Wer einen hellen Raum plant, zeichnet ein großes Fenster. So einfach scheint die Rechnung zu sein, und so häufig führt sie zu schlechten Ergebnissen. Denn Tageslichtplanung ist keine Frage maximaler Glasflächen, sondern eine komplexe Abstimmung von Orientierung, Raumgeometrie, Verglasung, Sonnenschutz, Oberflächen und Nutzung. Gleichzeitig geht es um weit mehr als um Architektur oder Energieverbrauch. Natürliches Licht beeinflusst den Tag-Nacht-Rhythmus, die Aufmerksamkeit und das Wohlbefinden. Der menschliche Organismus hat sich über Jahrtausende im Freien entwickelt. Erst vergleichsweise spät verlagerte sich das Leben in geschlossene Räume.
Das ganze Interview als Podcast hören!
Nur ein Restlicht bleibt
Im Laufe der Evolution sei der Mensch immer mehr zum Leben im Innenraum übergegangen, sagt Renate Hammer, Architektin und Mitgründerin des Institute of Building Research & Innovation. Dort bleibe „sozusagen nur noch ein Restlicht übrig“. In Innenräumen komme im Durchschnitt nur ein Bruchteil des im Freien vorhandenen Lichts an. „Da kann man sich gut vorstellen, wie wichtig es ist, zumindest diese wenigen Prozent gut zu gestalten.“
Heinz Hackl, der seit 37 Jahren für den Dachfensterhersteller Velux tätig ist, bezeichnet Gebäude deshalb augenzwinkernd als eine Form freiwilliger „nicht artgerechter Haltung“. Ein Raum sollte nicht im Jänner genauso wirken wie im Juli. Kunstlicht sei unverzichtbar, solle das Tageslicht tagsüber aber ergänzen und nicht ersetzen. Natürliches Licht verändert sich im Tages- und Jahresverlauf. Es macht Zeit, Wetter und Jahreszeiten im Inneren wahrnehmbar. Genau diese Dynamik unterscheidet Tageslicht von einer technisch gleichbleibenden Beleuchtung.
Es geht nicht um möglichst große Fenster, sondern um möglichst richtig dimensionierte Fenster.
Renate Hammer
Der richtige Planungszeitpunkt
Die entscheidenden Weichen werden lange vor der Auswahl eines Fensters gestellt. Renate Hammer spricht von der Planungsphase Null, denn bereits bei der Beurteilung eines Grundstücks müsse geklärt werden, welches Lichtangebot überhaupt vorhanden sei: Wie groß sind die Abstände zu den Nachbargebäuden? Gibt es hohe Bäume? Welche Farbe haben die gegenüberliegenden Fassaden? Liegt das Grundstück an einem Hang? In welche Richtungen können Wohnungen orientiert werden? Sind durchgesteckte Grundrisse möglich, bei denen Licht von zwei Seiten eintritt, oder öffnet sich eine Wohnung nur zu einer Himmelsrichtung?
Solche Entscheidungen lassen sich später kaum korrigieren. „Dabei geht es nicht um möglichst große Fenster, sondern um möglichst richtig dimensionierte Fenster“, betont Renate Hammer. Vollverglaste Bürohäuser seien dafür ein anschauliches Beispiel. Ihre Fassaden würden in erster Linie aus gestalterischen Gründen gewählt, nicht weil die Räume dadurch automatisch besser belichtet seien. Große Glasflächen können im Sommer erhebliche Wärmeeinträge verursachen. Um die Überhitzung zu begrenzen, ist eine außenliegende Beschattung sinnvoll, häufig werden aber auch stark getönte Verglasungen eingesetzt. Damit sinkt jedoch nicht nur die Quantität, sondern auch die Qualität des sichtbaren Lichts im Innenraum. Eine vermeintliche Tageslichtfassade kann so paradoxerweise zu Räumen führen, die trotz großer Glasflächen dauerhaft gedämpft wirken. Planende müssen deshalb mehrere Ziele gleichzeitig optimieren: Tageslichtversorgung, Aussicht, Blendschutz, sommerlichen Wärmeschutz, Energieeffizienz und architektonischen Ausdruck.
