revidierte Betonnorm publiziert | Warmwassernormen präzise erläutert | Herausfor­derungen weltweit angehen | Wettbewerb Europan – wie weiter?

19 VERANSTALTUNGEN

THEMA
20 WIE UNTER FREIEM HIMMEL
Laura Hennemann
Wie kann Licht unseren Biorhythmus am Arbeitsplatz positiv beeinflussen?

23 LICHT IN ALLEN FACETTEN
Jutta Glanzmann Gut
Studio Märkli zeichnete verantwortlich für den neuen Bau der Hotelfachschule Belvoirpark in Zürich.

27 BUNDESHAUS BERN
Paul Knüsel
Bei der Sanierung wurde das Bundeshaus Ost mit einem neuen LED-Leuchtenkonzept ausgestattet.

28 VON DER IDEE ZUR ERFAHRUNG
Vanessa Thulliez
Die Hochschule Luzern – Technik & Architektur sensibilisiert ihre Studie­renden für das Thema Licht.

AUSKLANG
30 STELLENINSERATE

37 IMPRESSUM

38 UNVORHERGESEHENES

Wie unter freiem Himmel

Damit das Licht am Arbeitsplatz unseren Biorhythmus
und unsere Arbeitsleistung bestmöglich unterstützt, versuchen deutsche Forscher, mit dem Prototyp eines Kunstlichthimmels ein Stück Aussenraum ins Innere von Büroräumen zu bringen.

Wer ist nicht gern draussen? Besonders im Winter, wenn die Tage kurz und die Nächte lang sind, sollte man möglichst viel Sonnenlicht einfangen. Leider sitzen die meisten genau zu dieser Zeit im Büro und bekommen wenig bis gar nichts vom Lichtverlauf des Tages mit.

Dafür seien wir nicht gemacht, meint Oliver Stefani, Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation in Stuttgart: Die Evolution hat uns nicht auf Büroräume vorbereitet, zu Recht sind Winterdepressionen eine anerkannte Diagnose. Der Forscher möchte den Menschen das Tageslicht wiedergeben, jedoch ohne die moderne Arbeitswelt auf den Kopf zu stellen. Die Lösungen, an denen Stefani und seine Kollegen tüfteln, sind technischer Natur und bestehen aus LEDs und OLEDs. Sie heissen VirtualSky und SmartHeliosity.

Licht ist Sehen, Biologie und Emotion

«Licht hat auf uns immer drei Wirkweisen», erklärt Stefani. «Erstens ermöglicht es uns das Sehen. Zweitens hat es darüber hinaus noch eine biologische Wirkung und drittens eine emotionale.» Die Europäische Norm 12464-1 legt zwar genau fest, wie die «Beleuchtung von Arbeitsstätten in Innenräumen» sein soll, allerdings nur im Hinblick auf den Aspekt des Sehens ohne Anstrengung. So muss beispielsweise ein normaler Büroarbeitsplatz, um zu schreiben, tippen und lesen, mit einer Helligkeit von mindestens 500 Lux beleuchtet sein, jedoch darf kein direktes Licht blenden.

Die biologische Wirkung werde erst jetzt ebenfalls in die Normen (DIN SPEC 5031-100:2015-08) übernommen, so Stefani. Denn neben Stäbchen und Zapfen zum Sehen enthält das menschliche Auge auch Zellen, die auf blaues Licht reagieren und dann die Produktion des Schlafhormons Melatonin hemmen.

Das kalte Licht des blauen Himmels hält uns tagsüber wach, wohingegen das warme Licht bei Sonnenuntergang dem ermüdenden Melatonin freien Lauf lässt. Was dagegen passiert, wenn die abendlich schwache Beleuchtung einen erhöhten Blauanteil enthält, haben im Jahr 2013 Wissenschaftler um Sarah Chellappa von der Universität Basel an Testpersonen erforscht. Das Ergebnis: Am Anfang der Nacht verringert solches Licht die Tiefschlafphase.

Die spätabendliche Arbeit an Computermonitoren unterdrückt das Melatonin umso stärker, je höher deren Blauanteil ist. Ein LED-Monitor mit mehr Blaulichtanteil verzögert im Vergleich zu einem herkömmlichen Monitor die Müdigkeit um bis zu eine Stunde, haben die Basler Forscher um Christian Cajochen zusammen mit Oliver Stefani herausgefunden.

