Anhand zweier Beispiele wird ein Berechnungsablauf nach DIN V 18599-4
dargelegt, wobei die Unterschiede zwischen einer Dachlichtband-Variante
a und einer Shed-Lösung b mit gleichen Lichtflächen aufgezeigt
werden.
Variante a
|
Variante b
|
 |
 |
Schnitt Dachlichtband
|
Schnitt Shedoberlicht
|
|

|
Beispielhaft untersuchte Hallen mit Geometrie der Dachoberlichtanordnung
(Quelle: DIN V 18599-4)
Beispiel Industriehalle:
Länge: aR = 45,00 m
Breite: bR = 30,00 m
Fläche AR = 1.350 m²
Höhe: hR = 7,00 m
Höhe der Nutzebene: hNe = 0,85 m
⇒ Raumindex k: k = 2,93
Für "Fertigung":
jährliche Betriebszeiten "Tag": tTag =
2.192 h (aus DIN V 18599-10)
jährliche Betriebszeiten "Nacht": tNacht
= 58 h (aus DIN V 18599-10)
kein Präsenzmeldesystem: Fprä = 1 (aus DIN
V 18599-10)
Wartungswert der Beleuchtungsstärke:
= 500 lx (aus DIN V 18599-10)
Annahme Kontrollsystem:
tageslichtabhängiges, automatisches, autarkes, nicht ausschaltendes
Kontrollsystem
Daten Variante a:
12 Stück gewölbte Dachlichtbänder mit PC-Stegplatten:
Länge: aRb = 10,00 m
Breite: bRb = 2,00 m
Fläche: ARb = 240,00 m²
Neigung des Aufsetzkranzes: γW = 90° (senkrecht)
(⇒ aRb = as; bRb = b; ⇒
as/bs = 5)
Höhe des Lichtschachtes: hS = 0,50 m (⇒ hS/bs
= 0,25)
Lichttransmissionsgrad: τD65 = 0,64 (z. B. opale
Stegplatten PC-S5P20)
Minderungsfaktoren:
- für Versprossung: kObl,1 = 0,92
- für Verschmutzung: kObl,2 = 0,90 (außen
und innen gering)
- ungerichteter Lichtdurchgang: kObl,3 = 0,85
Außentageslichtquotient: Da = 1 (Tabelle 13 DIN
V 18599-4 für horizontal)
Daten Variante b:
8 Stück Shed-Dachlichtbänder mit Isolierverglasung:
Höhe des Glassheds: hW = 1,50 m,
Höhe der Lichteintrittsöffnung: hG = 1,00 m,
(⇒ hG/hW = 0,67)
Breite der Lichteintrittsöffnung: bRb = 30,00 m,
Fläche: ARb = 240,00 m²,
Neigung des Sheds (Glasseite): γF = 60°
Neigung des Shedrückens: γW = 30°
Lichttransmissionsgrad: τD65 = 0,70 (z. B. neutrale
Isolierverglasung)
Minderungsfaktoren:
- für Versprossung: kObl,1 = 0,88
- für Verschmutzung: kObl,2 = 0,90 (außen
und innen gering)
- ungerichteter Lichtdurchgang: kObl,3 = 0,85
Außentageslichtquotient: Da = 0,72 (Tabelle 13
DIN V 18599-4 für 60° Neigung)
Variante a:
Aus den oben aufgeführten geometrischen Daten lassen sich die
Eingangswerte der Tabelle 14 der DIN V 18599-4 berechnen und hR
= 0,88 ablesen (interpoliert). Der mittlere Tageslichtquotient
ergibt sich dann zu:

⇒ Klassifikation "gut" (aus Tabelle 16 DIN V 18599-4)
⇒ CTL,Vers = 0,94 (mit "gut" / horizontal
/
= 500 lx aus Tabelle 17 DIN V 18599-4)
⇒ CTL,kon = 0,75 (mit automatisch/autark/nicht ausschaltend/
"gut" /
= 500 lx aus Tabelle 18 DIN V 18599-4)
Zum Vergleich mit der Berechnung nach DIN V 18599-4 ist unten das
Ergebnis einer detaillierten Berechnung mittels eines EDV-Berechnungsprogramms
gegenübergestellt. Die Übereinstimmung mit dem obigen
Ergebnis ist gut, es wird ein mittlerer Tageslichtquotient von 7
% ausgegeben.