Raumhöhe schlägt Glasfläche
Neben der Ausrichtung sind insbesondere Raumtiefe und Raumhöhe entscheidend. Je höher eine Lichtöffnung angeordnet ist, desto weiter kann das Licht in den Raum eindringen. Heinz Hackl verweist auf Gründerzeithäuser mit Raumhöhen von 3,30 oder 3,50 Metern. Ihre Fensterflächen seien keineswegs immer übermäßig groß gewesen. Durch die hohen Fenster gelangte das Licht dennoch weit in das Gebäude. Im modernen Wohnbau wurden Raumhöhen dagegen häufig auf etwa 2,50 Meter reduziert. Gleichzeitig wurden Grundrisse tiefer und kompakter. Was Flächen- und Baukosten optimiert, erschwert die Belichtung der hinteren Raumbereiche. „Wie soll unter diesen Voraussetzungen das Licht tief in den Raum gelangen?“, fragt Hackl.
Mit dem Eintritt durch das Fenster ist die Tageslichtplanung nicht abgeschlossen. Ebenso wichtig ist, was danach mit dem Licht passiert. Trifft es auf einen dunklen Boden, wird ein großer Teil absorbiert. Helle Decken, Wände und Fassaden reflektieren dagegen Licht und transportieren es weiter in den Raum. Entscheidend sei, so Renate Hammer, die Abfolge der Auftreffflächen: Wo landet das Licht zuerst, wo danach und welche Oberflächen verteilen es weiter?
Tageslichtarchitektur bedeutet nicht, Glashäuser zu bauen.
Heinz Hackl
Reflexionen können insbesondere in dicht bebauten Stadtgebieten einen erheblichen Unterschied machen. Helle und gepflegte Fassaden verbessern nicht nur das Straßenbild, sondern auch die Belichtung der gegenüberliegenden Gebäude. Dunkle Materialien und stark verschattete Fassaden reduzieren dagegen das verfügbare Licht zusätzlich.
Ein häufiger Planungsfehler besteht darin, Fenstergrößen nur aus einem pauschalen Verhältnis zwischen Fassadenöffnung und Bodenfläche abzuleiten. Ob der Raum tatsächlich ausreichend hell wird, hängt jedoch von weit mehr Faktoren ab. Eine Wohnung im Erdgeschoss einer engen Gasse hat eine andere Tageslichtqualität als ein Penthouse mit freiem Blick über einen Park. Gleichzeitig ist das Penthouse stärker direkter Sonneneinstrahlung und damit einer höheren sommerlichen Wärmelast ausgesetzt. „Man kann also nicht alles über einen Kamm scheren“, sagt Hammer. „Es ist eine Planungsleistung und eine echte Planungsherausforderung.“
Das ganze Interview als Podcast hören!
Schlafräume brauchen Morgenlicht
Auch die traditionelle Orientierung nach Himmelsrichtungen greift zu kurz. Lange galt die Devise, im Süden möglichst große und im Norden möglichst kleine Fenster anzuordnen. Dahinter stand vor allem der Wunsch nach solaren Wärmegewinnen und geringen Wärmeverlusten. Diese Logik wirkt bis heute in vielen Grundrissen nach. Gerade im Norden befinden sich häufig Schlaf- und Kinderzimmer und damit Räume, die besonders auf eine gute Lichtversorgung angewiesen sind. Gerade das Schlafzimmer sei „der Raum, in dem wir im wahrsten Sinne des Wortes erwachen sollten“, sagt Hackl. Ein dunkler Raum erschwere es dem Körper, den morgendlichen Helligkeitsanstieg wahrzunehmen. Neben der reinen Beleuchtungsstärke spiele auch die zeitliche und spektrale Zusammensetzung des Lichts eine Rolle.