Tageslicht fördert die Konzentration

Bleibt die emotionale Wirkung, der sich Oliver Stefani und seine Kollegen besonders widmen. Die Grundhypothese der Fraunhofer-Wissenschaftler: «Das Bürolicht sollte sich am natürlichen Tageslicht orientieren», so Stefani. Tagsüber ist dies ein recht kaltes Licht, also mit einer hohen Farbtemperatur von 5000 bis 6000 Kelvin. Die bisher übliche Bürobeleuchtung aber hat eher 4000 Kelvin, ist also ein neutrales Weiss. Tatsächlich wäre aber ein kälteres Licht für konzentriertes Arbeiten hilfreicher.

In einer Studie testeten Forscher um Antoine Viola von der britischen University of Surrey die Auswirkungen von extrem kaltem Licht am Arbeitsplatz. 17 000 Kelvin betrug die Lichtfarbtemperatur, der die Wissenschaftler 94 Probanden in deren eigenen Büros vier Wochen lang aussetzten. Nicht nur berichteten die Probanden über erhöhte Aufmerksamkeit und Leistung, ihnen gefiel die neue Lichtsituation auch gut.

1000 LEDs pro Quadratmeter

Eine Möglichkeit bietet der von Oliver Stefani und seinem Team entwickelte Tageslichthimmel VirtualSky. Die Idee dahinter ist, ein Stück der Natur zurück ins Gebäude zu bringen. Interessant war für Stefani und sein Team, welche Eigenschaften des natürlichen Lichts besonders wichtig sind, welche man mit der Kunstlichtbeleuchtung nachbilden muss, damit man sich am Arbeitsplatz wohlfühlt. Mit 1000 kleinen LEDs, die pro Quadratmeter verbaut sind, kann der VirtualSky verschiedene Tageslichtszenarien nachempfinden.

Fünf LED-Typen kommen dabei zum Einsatz: warmweisse LEDs, die direkt strahlen, und kaltweisse LEDs, die gemeinsam mit den roten, grünen und blauen LEDs von einer diffusen Barrisolfolie, einem schwer entflammbaren Gewebe B1 aus PVC, abgedeckt werden. So wird die Decke eines Raums in eine leuchtende Fläche umgewandelt, deren Helligkeit und Farbtemperatur sich beliebig verändern lässt. Von einem leuchtenden Himmelblau, das ab und an von Wolken durchzogen wird, bis hin zu Sonnenauf- und -untergang können alle Wetterlagen simuliert werden.

Denn auch das haben die Wissenschaftler festgestellt: Hin und wieder eine Veränderung der Lichtverhältnisse gefällt uns, hält uns wach und aufmerksam und soll das Wohlgefühl stärken. Die Lichtdecke misst 4.50 × 7.50 m und kann wie ein Display mit einer Auflösung von 12 × 20 Pixeln angesteuert werden. Jede LED-Platte repräsentiert hierbei ein Pixel. Zuerst kreierten Stefani und seine Kollegen eine Sequenz von bewegten Wolken auf dem VirtualSky. Für eine Studie wurden insgesamt drei verschiedene Lichtverhältnisse kreiert.

Statisches Licht mit einem festgelegten Wolkenmuster, Licht mit einer niedrigen Dynamik, das alle 90 Minuten von kaltem Weiss zu warmem Weiss wechselt, und Licht mit einer hohen Dynamik, bei dem eine Wolkenanimation und sich ständig ändernde Lichtverhältnisse zum Einsatz kommen. Das Resultat der Studie zeigte, dass die Teilnehmer unter Einfluss des hoch dynamischen Lichts wacher und besser gelaunt waren und dass das hoch dynamische Licht vor allem im kreativen Bereich bevorzugt wird.

Allerdings ist der nachträgliche Einbau des VirtualSky nicht in jedem Büro problemlos möglich, beispielsweise wenn eine Sprinkleranlage im Weg ist. Zudem muss bedacht werden, dass das Konstrukt aus LEDs etwa 30 cm von der Raumhöhe abzieht. Für jedes Büro ist der VirtualSky aber ohnehin nicht gedacht: Jeder Quadratmeter kostet 1800 bis 2500 Schweizer Franken – je nach Ausstattung.

