Die Kraft des natürlichen Lichts

Lange Zeit wurden Sporthallen vorwiegend als geschlossene, künstlich belichtete Funktionseinheiten konzipiert. Man fürchtete, dass Fensterflächen zu unkontrollierbarem Blendlicht und Überhitzung führen könnten. Doch neue technische Lösungen haben zu einem Paradigmenwechsel geführt, sodass die gezielte Einbindung von natürlichem Tageslicht heute zu einem zentralen Planungskriterium avanciert.

Die Notwendigkeit, möglichst viel natürliches Licht zu integrieren, lässt sich sowohl gesundheitlich als auch wirtschaftlich begründen. Empirische Untersuchungen belegen einen sig­ni­fikanten Zusammenhang zwischen der Ver­­fügbarkeit von Tageslicht und der menschlichen Leistungsfähigkeit. Natürliches Licht fördert die Gesundheit, beugt Ermüdungserscheinungen vor und steigert die Konzentrationsfähigkeit sowie die Produktivität spürbar. Zudem fungiert das Spektrum des Sonnenlichts als wichtigster Taktgeber für unsere „innere Uhr“, indem es den menschlichen Biorhythmus stabilisiert. Hinzu kommt der Aspekt der Energieeffizienz: Eine durchdachte Tageslicht­architektur reduziert den Kunstlichtbedarf auf ein Minimum. Dadurch sinken die Stromkosten für die Beleuchtung, was die CO₂-Bilanz des Gebäudes nachhaltig verbessert.

Normative Vorgaben

Die planerische Freiheit der Planenden bewegt sich in einem klaren regulatorischen Rahmen. Während die DIN EN 17037 die allgemeinen Kriterien für die Tageslichtversorgung in Gebäuden festlegt, regelt die DIN EN 12193 die spezifischen lichttechnischen Anforderungen von „Sportstättenbeleuchtung“. Die Norm unterscheidet zwischen drei Klassen, deren Anforderungen an die Beleuchtungsstärke eng mit dem Leistungs­niveau verknüpft sind:

• Klasse III: Einfacher Schulsport, Freizeitsport und allgemeines Training

• Klasse II: Regionaler und lokaler Punktspielbetrieb sowie qualifiziertes Leistungstraining

• Klasse I: Hochleistungswettkämpfe (national/international) und Spitzentraining

Die normativen Vorgaben stehen beim Tageslicht in einem Spannungsfeld zur Dynamik der Natur. Während die Beleuchtungsklassen unveränderliche Mindestwerte und eine strikte Gleichmäßigkeit verlangen, verändert natürliches Licht im Tagesverlauf immer wieder seine Intensität. Eine gleichmäßige, absolut blendfreie Belichtung bildet jedoch die Grundvoraussetzung für Orientierung, Koordination und Sicherheit im Raum. Störende Lichtreflexe auf dem Hallenboden oder harte Schlagschatten müssen konsequent vermieden werden.

Eine weitere Vorgabe ist die Ballwurfsicherheit: Da Bälle die Wände, Decken und Fenster mit voller Wucht treffen können, muss die Ausstattung mechanischen Belastungen standhalten. Die DIN 18032-3 schreibt daher vor, dass wand- oder deckennahe Bauteile entsprechend robust ausgeführt sein müssen. Dies dient dem Schutz von Personen vor Verletzungen und sichert gleichzeitig die Langlebigkeit der technischen Infrastruktur. Besondere Relevanz besitzt dies bei verglasten Flächen: Hier sind Lösungen wie ein laminiertes Sicherheitsglas oder Einscheiben­sicherheitsglas erforderlich. Entscheidend ist dabei, dass trotz dieser Schutzmaßnahmen die ­uneingeschränkte Funktionsfähigkeit der Tageslicht- und Lüftungssysteme im laufenden Hallenbetrieb voll erhalten bleibt.