Renate Hammer verweist auf den klassischen Grundsatz, Schlafzimmer nach Osten zu orientieren. Das Licht der aufgehenden Sonne gebe dem Organismus ein deutliches zeitliches Signal. Es gehe nicht nur darum, sehen zu können, sondern um die Wahrnehmung von Tageszeit und Sonnenverlauf. Die Expertin verwendet dafür gemeinsam mit Hackl den Begriff „Lichtergonomie“: Räume sollen nicht nur energetisch funktionieren, sondern auch den visuellen und biologischen Bedürfnissen ihrer Nutzerinnen und Nutzer entsprechen.
Der Klimawandel verändert die Fensterplanung
In den vergangenen Jahrzehnten hat sich die thermische Qualität von Fenstern stark verbessert. Gleichzeitig haben steigende Sommertemperaturen die Randbedingungen der Planung verändert. Vor rund 30 Jahren war es plausibel, ein Gebäude teilweise wie einen Solarkollektor zu konzipieren: Große südseitige Glasflächen sollten im Winter Wärmegewinne ermöglichen. Heute führen dieselben Konzepte im Sommer zu Überhitzung. Besonders deutlich wird das bei Schulen, Krankenhäusern und anderen Bestandsgebäuden, die jahrzehntelang ohne größere Probleme funktionierten, inzwischen aber immer häufiger hohe Innenraumtemperaturen erreichen. Planung muss daher zwischen der lichtarmen Jahreszeit und zunehmend heißen Sommern vermitteln. Die Antwort ist nicht automatisch eine kleinere Glasfläche. Gefragt ist vielmehr eine Fassade, die sich an wechselnde Bedingungen anpassen kann.
Heinz Hackl spricht von der „dynamischen Fassade“: Im Winter bleibt sie möglichst offen, im Sommer reagiert ein außenliegender Sonnenschutz auf die Sonneneinstrahlung. Eine automatische Steuerung sei dafür keine futuristische Technologie mehr, sondern mit einfacher Sensorik umsetzbar. Sie könne den Sonnenschutz rechtzeitig aktivieren und zugleich verhindern, dass er unnötig geschlossen bleibt: „Im Prinzip sollte das genauso selbstverständlich sein wie eine Heizung“, sagt Hackl. Außenliegender Sonnenschutz ist deshalb wirksamer als eine innenliegende Lösung, weil er die Sonnenstrahlung abfängt, bevor sie durch die Verglasung in den Raum gelangt und dort in Wärme umgewandelt wird. Zugleich muss die Steuerung so geplant sein, dass die Räume nicht aus Angst vor Überhitzung dauerhaft verdunkelt werden.
Kühlung aus der Nachtluft
Hoch liegende Fenster können neben dem Tageslicht auch zur sommerlichen Kühlung beitragen. Beim sogenannten Ventilative Cooling wird kühlere Nachtluft genutzt, um gespeicherte Wärme aus dem Gebäude abzuführen. Öffnungen in unterschiedlichen Höhen verstärken den natürlichen Auftrieb: Warme Luft entweicht oben, kühlere Luft strömt nach.
Heinz Hackl berichtet von einem dreijährigen Forschungsprojekt, bei dem Gebäude durch nächtliche Lüftung um mehr als fünf Grad Celsius pro Nacht abgekühlt worden seien. Besonders wirksam sei die Kombination aus außenliegendem Sonnenschutz und Nachtlüftung. In stark aufgeheizten Stadtgebieten könne das Verfahren allerdings an Grenzen stoßen, wenn auch die Außenluft in der Nacht kaum mehr abkühlt.
Sunlighthouse: Tageslicht als Gesamtkonzept
Das Sunlighthouse in Pressbaum bei Wien entstand ab 2008. Ziel war es, Energieeffizienz, Tageslicht und architektonische Qualität in einem Gebäude zu verbinden. Die Projektleitung lag bei Heinz Hackl von Velux. Renate Hammer und Peter Holzer begleiteten das Vorhaben wissenschaftlich. Den Architekturwettbewerb gewann Juri Troy, der das Haus auf einem bewusst anspruchsvollen Nordosthang plante.