Für jeden das Licht seiner Wahl

Eine weniger kosten- und platzintensive Lösung bietet die am Fraunhofer-Institut als Prototyp für die variable Bürobeleuchtung entwickelte Leuchte Heliosity. Sie sieht aus wie ein grosses, leuchtendes Blatt Papier, das über dem Arbeitsplatz schwebt. Mit Heliosity kann sich auch in Bürogemeinschaften jeder Mitarbeiter aus allen Grundfarben und Weisslichtquellen die gewünschte Farbtemperatur an seinem Schreibtisch erschaffen, denn sie lässt sich überall platzieren.

Oliver Stefani hat festgestellt, dass es Gemeinsamkeiten bei den Beleuchtungsvorlieben gibt, dass verschiedene Personen sich aber insbesondere für eine Entspannungsphase bei unterschiedlichem Licht wohlfühlen: «Eine entspannende Lichtfarbe ist die Farbe, die einem gefällt», so einfach ist es laut Stefani. Mit einem zwei Jahre dauernden Versuch fanden Forscher heraus, dass sich sowohl im Verlauf des Tages als auch mit den Jahreszeiten die Vorliebe für die Lichtfarbe wandelt. Ähnlich wie es die Sonne vorgibt, mögen Menschen abends warmes Licht, ebenso im Herbst und im Winter. Tagsüber und in den warmen Monaten wird dagegen kälteres Licht bevorzugt.

Wer sich beides erst einmal nicht leisten möchte, kann immerhin eine Ahnung bekommen, was die Zukunft der Lichtfarbanpassung bringen könnte. Online lässt sich das kleine Programm f.lux herunterladen und installieren. Es sorgt für wärmere Bildschirmfarben, sobald draussen die Sonne untergeht. Wer dann bei spätabendlichem Arbeiten vor dem Bildschirm einnickt, darf entschuldigend seine ungehemmte Melatoninausschüttung verantwortlich machen.

TEC21, Sa., 2016.01.16

16. Januar 2016 Laura Hennemann

Licht in allen Facetten

Das neue Haus für die Hotelfachschule im Zürcher Belvoirpark klärt eine städtebauliche Situation. Das Raumkonzept im Inneren schafft ein spannendes Miteinander von repräsentativen und funktionalen Räumen – wobei sowohl der Einfall des natürlichen Lichts als auch die eigens für das Haus entwickelten Leuchten eine wichtige Rolle spielen.

Die von Peter Märkli entworfene neue Hotelfachschule steht an der Geländekante zwischen Seestrasse und Belvoirpark. Durch seine präzise Setzung und die Volumetrie, die subtil auf die umgebenden Bauten reagiert, wird das Gebäude zu einem Scharnier zwischen einer Reihe von punktuellen Villenbauten entlang der Seestrasse und der Villa Schneeligut im Park.

Der 22 m hohe Neubau wendet sich mit einer fünfgeschossigen Fassade und zwei Annexbauten zum Belvoirpark. Dabei orientiert sich der Grundriss zum einen an der Flucht der Seestrasse, zum anderen nimmt er die Geometrie eines kleineren angrenzenden Gebäudes auf. Dadurch wird die flächig wirkende Parkfassade mit den regelmässig angeordneten, hochformatigen Fenstern einmal geknickt. Über die mittigen, grossflächigen Verglasungen, die in Anlehnung an eine klassische Säulenordnung dreigeteilt sind, zeichnet sich die zentrale Halle im Innern des Hauses gegen aussen ab.

Diese entwickelt sich vertikal über alle Stockwerke und lebt von der Wirkung des natürlichen Lichteinfalls und des Kunstlichts im Zusammenspiel mit den eingebauten Materialien. Das Kunstlicht stammt in erster Linie von lüsterartigen, eigens für den Bau gefertigten Leuchten. Vom Strassenraum nimmt man den Bau als dreigeschossiges Volumen wahr, dessen Fassade stärker geschlossen ist als zum Park hin, wobei sich die Halle auch hier über die Ausgestaltung der Fenster gegen aussen zeigt. Nicht zuletzt dank dem Kunstlicht, das den festlichen Charakter der Halle auch tagsüber von aussen ablesbar macht.

Das Licht im Gebäude war sehr früh im Entwurfsprozess ein Thema: Die Art der Beleuchtung hat sich zusammen mit der räumlichen Konfiguration des Gebäudes entwickelt.Peter Märkli hat dafür mit Lichtplaner Thomas Mika von Reflexion zusammengearbeitet, mit dem ihn eine langjährige Kooperation im Bereich der Lichtplanung verbindet.