Lux-Anforderungen für unterschiedliche Sportarten

Die Anforderungen an die Beleuchtung von Sportstätten variieren stark je nach Disziplin und Nutzungsart. Bei klassischen Ballsportarten wie Handball, Basketball oder Volleyball werden im Schul- und Freizeitsport 200 - 300 Lux benötigt, während der Wettkampfbetrieb 500 - 750 Lux verlangt. Eine gleichmäßige Ausleuchtung des gesamten Spielfelds ist hierbei essenziell. Schnelle Ballsportarten wie Badminton, Tischtennis oder Squash fordern aufgrund der rasanten Ballgeschwindigkeiten bereits im Schulsport ein erhöhtes Grundniveau von 300 Lux und im Wettkampf 500 bis über 750 Lux, wobei eine besonders hohe Kontrastwiedergabe nötig ist.

Für den Tennissport gilt analog ein Bedarf von 200 - 300 Lux respektive 500 - 750 Lux. Hier steht jedoch eine spezifische Blendungsfreiheit im Vordergrund, da Spieler bei Aufschlägen oder Überkopfbällen direkt in Richtung der Fassaden- oder Dachöffnungen blicken. Beim Turnen und der Gymnastik genügen hingegen Werte von 200 Lux im Schulsport und 300 - 500 Lux im Wettkampf. Da Athleten bei Übungen oft direkt zur Decke schauen, müssen etwaige Oberlichter absolut blendfrei sein.

Im Schwimmsport werden ebenfalls 200 Lux im Schulsport sowie 300 - 500 Lux im Wettkampf erforderlich. Die planerische Herausforderung liegt hier im Vermeiden von harten Spiegelungen auf der Wasseroberfläche, um sowohl den Schwimmern die Orientierung zu erleichtern als auch dem Aufsichtspersonal eine sichere Sicht bis zum Beckenboden zu gewährleisten. Die Vielzahl der Differenzierungen zeigt deutlich, dass Standard-­Isoliergläser ohne integrierte Funktionen den wechselnden Anforderungen moderner Mehrzweck-Sporthallen kaum gerecht werden können.

Möglichkeiten und Grenzen der Tageslichtnutzung

Die Integration von natürlichem Licht bei der lichttechnischen Bemessung von Sportstätten wird maßgeblich von den jeweils geforderten Beleuchtungsklassen beeinflusst. Dabei kann das Tageslicht je nach sportlichem Anforderungsprofil sehr unterschiedliche Funktionen übernehmen, stößt jedoch naturbedingt auch an Grenzen. Bei der Auslegung für die Beleuchtungsklassen II und III, ­die primär den Schulsport sowie den regulären Trainingsbetrieb abdecken, steht die effiziente Deckung der energetischen Grundlast im Vordergrund. In fachkundig geplanten Sporthallen, die über einen entsprechend hohen Tageslicht­quotienten verfügen, ist das natürliche Licht oft ­über weite Teile des Tagesverlaufs hinweg in der Lage, die geforderten Beleuchtungsstärken von ­200 - 500 Lux vollständig bereitzustellen. Während dieser Phasen kann die künstliche Beleuchtung deaktiviert bleiben, was zu einer erheblichen Reduzierung der laufenden Betriebskosten führt und gleichzeitig die energetische Nachhaltigkeit des Gebäudebetriebs stärkt.

Ein anderes Profil ergibt sich hingegen bei der Erreichung von Spitzenwerten, wie sie für Hochleistungswettkämpfe der Beleuchtungsklasse I vorgeschrieben sind. Da hier ein konstant hohes Niveau von 750 Lux absolut gleichmäßig und schattenfrei sowie vollkommen unabhängig von wechselnder Bewölkung oder der jeweiligen Tageszeit garantiert werden muss, reicht das Tageslicht allein selten aus. In diesem anspruchsvollen Kontext fungiert das natürliche Licht als funktionale Grundhelligkeit. Dieses solare Fundament kann im laufenden Betrieb beispielsweise durch ein sensorgesteuertes Kunstlichtsystem präzise und dynamisch auf den gewünschten Zielwert ergänzt werden.

Horizontale versus vertikale Beleuchtung

Bei der tageslichttechnischen Aktivierung der Gebäudehülle stehen Architekten vor der Wahl zwischen einer vertikalen Fassadenbelichtung, einer horizontalen bzw. geneigten Dachbelichtung oder einer kombinierten Lösung. Beide Ansätze unterscheiden sich sowohl in ihrer raumgestalterischen Wirkung als auch in ihren physikalischen Auswirkungen.