Berücksichtigt wurden nicht nur der Heizenergiebedarf, sondern auch die Herstellungsenergie der Materialien, ihre Trennbarkeit und Recyclingfähigkeit. Bis heute zeigt das Projekt, dass gute Tageslichtarchitektur nicht durch möglichst große Glasflächen entsteht, sondern durch das Zusammenspiel von Ausrichtung, Raumgeometrie und gezielt gesetzten Lichtöffnungen.
Simulation statt Faustregel
Tageslicht ist dynamisch. Der Himmel ist am Zenit heller als am Horizont, die Sonne verändert ihre Position im Tages- und Jahresverlauf, und Nachbargebäude werfen zu unterschiedlichen Zeiten Schatten. Mit einer einfachen Flächenberechnung lassen sich diese Einflüsse nicht vollständig erfassen. Renate Hammer plädiert daher für einen selbstverständlicheren Einsatz von Tageslichtsimulationen. In Österreich wird die Belichtung baurechtlich häufig über vereinfachte Flächenverhältnisse beurteilt. Die europäische Norm empfiehlt dagegen eine differenziertere Betrachtung. Um Tageslichtversorgung, Besonnung, Blendung und Aussicht realitätsnah zu bewerten, sind digitale Gebäudemodelle und Simulationen besonders hilfreich.
Moderne Programme können darstellen, wie hell ein konkreter Punkt im Raum unter bestimmten Bedingungen wird. Sie erzeugen zudem realistischere Innenraumbilder als klassische Verkaufsrenderings, in denen Lichtquellen häufig unabhängig von der tatsächlichen Orientierung eingesetzt werden. „An einem grauen Novembertag ist das Bild eben entsprechend grau“, sagt Hackl. „Die entscheidende Frage lautet aber: Ist es zumindest hellgrau oder brauche ich den ganzen Tag Kunstlicht?“
Das ganze Interview als Podcast hören!
Auch kleinere Planungsbüros könnten solche Werkzeuge einsetzen. Heinz Hackl verweist auf den kostenlos verfügbaren Velux Daylight Visualizer. Renate Hammer beobachtet, dass Studierende heute bereits nach kurzer Einführung sicher mit Simulationsprogrammen umgehen können. Für sie ist die Entwicklung Teil eines größeren Wandels. Building Information Modeling, digitale Einreichung, Materialpässe und integrale Gebäudesimulationen schaffen eine gemeinsame Datengrundlage. Ist ein räumliches Gebäudemodell vorhanden, wird die Tageslichtanalyse zu einem zusätzlichen, vergleichsweise kleinen Planungsschritt.
Mehr Licht aus der fünften Fassade
Dachflächenfenster, Oberlichter und Lichtkuppeln nutzen einen Teil des Himmels, der deutlich heller ist als der Horizont. Bei bedecktem Himmel könne dieselbe Glasfläche in horizontaler oder geneigter Lage ungefähr dreimal so viel Tageslicht liefern wie ein vertikales Fassadenfenster, erklärt Heinz Hackl. Damit lassen sich besonders tiefe Gebäudezonen belichten. Ein Oberlicht ersetzt allerdings nicht in jedem Fall ein Fassadenfenster: Während das Licht von oben eine hohe Effizienz bietet, schafft das vertikale Fenster die wichtige Aussicht und den direkten Bezug zur Umgebung.
Die Kunst liegt in der Kombination. Hoch liegende Öffnungen bringen Licht in die Raumtiefe, während tiefer positionierte Fenster den Blick nach draußen ermöglichen. Hackl greift dabei einen Begriff auf, den ein Architekt einmal geprägt hat: die „fünfte Fassade“. Gerade dort liege noch ungenutztes Potenzial. Viele Entwürfe konzentrierten sich weiterhin stark auf die vertikale Gebäudehülle und nutzten die Möglichkeiten hoch liegender Fenster zu wenig.