Das Quadrat als wiederkehrende Form

Der grob verputzte Sockel in einem dunklen, kalten Grauton fasst das Haus mit den Annexbauten zu einem Ganzen. Der Rest der Fassade ist mit einem mineralischen Verputz in einem helleren Grau gehalten. Die Fensteröffnungen der Halle sind mit Betonfertigelementen konstruiert, die jeweils mit Pfeilern in einem dunkleren Farbton eingefasst sind. Trotz ihrer schlichten Ausgestaltung entsteht damit eine Assoziation mit der klassischen Villenarchitektur.

Ergänzt wird diese Wahrnehmung durch dekorative Elemente in Form von kleinen Quadraten, die aus dem gleichen Putz wie der Sockel bestehen und sich dadurch leicht von der Fassadenfläche abheben. Sie zeichnen das Eingangs- und das oberste Geschoss aus und schaffen in ihrer Kleinteiligkeit einen gestalterischen Bezug zu den benachbarten Fachwerkbauten im Park. Gleichzeitig lassen sie innerhalb der regelmässigen Fassadenordnung mit den hochformatig versetzten Fenstern eine zweite gestalterische Ordnung entstehen. Das gleiche Quadrat taucht als formales Grundelement auch bei den Leuchten in der Halle und im Restaurant wieder auf.

Zusammenspiel von Material und Licht

Dass die Geschosse nicht der Regelmässigkeit folgen, die man von aussen abzulesen glaubt, zeigt sich erst im Innern des Hauses: So ist das oberste Geschoss im Bereich des Auditoriums 4.5 m hoch, und das Eingangsgeschoss misst anders als die übrigen Stockwerke 3.5 m. Alle übrigen Geschosse sind 4 m hoch. Diese räumliche Grosszügigkeit entspricht zum einen den funktionalen Anforderungen einer Schule mit Seminarräumen und Auditorium, zum anderen unterstreicht sie den repräsentativen Charakter des Hauses, in dem sich Studierende aus aller Welt für Führungsaufgaben in Hotellerie, Gastronomie und Tourismus ausbilden lassen.

Das Haus betritt man von der Seestrasse aus über einen dunklen, mit schwarzem Naturschiefer verkleideten Raum. Dieser wirkt wie eine Schleuse, bevor man in die festlich beleuchtete Halle tritt, die sich im Gebäudeinnern als räumliche Figur über eine repräsentative Treppe nach unten und oben entwickelt und sich partiell über grosse Glasöffnungen nach aussen wendet. Auch hier sind die Wände mit dunklem Schiefer belegt.

Während der rote Teppich zusammen mit den grossformatigen Deckenleuchten dem Raum einen repräsentativen, fast festlichen Ausdruck verleiht, sind die Betondecken lediglich weiss gestrichen und vermitteln zusammen mit den weissen Akustikelementen einen rohen Charakter. Die mit Olivenholzfurnier belegten, fast raumhohen Türen, die in die angrenzenden Schulungsräume führen, wirken in ihrer Gestaltung wiederum eher klassisch.

Die Halle als mehrfach nutzbarer Raum

Durch die riesigen Fenster, die den angrenzenden Belvoirpark und die Landschaft in der Ferne zu Bildern fassen, entsteht in der Halle eine schöne Raumstimmung. Die zweiseitig angedockten Treppenhäuser übernehmen die Brandschutzfunktion und entlasten – ebenso wie die vier Körper, in denen die gesamte Haustechnik zusammengefasst wurde – die Halle in funktionaler Hinsicht. Solchermassen vollständig freigespielt kann sie als Treffpunkt oder als Ort zum Lernen dienen. Sie ist Foyer, Bibliothek, aber auch Rückzugsort. Und es finden darin Lernsituationen Platz, sei es die eigens dafür eingerichtete Übungsbar oder die Rezeption.

Die Halle wird ebenso wie die angrenzenden Treppenhäuser oder die Schulungsräume werden durch die raumhohen Fenster natürlich belichtet. Zusätzlich sorgen neben dem Stimmungslicht der grossformatigen Leuchtkörper in die Decke eingelassene Downlights – beispielsweise im Bereich des Empfangs oder der Bar – für gutes Arbeitslicht. Um die Halle ordnen sich situativ, je nach Nutzung des Stockwerks unterschiedlich, die zudienenden Räume wie Büros oder Sanitärbereiche.