Die Belichtung über Fensterbänder in der Fassade erzeugt ein laterales, gerichtetes Lichtfeld, das einen direkten visuellen Bezug zur Außenwelt herstellt. Der Nachteil einer reinen Fassadenbelichtung liegt jedoch im deutlichen Abfall der Beleuchtungsstärke zur Raummitte hin. In tiefen Mehrfeldsporthallen führt dies ohne entsprechende Funktionsgläser zu einer ungleichmäßigen Lichtverteilung und zu einer erhöhten Blendungsgefahr bei tiefstehender Sonne.

Isoliergläser mit funktionalen Kapillareinlagen bieten hier den entscheidenden Vorteil der isotropen Lichtstreuung. Sie verwandeln das Tageslicht in ein vollkommen homogenes, weiches Feld, das tief in den Raum reicht. Punktuelle Blendungen, wie sie bei alternativen Lösungen wie beispielsweise Bedruckungen oder sandgestrahlten Gläsern auftreten können, sind hier auszuschließen. Außerdem bieten die Kapillare die Möglichkeiten, eine partielle Durchsicht zu erhalten.

Wirkungsprinzip der Kapillarplatten

Im Scheibenzwischenraum eingebettete Kapillarplatten bestehen aus einer Vielzahl feiner Röhrchen aus PMMA oder Polycarbonat. Diese werden im Herstellungsprozess mittels Spinn­düsen extrudiert, aufgewickelt, präzise geschnitten und je nach Anwendung beidseitig mit einem lichtstreuenden Glasfaservlies kaschiert. Trifft direktes, gerichtetes Sonnenlicht auf diese Struktur, wird es durch die Geometrie der Röhrchen gebrochen und in ein sanftes, diffuses Lichtfeld verwandelt. Das Licht wird gleichmäßig und tief in den Raum transportiert, ohne dass harte Schlagschatten oder Blendzonen entstehen.

Belichtung über das Dach

Eine Dachbelichtung nutzt das hocheffiziente Zenit- und Nordlicht. Es transportiert das Tageslicht vollkommen unabhängig von der Hallen­tiefe gleichmäßig bis in den Kern des Raums. Herausforderungen liegen hier im möglichen solaren Wärmeeintrag im Sommer, sofern keine Gegenmaßnahmen getroffen werden. Eine effektive Lösung sind hier Isoliergläser mit einem drei­dimensional geformten, hochreflektierenden Sonnenschutzraster im Scheibenzwischenraum. Dieses verhindert eine direkte Einstrahlung unabhängig vom jeweiligen Sonnenstand.

Die nach Süden ausgerichteten Hauptlamellen bestehen aus hochreflektierendem Aluminium und verfügen über einen sehr guten solaren Reflexionsgrad. Das Raster bietet eine leistungsstarke Kombination aus der Reflexion direkter Einstrahlung und einer optimalen Durchlässigkeit für diffuses Tageslicht. Dabei beträgt die maximale Durchsicht rund 85 Prozent, während der g-Wert im mittleren Sperrbereich bei niedrigen 10 Prozent liegt. Je nach individuellem Glasaufbau sind Wärmedurchgangskoeffizienten von bis zu 0,7 W/(m²K) möglich. Durch diesen gezielten Umgang mit dem natürlichen Licht kann die künstliche Beleuchtung am Tag auf ein Minimum reduziert und so eine deutliche Senkung des Energieverbrauchs der Sportstätte gewährleistet werden. Zudem ist das integrierte Tageslicht­system durch seine geschützte Lage im Scheibenzwischenraum für den Betreiber vollkommen wartungsfrei.

Licht lenken heißt, Räume optimieren

Die Tageslichtplanung für moderne Sportbauten erfordert eine tiefgehende Synthese aus normativer Präzision, gezielter Lichtsteuerung und gestalterischem Fingerspitzengefühl. Durch den gezielten Einsatz intelligenter Systeme im Scheibenzwischenraum – seien es lichtstreuende Kapillare oder richtungsselektive Lamellen – lassen sich Sporthallen in lichtdurchflutete, gesunde und hocheffiziente Lebensräume verwandeln. Diese Gebäude schonen nicht nur die Ressourcen, sie optimieren nachhaltig die visuelle und physische Performance der Menschen, die in ihnen trainieren, lernen und zusammenkommen.