Was der Bestand besser kann als sein Ruf
Die Annahme, ältere Gebäude seien grundsätzlich schlecht mit Tageslicht versorgt, hält Renate Hammer für falsch. Gerade Gründerzeithäuser zeigen, wie präzise frühere Generationen mit der knappen Ressource Tageslicht umgingen. Damals war künstliche Beleuchtung teuer, schwach oder gar nicht verfügbar. Räume mussten tagsüber möglichst ohne zusätzliche Lichtquelle funktionieren. Entsprechend sorgfältig wurden Fensterproportionen, Rahmen, Laibungen und Raumhöhen gestaltet.
Schlanke Fensterprofile maximierten die Glasfläche. Abgeschrägte Laibungen erleichterten den Lichteintritt. Oberlichten und Wandöffnungen transportierten das Licht in angrenzende Räume. Selbst tiefe Fensterlaibungen wurden genutzt, indem Sitzplätze unmittelbar an der Lichtöffnung angeordnet wurden. „Mit der Ressource Tageslicht wurde ausgesprochen klug umgegangen, weil es schlicht keine Alternative gab“, sagt Hammer. Probleme entstehen im Bestand vor allem durch enge Gebäudeabstände, unbedachte Nachverdichtungen, dunkle Oberflächen oder ungünstige Umbauten. Manche Qualitäten lassen sich jedoch reaktivieren: durch helle Oberflächen, geöffnete Raumverbindungen, Oberlichten, Lichtkanäle oder Deckendurchbrüche.
Ein Blick in die Zukunft
Für die kommenden Jahre erwartet Renate Hammer eine stärker integrative Planung. Tageslicht, Wärmeschutz, sommerliche Kühlung, Speichermassen, Materialien und Gebäudetechnik sollen in gemeinsamen Modellen beurteilt werden. Offen bleibt, wie stark Gebäude automatisiert werden sollten. Sensoren können Sonnenschutz, Fenster und Lüftung effizient steuern. Viele Menschen möchten jedoch weiterhin selbst entscheiden, wann sie ein Fenster öffnen oder einen Sonnenschutz schließen. Gebäude müssen deshalb nicht nur unter idealen Betriebsbedingungen funktionieren. Sie brauchen robuste Konzepte, die auch dann gute Innenraumbedingungen ermöglichen, wenn Nutzerinnen und Nutzer anders handeln als in der Simulation vorgesehen.
Die Personen
Renate Hammer studierte Architektur und Philosophie in Wien sowie postgradual Urban Engineering in Tokio und Solararchitektur in Krems. Von 1998 bis 2013 war sie an der Universität für Weiterbildung Krems tätig, zuletzt als Dekanin der Fakultät für Bildung, Kunst und Architektur. Seit 1999 arbeitet sie als selbstständige Architektin. Im Jahr 2013 gründete sie gemeinsam mit Peter Holzer das Institute of Building Research & Innovation. Darüber hinaus ist sie in Lehre, Forschung und Baukulturpolitik tätig. Zu ihren Schwerpunkten zählen integrale Gebäudeplanung, Tageslicht, Energieeffizienz und nachhaltiges Bauen.
Heinz Hackl kam nach einer kaufmännischen Ausbildung zu Velux Österreich und ist seit 37 Jahren für das Unternehmen tätig. Er baute die Trainingsabteilung für Handwerk, Baustoffhandel, Planung, Baumeister, Berufsschulen, HTLs und Universitäten auf und leitete sie. Später übernahm er die Projektleitung des Sunlighthouse in Pressbaum, das als erstes CO₂-neutrales Haus Österreichs konzipiert wurde. Seit mehr als zehn Jahren ist Hackl im Bereich Public Affairs bei Velux Österreich tätig. Seine fachlichen Schwerpunkte sind Tageslichtplanung, Fenstertechnik, sommerlicher Wärmeschutz und die Wissensvermittlung an Planende und Ausführende.