Stimmungs- und Arbeitslicht

Das Restaurant im Gartengeschoss dient als Mensa für die Schülerinnen und Schüler, kann aber gleichzeitig als Ort für besondere Anlässe genutzt werden. Dafür sorgen das Eichenparkett, die kupferfarbenen Elemente, die Lüftungs- und Akustikelemente aufnehmen, der rundumlaufende Fries, der im überhohen Raum den menschlichen Massstab vermittelt, sowie die Deckenleuchten, die auf demselben Entwurfsprinzip basieren wie diejenigen in der Halle: Ausgehend vom Leuchtmittel LED bilden Flachstahlprofile, die mit quadratischen Gläsern bestückt sind, die Tragkonstruktion.

Durch Lufteinschlüsse im Glas wird eine diffuse Transparenz erzeugt, durch die das Licht der LED fällt. Während die Gläser in der Halle flache, kronleuchterartige Einzelstücke bilden, die damit eine gewisse Nobilität ausstrahlen, sind die Leuchten im Restaurant als repetitive, nicht gerichtete Elemente eingesetzt. Das warme, schimmernde Licht, das so in Halle und Restaurant erzeugt wird, kann auch von aussen wahrgenommen werden und vermittelt damit auf einer informellen Ebene den repräsentativen Charakter des Schulgebäudes. Die Leuchtstärke spielt hier keine zentrale Rolle.

Anders in den Seminarräumen: Auch diese Leuchten wurden eigens für ihren Zweck entworfen. In die viereckigen Elemente sind nicht nur die dimmbaren Leuchtkörper eingelassen, sie können auch kühlen, entlüften und heizen. Im Gegensatz zu den warm schimmernden Leuchtgebilden in der Halle verströmen sie ein kühles Arbeitslicht und sind so aufgebaut, dass sie für die verschiedenen Arbeits- und Unterrichtssituationen die gewünschte Lichtsituation erzeugen.

Trotz dem hohen funktionalen Stellenwert, den die Leuchtkörper haben, überzeugen sie als gestalterische Objekte an sich: Sie vermitteln auch auf formaler Ebenen in ihrer schlichten, geometrischen Form ihre hauptsächliche Funktion als Arbeitsleuchten. Eine Wirkung, die verstärkt wird, indem die Leuchten an die sichtbare geführte Infrastruktur der Haustechnikversorgung angeschlossen sind. Wie in den repräsentativen Räumen zeichnet auch dieses Licht die Funktion der Räume nach aussen ab und macht damit den inneren Aufbau der Hotelfachschule transparent.

TEC21, Sa., 2016.01.16

16. Januar 2016 Jutta Glanzmann

LED-Pendel- und Bürolampen im erneuerten Bundeshaus Ost

Vor 136 Jahren begannen die ersten Glühlampen der Schweiz in einem Engadiner Nobelhotel zu leuchten. Kurz danach wurde das elektrische Kunstlicht auch von Textilfabrikanten entdeckt. Und als das Bundes-Rathaus 1892 einen Ostflügel erhielt, wurden Büros und Wandelgänge, für die damalige Zeit immer noch ungewöhnlich, ebenfalls elektrisch ins rechte Licht gesetzt.

Nächstes Frühjahr erfolgt der Abschluss der Erneuerungsarbeiten im Bundeshaus Ost, wo Bundesrat und engste Mitarbeiter heutzutage beraten und tagen. Lichtbogen- oder Kohlefadenlampen sind Geschichte; als Reminiszenz an die Gründerzeit und die Elektrifizierung erhalten bleiben hingegen historische Pendelleuchten und Wandleuchter, die mit feingliedriger Schmiedearbeit befestigt sind.

Die Leuchtmittel sind nun Licht emittierende Dioden, kurz LED-Lampen, der neuesten Generation. So werden die ursprünglichen Leuchter in den Hallen mit LED-Retrofitlampen bestückt und bisherige Opalglaskugeln durch innen sandgestrahlte Klarglaskugeln ersetzt.

Zur Erhöhung des Beleuchtungsniveaus in den Korridoren werden einzelne Replikatlampen ergänzt. Architekten, Denkmalpfleger und Lichtplaner haben aber entschieden, die ursprüngliche Lichtatmosphäre möglichst zu belassen, bestätigt Ruedi Steiner, Mitinhaber des Berner Büros Lichtbau.