Verteilung des Tageslichtquotienten D für die Dachlichtbandlösung
a als 3D-Gebirgedarstellung
Variante b:
Aus den oben für die Shedvariante aufgeführten geometrischen
Daten lassen sich die Eingangswerte der Tabelle 15 der Vornorm berechnen
und hR = 0,8 ablesen (interpoliert). Der mittlere Tageslichtquotient
ergibt sich dann zu:

⇒ Klassifikation "mittel" (aus Tabelle 16 DIN V 18599-4)
⇒ CTL,Vers = 0,71 (mit "mittel" / 60°
/
= 500 lx aus Tabelle 17 DIN V 18599-4)
⇒ CTL,kon = 0,73 (mit automatisch/autark/nicht ausschaltend/
"mittel" /
= 500 lx aus Tabelle 18 DIN V 18599-4)
Zum Vergleich mit der Berechnung nach DIN V 18599-4 ist nachstehend
das Ergebnis einer detaillierten Berechnung mittels eines EDV-Berechnungsprogramms
gegenübergestellt. Die Übereinstimmung mit dem obigen
Ergebnis ist recht gut, es wird ein mittlerer Tageslichtquotient
von 5 % ausgegeben.
Verteilung
des Tageslichtquotienten D für die Shedlichtlösung b als
3D-Gebirgedarstellung
Der Teilbetriebsfaktor Tageslicht FTL berechnet sich
nach der Vornorm zu:
FTL = 1 - CTL,Vers · CTL,kon
Teilbetriebsfaktor Tageslicht FTL
|
Variante a
|
Variante b
|
FTL = 1 - 0,94 · 0,75
= 0,295
|
FTL = 1 - 0,71 · 0,73 = 0,482
|
effektive Betriebszeit teff,Tag,TL
|
Variante a
|
Variante b
|
teff,Tag,TL = 2.192 h ·
0,295 · 1 = 646,6 h
|
teff,Tag,TL = 2.192 h ·
0,482 · 1= 1.052,1 h
|
Um den jährlichen Endenergiebedarf für die Beleuchtung
ermitteln zu können, muss die
elektrische Bewertungsleistung pj für ein gewähltes
Beleuchtungssystem bestimmt werden.
Ansatz:
Direktbeleuchtung mit stabförmigen Leuchtstofflampen mit EVG
pj,lx = 0,05 W/(m² · lx) (aus Tabelle 1 DIN
V 18599-4)
kA = 0,88 (aus DIN V 18599-10)
kL = 1 (Bezugsleuchtenart der Tabelle 2 DIN V 18599-4)
kR = 0,53 (mit Raumindex k = 2,93 aus Tabelle 3 DIN V
18599-4)
Mit pj,lx ermittelt sich die elektrische Bewertungsleistung
pj zu:
pj = 0,05 W/(m² · lx) · 500 lx ·
0,88 · 1 · 0,53 = 11,7 W/m²
Der jährlicher Endenergiebedarf Beleuchtung QI
unter Berücksichtigung einer Tageslichtnutzung infolge Dachoberlichter
folgt zu:
Variante a
|
Variante b
|
Ql = 11,7 · [1.350 ·
(646,6 + 58)]
|
Ql = 11,7 · [1.350 ·
(1.052,1 + 58)]
|
= 11.130 kWh
|
= 17.534 kWh
|
(= 8,2 kWh/(m²a))
|
(= 13,0 kWh/(m²a))
|
Zwischen den beiden Varianten "Dachlichtbandlösung"
und "Shedlösung" beträgt der Unterschied Δ
QI trotz gleich großer Lichteintrittsflächen:
Δ QI = 17.534 kWh - 11.130 kWh = 6.404 kWh
Der jährlicher Endenergiebedarf Beleuchtung Ql
ohne Berücksichtigung einer Tageslichtnutzung würde sich
fiktiv ergeben zu:
Ql = 11,7 · [1.350 · (2.192 + 58)] =
35.539 kWh
Dies bedeutet, dass der jährliche Endenergiebedarf Ql
unter Ausnutzung der Tageslichtversorgung bei Variante a weniger
als 1/3 des jährlichen Endenergiebedarfs ohne Tageslichtausnutzung
beträgt (bei Variante b weniger als die Hälfte).
Hier zeigt sich ein gewaltiger Energiekostenvorteil für flach
gewölbte Oberlichter und vor allem das gewaltige Einsparpotential,
das die Berücksichtigung des kostenlosen Tageslichtes für
großflächige Gebäude bietet.
|