Hoe kunnen gebouwen energiezuiniger worden gemaakt met lichtstraten?

Dit artikel onderzoekt hoe lichtstraten de energie-efficiëntie in commerciële gebouwen beïnvloeden, de balans die ze creëren tussen natuurlijk licht en thermische prestaties, en hoe ze bijdragen aan de algemene duurzaamheidsdoelstellingen van gebouwen.

De totaalbenadering benadering van gebouwontwerp

Een goed gebouwontwerp vereist een totaalbenadering benadering om een goede functionaliteit van een gebouw te garanderen. Tijdens het ontwerp- en besluitvormingsproces moet rekening worden gehouden met aspecten als binnenmilieukwaliteit en comfort, structurele stabiliteit, bescherming tegen weersinvloeden, energie-efficiëntie, beveiliging en veiligheid. Het bereiken van topprestaties op al deze gebieden kan een uitdaging zijn en hoge kosten met zich meebrengen, waarbij de prioriteiten per project verschillen. Daarom is het een kwestie van een delicate balans om het juiste product met de juiste eigenschappen voor het juiste doel te kiezen. Energie-efficiëntie en duurzaamheid zijn echter van cruciaal belang, vooral bij de keuze van lichtstraten.

Op het gebied van beglazing en energie-efficiëntie betekent dat evenwicht een bijdrage leveren aan een thermisch efficiënte, luchtdichte bouwschil met de juiste oppervlakte aan beglaasde openingen. Het resultaat is een lager elektriciteitsverbruik voor verlichting dankzij de beschikbaarheid van natuurlijk licht, terwijl tegelijkertijd overmatige zonnewarmte wordt voorkomen en de bewoners contact houden met de buitenwereld.

Lichtstraten spelen een belangrijke rol als basis voor de beoordeling van de prestaties van gebouwen

Deze totaalbenadering benadering wordt ondersteund door beoordelingsmethoden voor hele gebouwen, zoals BREEAM (Building Research Establishment Environmental Assessment Method), LEED (Leadership in Energy and Environmental Design), de DGNB (Duitse Raad voor Duurzaam Bouwen) en de Well Building Standard. Ze benadrukken allemaal het belang van daglicht voor het welzijn van de bewoners en het verminderen van het energieverbruik. Door lichtstraten te integreren, kunnen gebouwen een hogere daglichtfactor en een betere gelijkmatigheid van de lichtverdeling bereiken, wat van cruciaal belang is voor het voldoen aan de daglichtvereisten van prestatiegerichte criteria en duurzaamheidsdoelstellingen.

Trends in commerciële daglichttoetreding

Het commerciële daglichtlandschap blijft zich ontwikkelen met een aantal opvallende trends:

• Integratie met slimme gebouwsystemen
  Moderne lichtstraten kunnen nu worden gekoppeld aan gebouwautomatiseringssystemen en worden aangepast op basis van aanwezigheid, het tijdstip van de dag en de weersomstandigheden.
  
  
• Net-zero gebouwontwer
  Nu steeds meer organisaties zich inzetten voor CO2-neutraliteit, spelen lichtstraten een cruciale rol bij het verminderen van de afhankelijkheid van kunstmatige verlichting.
  
  
• Biophilic designprincipes
  Door het groeiende besef van de invloed van de natuur op het welzijn van de mens zijn lichtstraten een belangrijk element geworden in het verbinden van binnenruimtes met de natuurlijke omgeving.
  
  
• Veerkrachtige bouwstrategieën
  Nu er steeds meer aandacht is voor de aanpasbaarheid van gebouwen, dragen lichtstraten die passieve koeling en natuurlijke ventilatie bieden bij aan de algehele veerkracht van gebouwen.

De invloed van daglicht op het energieverbruik

Door daglicht optimaal te benutten, kan het elektriciteitsverbruik voor kunstmatige verlichting overdag worden verminderd of zelfs volledig worden geëlimineerd. Om tot deze conclusie te komen, heeft VELUX het effect van daglicht op het energieverbruik in een gebouw onderzocht.

Er werd een scenario gemodelleerd waarin een huis geen ramen had en de lichtniveaus alleen met elektrische verlichting moesten worden bereikt. Het gebruik van elektrische verlichting beïnvloedt de vraag naar verwarming en koeling, dus het energieverbruik voor verlichting, koeling en verwarming werd samen geëvalueerd.

De resultaten toonden aan dat het gebruik van elektrische verlichting om luxniveaus te bereiken die gelijk zijn aan daglicht, resulteerde in een energiebehoefte die ongeveer vijf keer hoger was dan in een vergelijkbaar huis met goed ontworpen beglazing en zonder elektrische verlichting.

Studies van kantoorgebouwen hebben vergelijkbare positieve resultaten opgeleverd. Hoewel deze gebouwen complexer zijn vanwege hun unieke bezetting, interne indeling en verlichtingsregeling (handmatig en automatisch) en daarom minder geschikt zijn voor een ‘definitieve’ beoordeling, is een energiebesparing van 20 tot 60% aangetoond.