Tageslicht vom Norden

Die Beleuchtungsplanung für die Erneuerung der sechsstöckigen Regierungsresidenz begann vor über vier Jahren, als die Lichttechnik eben vor dem grossen Umbruch stand. Inzwischen sind Glühbirnen energetisch verpönt und der reguläre Handel verboten. Ebenso hat sich herausgestellt, dass die Energiesparlampe funktional nicht wirklich befriedigt. Und seit Neuestem werden auch Halogenlampen verdrängt, weil die LED-Lichtquelle nicht nur energieeffizienter ist, sondern seit Kurzem auch höchsten Qualitätsansprüchen genügt.

Für die Lichtplanung bietet derweil das Gebäude selbst, wie von Ursprungsarchitekt Hans Wilhelm Auer konzipiert, eine gute Ausgangslage: Ausrichtung und Raumstruktur sorgen für hervorragende Tageslichtqualitäten. Die zweigeschossige, repräsentative Eingangshalle und weitere Haupträume erhalten Tageslicht aus Norden, weshalb die Beleuchtungsbedingungen im Zeitverlauf ausgeglichen sind. Blendfreies Tageslicht gelangt dank verglasten Bürofronten und Oberlichtern in den grosszügig befensterten nordseitigen Büros sogar in die Korridore.

Bis zu 5 m hohe Räume und Fenster sowie Oblichter über den Türen zum Gang runden die günstigen Tageslichtverhältnisse in diesem teilweise sakral wirkenden Regierungsgebäude ab. Um ein zurückhaltendes, effizientes Ergänzungsmass für die künstliche Beleuchtung zu finden, wurden trotzdem unterschiedliche Optionen simuliert und auch in praktischen Versuchen erprobt.

«Besonders bei der LED-Palette sind die Herstellerangaben teilweise verwirrend oder für eine Nutzerbewertung unvollständig», so Steiner. Wesentliche Auswahlkriterien sind unter anderem die möglichst geringe Blendwirkung und die möglichst vollständige Wiedergabe des Spektralfarbenspektrums.

Mit Retrofit-Format

In den Erschliessungs- und Verkehrsbereichen erhält das Kunstlicht wie bisher atmosphärische Funktion. Die zuvor spärliche Leuchtwirkung wird jedoch erhöht. Zum einen mit effizienteren Leuchtdioden; zum anderen durch eine dichtere Abfolge der linear installierten Pendelleuchten.

Die LED-Leuchtkörper selbst besitzen ein Retrofit-Format; der standardisierte Lampensockel E27 erleichtert den künftigen Austausch durch neuerere Modelle. Auf weitere Beleuchtungsmassnahmen haben die Lichtplaner dagegen bewusst verzichtet. «Eine Akzentuierung oder Inszenierung der Architektur, etwa durch zusätzliche Lichtstrahler, hätte nur gestört», unterstreicht Ruedi Steiner.

Die Beleuchtungsvarianten in den rund 4.5 m hohen Büroräumlichkeiten wurden ebenso eingehend evaluiert. Die Zahl der Leuchten sollte möglichst knapp gehalten werden; Bürostehlampen oder Tischleuchten waren unerwünscht. Neben der Beleuchtungsstärke von mindestens 500 Lux auf der Arbeitsfläche gehören die Entblendung und die gleichmässige Lichtverteilung zu den hauptsächlichen Auswahlkriterien.

Scheibenförmige Pendelleuchten mit Präsenzsensor und Tageslichtsteuerung auf einer Höhe von 2.8 m brachten dafür die besten Resultate: Die auf der oberen Seite angeordneten LED-Module erzeugen indirektes Raumlicht. Zudem leuchtet die Diodenscheibe direkt nach unten.

Mehrstufiges Auswahlverfahren

Um auch hier die Blendwirkung einzudämmen und die Lichtverteilung zu verbessern, ist die untere Abdeckung prismatisch strukturiert. Das Verhältnis von direktem zu indirektem Kunstlicht liegt bei 70 : 30. Dies verhindert, dass die obere Bürohälfte trotz künstlicher Beleuchtung jeweils im als unwirtlich empfundenen Schatten verschwindet. Die LED-Pendelleuchte selbst ist kein Serienmodell, sondern das Ergebnis eines mehrstufigen Ausschreibungsverfahrens.

Form, Lichttechnik und Steuerung wurden von den Lichtplanern und Architekten definiert; mehrere Hersteller entwickelten daraus in einem iterativen Prozess drei Musterleuchten. Anhand dieser Auswahl entstand die serienreife, formal reduzierte und technisch optimierte Pendelleuchte, wie sie nun dutzendfach im Bundeshaus Ost, bereits Wochen vor Abschluss der Erneuerungsarbeiten, installiert worden ist.

