Das reale Niveau und der örtliche Verlauf des Tageslichtes in einem Raum hängen von einer Fülle von Einflussfaktoren ab, wie z. B. von der Größe und Lage der Fenster, ihrer Orientierung bzgl. der Himmelsrichtung sowie von der Art und dem Umfang der Abschattung des Tageslichtes durch gegenüber den Fenstern befindliche Gebäude und deren Reflexionsgrad (Verbauung). Ein vereinfachtes Modell der Tageslichtversorgung eines Innenraumes führt zur Ermittlung seines Tageslichtquotienten. Dabei wird das Tageslicht außerhalb des zu betrachtenden Raumes als rein diffus angenommen. Weiterhin wird angenommen, dass keine Verbauung den Eintritt des Tageslichtes beeinflusst. Unter diesen Annahmen ist die Tageslichtversorgung im Innenraum nur noch von der Geometrie des Raumes, den Reflexionseigenschaften der Oberflächen im Raum und der Größe und Lage der Fensterflächen abhängig. Dieses Modell hat sich als Werkzeug zur Ermittlung der relativen Verteilung des Tageslichtes im Raum weit etabliert. Der Tageslichtquotient beziffert dabei für jeden Punkt im Raum das Verhältnis der dort resultierenden Beleuchtungsstärke zur sie verursachenden Beleuchtungsstärke im Freien.
mit: Dp Tageslichtquotient am Punkt p in Innenraum Ep horizontale Beleuchtungsstärke am Punkt p im Innenraum Eaußen horizontale Beleuchtungsstärke außen. Die Beleuchtungsstärke Eaußen ist abhängig von der Tageszeit und der Jahreszeit. Diese Abhängigkeit ist in der Abbildung 3.52 dargestellt.
Für eine detailliertere Ermittlung des Niveaus der Tageslichtversorgung werden im Allgemeinen zusätzlich die Verbauung, die Himmelsrichtung der Fenster und weitere äußere Parameter berücksichtigt. Insbesondere bei der Anwendung der Norm DIN V 18599 zur Ermittlung des Gesamtenergiebedarfs eines Gebäudes (siehe auch Kapitel 3.4.8) werden viele äußere Faktoren mit berücksichtigt, die zur Ermittlung des Energiebedarfs anderer Gewerke, z. B. der Heizung, ebenfalls herangezogen werden. Lichtregelung Zur Energieeinsparung kann das Tageslicht genutzt und der Anteil der künstlichen Beleuchtung an der Gesamtbeleuchtung mittels eines automatischen Regelsystems reduziert und ggf. ausgeschaltet werden. Der Tageslichtquotient D = 0 beschreibt dabei den fensterlosen Raum (bzw. auch den Innenbereich eines Großraumbüros oder einer Fertigungshalle), der keine Energieeinsparung durch Tageslichtnutzung ermöglicht. Als Tageslichtzonen im Innenraum werden Flächen bezeichnet, deren Tageslichtquotient in der Nutzebene mindestens 3% beträgt. Der nutzbare Tageslichtanteil in einem Raum ergibt sich ausdem mittleren Tageslichtquotienten D im Bereich, in dem sich die Arbeitsplätze befinden, der Betriebs-, Nutzungs- bzw. Arbeitszeit und dem Wartungswert der Beleuchtungsstärke.Die Abbildung 3.54 zeigt ein Standarddiagramm für den nutzbaren Tageslichtanteil für einen Arbeitsraum mit einer täglichen Arbeitszeit (Nutzungszeit) von 7:00 Uhr bis 18:00 Uhr bei tageslichtgesteuerter, künstlicher Beleuchtung für Tageslichtquotienten D = 0 bis D = 20. Das Diagramm gilt für 51° nördlicher Breite und ist für Deutschland repräsentativ.
Das Beispiel zeigt die durch eine tageslichtabhängige Regelung der künstlichen Beleuchtung nutzbaren Energie-Einsparungspotentiale, die bis zu 70% betragen können (die entsprechenden Werte sind in Bild 3.54 markiert). In der Praxis hat es sich bewährt, die möglichen Einsparpotentiale in der oben angedeuteten Reihenfolge zu betrachten:Zuerst wird durch eine sinnvolle Auswahl und Anordnung effizienter Leuchten eine Beleuchtungsanlage konzipiert, die mit geringem Energieaufwand eine hohe Beleuchtungsqualität unter optimaler Erreichung der lichttechnischen Gütemerkmale ermöglicht. Dann wird eine elektronische Anwesenheitserfassung in Erwägung gezogen, da diese in vielen Anwendungsfällen mit relativ geringem Mehraufwand hohe Einsparpotentiale erschließen kann. Insbesondere sind bei ausschaltenden Lösungen keine dimmbaren Leuchten erforderlich. Es ist ggf. darauf zu achten, dass die einzusetzenden Leuchten unempfindlich gegen häufiges Schalten sind. Im Allgemeinen sind hier LED-Leuchten zu bevorzugen. Zuletzt ist zu entscheiden, ob eine tageslichtabhängige Regelung sinnvoll ist. Dabei ist zu beachten, dass dies im Allgemeinen einen größeren Mehraufwand erfordert, da neben der Sensorik auch dimmbare Leuchten erforderlich sind. Dieser Mehraufwand ist nur dann zu rechtfertigen, wenn nach der Reduzierung der Betriebszeit durch die Anwesenheitserfassung noch genügend Einsparpotential besteht.