Een praktijkproject: het succes van een school in Kopenhagen met de vervanging van lichtstraten

De renovatie van de Peder Lykke School in Kopenhagen benadrukt de rol van lichtstraten bij het verbeteren van de energie-efficiëntie en het leerklimaat. Bij het project werden 68 lichtstraten vervangen door 184 modulaire, dubbele lichtstraten, die zorgen voor natuurlijk daglicht en comfortabele ventilatie in het hele gebouw.

De lichtstraten verminderen de behoefte aan kunstlicht, waardoor het elektriciteitsverbruik daalt en de luchtkwaliteit verbetert door passieve ventilatie. Geautomatiseerde functies zoals regensensoren optimaliseren de energie-efficiëntie en zorgen voor comfort zonder dat er veel gebruik hoeft te worden gemaakt van HVAC-systemen.

De installatie werd in slechts één weekend voltooid, met minimale verstoring van het onderwijs. Deze upgrade bespaart niet alleen energie, maar verbetert ook het welzijn en de productiviteit, doordat daglicht en frisse lucht deel uitmaken van het dagelijkse schoolleven.

De unieke voordelen van dakbeglazing

Daklichten en lichtstraten:

• Lever twee keer zoveel daglicht als (verticale )ramen met hetzelfde oppervlak.
• Bereik de vereiste verlichtingsniveaus met kleinere glasoppervlakken.
• Zorg voor een betere lichtverdeling in ruimtes.

Door daglichtmodellering te gebruiken om de vereisten te verfijnen, kan de balans tussen gevelramen en daklichten worden meegenomen in de eerste ontwerpconcepten, waardoor eventuele oververhittingsproblemen worden aangepakt en de vraag naar elektrische verlichting tot een minimum wordt beperkt. Wanneer uiteindelijk de prestaties van het hele gebouw worden aangepakt, zullen deze voordelen bijdragen aan een positief resultaat.

Inzicht in de thermische prestaties van lichtstraten

Thermische prestaties zijn cruciaal voor de energie-efficiëntie en het binnencomfort van een gebouw. Hoogwaardige beglazing speelt hierbij een belangrijke rol door de warmtestroom te reguleren en gebouwen duurzamer te maken. Low-E-coatings (Low-E) verminderen het warmteverlies in de winter en minimaliseren de warmteopname in de zomer, wat bijdraagt aan een betere energie-efficiëntie gedurende het hele jaar. Bovendien bieden geavanceerde technologieën zoals elektrochrome en zonnecelbeglazing verdere verbeteringen in de prestaties van gebouwen, waardoor zowel energiebesparing als duurzaamheid worden verbeterd.

Wat is de U-waarde?

De U-waarde meet hoe goed een bouwcomponent, zoals een raam, isolatie biedt tegen warmteoverdracht. Een lagere U-waarde betekent een betere isolatie, waardoor er in de winter minder warmte ontsnapt en in de zomer minder warmte binnenkomt. Voor ramen houdt de U-waarde rekening met factoren zoals het type beglazing, het materiaal van het kozijn en eventuele kieren of bruggen waardoor warmte kan ontsnappen. Door deze elementen te verbeteren, bijvoorbeeld door isolerende gassen tussen de glaspanelen te gebruiken, kunnen gebouwen energieverlies verminderen en de algehele thermische prestaties verbeteren. Lees meer over U-waarden.

Lichtstraatoplossingen voor elke bouwbehoefte

VELUX Modulaire Daklichten, en Modulaire Lichtstraten, bieden voor commerciële toepassingen bieden een veelzijdige en hoogwaardige oplossing om natuurlijk licht in gebouwen binnen te laten. Deze oplossingen zijn voorzien van dubbel glas met een coating met lage emissiewaarden, waardoor de energie-efficiëntie wordt verbeterd door warmteverlies tot een minimum te beperken. Voor nog betere thermische prestaties zijn ook opties met driedubbel glas beschikbaar.

Naast deze glasdakconstructies, bieden lichtkoepels een andere uitstekende optie voor het verbeteren van de energie-efficiëntie in gebouwen. lichtkoepels worden doorgaans gemaakt van acryl of polycarbonaat. Ze hebben een meerwandige constructie met luchtruimtes die voor extra isolatie zorgen, waardoor de warmteoverdracht aanzienlijk wordt verminderd in vergelijking met enkelwandige alternatieven.

Op de Messe Karlsruhe verbeteren daglichtoplossingen met elektrische rook- en warmteafvoerinstallaties de brandveiligheid en thermische isolatie

Zowel glazen lichtstraten als lichtkoepels zijn verkrijgbaar met verschillende coatingopties die speciaal zijn ontworpen om de zonnewarmte, zonwering en lichtdoorlatendheid te optimaliseren. Sommige coatings kunnen bijvoorbeeld de hoeveelheid zonnewarmte die het gebouw binnenkomt minimaliseren, wat vooral in warmere klimaten een voordeel is. Andere coatings kunnen de lichtdoorlatendheid verbeteren, zodat ruimtes goed worden verlicht met natuurlijk daglicht en toch voldoende zonwering bieden.