TEC21, Sa., 2016.01.16

16. Januar 2016 Paul Knüsel

Von der Idee zur Erfahrung

Um die Theorie mit der Praxis zu verbinden, testen die Studenten der Hochschule Luzern – Technik & Architektur, wie sich verschiedene Faktoren auf Tages- und Kunstlicht auswirken.

Architektur, Oberflächen und Technik sind wichtige Einflussfaktoren bei der Lichtgestaltung in Innenräumen. Um Forschung, Entwicklung und Praxis stärker mit der Lehre zu verbinden und um die Kollaboration der Fachgebiete Innenarchitektur, Gebäudetechnik, Elektrotechnik und Architektur zu stärken, hat die Hochschule Luzern – Technik & Architektur die Themenplattform Licht@hslu entwickelt. Die Beteiligten widmen sich dem Thema «Wirkung, Energie und Funktion von Licht».

In drei unterschiedlichen Räumen wird die Schnittstelle zwischen Theorie und Praxis erlebbar gemacht. Neben dem «FarbLichtRaum» und dem «Lichtmesscontainer» als Tageslichtlabor bieten die Räumlichkeiten «Erleben von Raum & Komfort» Prototyp 1 und Prototyp 2 einen weiteren Baustein zur Erforschung der Wechselwirkung von Licht und Innenarchitektur.

Für Björn Schrader, Dozent und Leiter der Themenplattform Licht@hslu, ist es wichtig, dass den Studierenden eine entsprechende Infrastruktur angeboten wird, um eigene Erfahrungen zu machen, praxisorientiert zu lernen oder unterschiedliche Raumstimmungen produktübergreifend zu inszenieren.

«Kennwerte werden grundsätzlich gelehrt und vermittelt. Die Lichtausbildung ist jedoch immer stärker von Technik und Normen geprägt. Es geht darum, das theoretische Wissen mit der persönlichen Wahrnehmung zu verbinden. Was bedeutet überhaupt eine Beleuchtungsstärke von 10 Lux, und was ist Blendung? Viele Parameter, die die Lichtqualität ausmachen, sind zu abstrakt und müssen von den Studierenden erst selbst erfahren werden.» Die Sensibilisierung für das facettenreiche Thema Licht fängt so schon in der Ausbildung an.

FarbLichtRaum

Die erste Entwicklung war der «FarbLichtRaum». Hier können Studierende bei unterschiedlichen Farbtemperaturen Farben mischen und testen. So lassen sich Farb- und Oberflächenwirkung auf die Lichtverhältnisse des Orts abstimmen, wo sie später eingesetzt werden. Solche Versuchsreihen führen den Studierenden die Wirkungen des Lichts auf Farbton, Sättigung, Helligkeit und Struktur einer Oberfläche vor Augen.

Lichtmesscontainer

Im Gespräch mit den Maschinentechnikern auf dem Campus entstand die Idee, einen drehbaren Container für Tageslichtuntersuchungen zu entwickeln. Die um 360° drehbare Unterkonstruktion des Lichtmesscontainers ermöglicht eine flexible Ausrichtung auf den Sonnenstand. Den Ausbau plante ein Innenarchitekturstudent – auch hier stand die Praxiserfahrung im Vordergrund. Für die Realisierung mussten Entscheidungen getroffen, Kosten ermittelt und Detaillösungen ausgearbeitet werden. Beim Innenausbau und der Materialwahl stand die flexible Nutzung im Vordergrund.

Im Lichtmesscontainer wird seit Herbst 2013 Tageslicht untersucht. Beispielsweise wurden dort Lichtmessungen für das Projekt S.A.D.L.E.S.S. (System Analyse for DayLight, Energy and Shading Systems) durchgeführt, das vom Bundesamt für Energie (BFE) und vom Amt für Hochbauten der Stadt Zürich gefördert wurde.

Dieses Projekt beschäftigte sich mit einer Betrachtung von Beschattungssystemen mit dem Fokus auf Tageslicht. Die Ergebnisse werden für die Optimierung der SIA-Norm 380/4 Elektrische Energie im Hochbau / Beleuchtung verwendet. Für die Studierenden bedeutet es auch ein Sammeln von Erfahrungswerten: Wie ist der Ausblick bei unterschiedlichen Sonnenschutzsystemen? Wie ist die Raumwirkung bei diffusem Stoff oder bei einem Sichtschutz mit Muster?

Erleben von Raum & Komfort

Am 18. Februar 2016 werden zwei Räume zum «Erleben von Raum & Komfort» an der Hochschule Luzern eröffnet. Die zwei Prototypen sind auf Basis der bereits gemachten Erfahrungen und des Inputs der beteiligten Fachdisziplinen entstanden und bilden die neue Infrastruktur für Licht, Akustik, Raumgefühl und Automation.

In der Nähe des grössten Hörsaals des Departements Technik & Architektur befinden sich zwei nebeneinanderliegende, identische und zur Südseite ausgerichtete Räume mit Abmessungen von je 4.1 × 6.5 m (27 m²). Sie dienen als Demonstrations- und Besprechungsraum. Die durch eine Trennwand teilbaren Räume können mit einer Metalldecke, die aus einer Stahlrahmenkonstruktion mit Perforierung besteht, in der Raumhöhe von 1.90 m bis 3.60 m variiert werden.

Untersuchungen zur Umgebung und Atmosphäre werden mit einem «Evidence-based»-Ansatz durchgeführt und ermöglichen, dass Entscheide aufgrund der besten vorhandenen wissenschaftlichen Information gefällt werden. Damit lassen sich in diesen zwei Räumen feinste Unterschiede z. B. von Beleuchtungsstärke oder Schattenwurf vergleichen und erkennen. Über Tablets können die Studierenden die Raumautomation bedienen und Parameter wie Lichtszenen, Raumtemperatur, Verdunklung etc. steuern.

Die Deckenelemente sind durch eine vom Bühnenbauer geplante versteckte Seilkonstruktion in der Höhe verstellbar. In einem der Räume ist die Decke dreigeteilt und somit auch eine Staffelung der Höhe möglich. Durch eine 3-Phasen-Stromschiene (230 V DALI) zwischen den Deckenplatten und die magnetische Oberfläche der abgehängten Decke können unterschiedliche Leuchtensysteme sehr einfach und überall montiert werden. Zudem sind in der Decke weitere Steckdosen und ein Wieland-Stecksystem installiert, die direkt mit der Gebäudeautomation angesteuert werden können.

Für die Klimaerfahrung sorgt eine regulierbare Heiz- und Kühldecke. Dazu sind auf der Oberseite der Deckenplatten Kupferrohrmäander aufgelegt, durch die geheiztes oder gekühltes Wasser fliessen kann. Diese sind an den Heiz- und Kühlwasserkreis des Hausnetzes angeschlossen.

Wie es sich anfühlt, darunter zu sitzen, können die Studierenden selbst während einer Vorlesung erfahren. «Diese Art der thermischen Aktivierung von Deckenflächen ist seit langem Standard, z. B. in Büroräumen (Kühldecken, Kühlsegel o. Ä.). Hervorzuheben ist hier, dass während des Kühl- oder Heizbetriebs die Nähe der Decke zum Nutzer verändert werden kann. Dadurch ändert sich der Wärmestrahlungsaustausch zwischen dem Menschen und speziell dem Kopf und der Decke. Dieser Effekt gilt als sehr einflussreich bei der Empfindung des Raumklimas und kann hier unmittelbar raumweise verglichen werden.» So Prof. Dr. Rüdiger Külpmann, hauptamtlicher Dozent für Gebäudetechnik.

Akustisch wirksame Stoffe unterteilen den Raum und überraschen mit ihrer Optik: Ein leichter weisser Stoff verfügt über die annähernd gleichen akustischen Eigenschaften wie ein schwerer schwarzer. Die Elektrotechniker haben ein Kamerasystem entwickelt, mit dem die Räume grob auflösend aufgezeichnet werden.

Das Nutzerverhalten kann durch eine eigens entwickelte Sensorik erfasst werden. «Im Endausbau ist auch die Verteilung der im Raum befindlichen Personen und der Nutzeraktivität analysierbar. Aus den Daten lassen sich Aussagen zu Raumbedarf, Raumnutzung und Zusammenarbeit ableiten», sagt Björn Schrader. Ein Zeichen dafür, dass sich die Themenplattform Licht@hslu ständig weiterentwickelt.

TEC21, Sa., 2016.01.16

16. Januar 2016 Vanessa Thulliez

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