De keuze tussen glazen lichtstraten en lichtkoepels hangt vaak af van de specifieke projecteisen:

• Glasoplossingen bieden doorgaans superieure thermische prestaties (lagere U-waarden) en helderheid, waardoor ze ideaal zijn voor bewoonde ruimtes waar esthetiek en energie-efficiëntie voorop staan.
• Kunststof lichtkoepels zijn licht van gewicht en hebben over het algemeen lagere aanschafkosten. Wanneer ze zijn vervaardigd met hoogwaardige compounds en geavanceerde eigenschappen, bieden ze ook veiligheid en bescherming tegen UV-straling en barre weersomstandigheden, waardoor ze een lange levensduur hebben voor tal van toepassingen. Deze lichtkoepels zijn ideaal voor projecten waar de thermische prestatie-eisen minder streng zijn dan wat isolatieglas biedt.

Wanneer beide oplossingen correct worden gespecificeerd en geïnstalleerd, dragen ze aanzienlijk bij aan het verminderen van de CO2-voetafdruk van een gebouw door de afhankelijkheid van kunstmatige verlichting te verminderen en mogelijk de verwarmingskosten te verlagen door passieve zonnewarmte in koudere maanden.

De menselijke factor: Voordelen voor het welzijn van de gebouwgebruikers

Hoewel energie-efficiëntie duidelijke financiële voordelen oplevert, kan de invloed van natuurlijk daglicht op de prestaties van mensen een nog grotere meerwaarde betekenen. Onderzoek toont keer op keer aan dat blootstelling aan natuurlijk daglicht de productiviteit, gezondheid, cognitieve functies, stemming en tevredenheid verbetert. Voor bedrijven vertalen deze voordelen zich in betere prestaties van hun personeel, minder ziekteverzuim en een grotere personeelsbinding.

Afgestemd op het Healthy Buildings-raamwerk

De VELUX Healthy Buildings Barometer 2024 introduceert een uitgebreid kader voor gezonde gebouwen, bestaande uit vijf belangrijke dimensies:

1. Verbetering van de mentale en fysieke gezondheid.
   Lichtstraten dragen hier rechtstreeks aan bij door natuurlijk daglicht binnen te laten, waarvan bewezen is dat het zowel het fysieke als mentale welzijn verbetert.
2. Ontworpen voor menselijke behoeften
   Door lichtstraten strategisch te plaatsen, ontstaan ruimtes die inspelen op de biologische behoefte van mensen aan natuurlijk licht en contact met de buitenlucht.
3. Duurzaam gebouwd en beheerd
   Energiezuinige lichtstraten verminderen de afhankelijkheid van kunstmatige verlichting, waardoor de CO2-uitstoot en de exploitatiekosten dalen.
4. Veerkrachtig en aanpasbaar
   Bedienbare lichtstraten zorgen voor natuurlijke ventilatie, waardoor de koelingsbehoefte afneemt en ze zich aanpassen aan veranderende omstandigheden buiten.
5. Mensen meer zeggenschap geven
   Moderne lichtstraatoplossingen met bedieningssystemen voor de gebruiker stellen bewoners in staat om hun omgeving zelf in te richten, wat de tevredenheid en betrokkenheid verhoogt.

Door te investeren in hoogwaardige lichtstraatoplossingen kunnen gebouweigenaren meerdere aspecten van dit kader tegelijkertijd aanpakken en ruimtes creëren die niet alleen energiezuinig zijn, maar ook echt gezond voor de gebruikers.

Op maat gemaakte daglichtoplossingen die zijn afgestemd op elke ruimte, vorm of ontwerpvisie

Conclusie: De toekomst ziet er rooskleurig uit

Naarmate bouwvoorschriften op het gebied van energiezuinigheid strenger worden en organisaties steeds meer prioriteit geven aan duurzaamheid, zullen lichtstraten een cruciale rol blijven spelen in het ontwerp van commerciële gebouwen. Hun unieke vermogen om veel natuurlijk licht binnen te laten en tegelijkertijd de thermische prestaties te regelen, maakt ze tot essentiële onderdelen van de energiezuinige gebouwen van morgen.

Door een totaalbenadering benadering te hanteren die zowel de energieprestaties van gebouwen als menselijke factoren in aanmerking neemt, kunnen gebouweigenaren en ontwerpers lichtstraten gebruiken om ruimtes te creëren die niet alleen duurzamer zijn, maar ook productiever, comfortabeler en aantrekkelijker voor de gebruikers.

Klaar om uw commerciële gebouw te transformeren met energiezuinige lichtstraten? Neem contact op met onze VELUX Commercial-experts voor een daglichtoplossing op maat die uw energiekosten verlaagt en het welzijn van de gebruikers verhoogt.

Bronnen:

1. Gids voor daglichttoetreding en EN 17037
2. VELUX, "Raamsystemen," Daglicht, energie en binnenklimaat Basisboek
3. VELUX, 2024, Barometer voor gezonde gebouwen