Oberlichter

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Dachoberlichter werden eingesetzt, um auch in tiefen Räumen einen ausreichenden Tageslichteinfall zu erreichen. Sie können in Form von Lichtkuppeln, Lichtstraßen, Lichtbändern, Sheddächern oder als Kombination von mehreren Systemen ausgeführt sein. Welche Anordnung oder Form gewählt wird, hängt meist von der Nutzung des Gebäudes und seinem jeweiligen Tageslichtbedarf ab. Die einfallende Lichtmenge wiederum wird von der Öffnungsgröße und der Anzahl der angeordneten Oberlichtelemente sowie der Lichtdurchlässigkeit des eingesetzten Materials bestimmt.

Ein Vorteil von Oberlichtern ist ein von der Raumtiefe unabhängiger, besonders gleichmäßiger, angenehmer Tageslichteinfall in Innenräumen, die aufgrund ihrer Lage im Grundriss normalerweise darauf verzichten müssten. Auch wird ein Oberlicht seltener von der umgebenden Verbauung oder von Bäumen verschattet als ein Seitenlichtfenster, sodass die Lichtmenge gleichbleibend hoch ist. Durch die Beleuchtungsstärke des Zenitlichtes wird darüber hinaus, im Vergleich zu einem seitlich angeordneten Fenster, eine dreifach höhere Lichtmenge erreicht. Tiefstehende Sonneneinstrahlung fällt – je nach Materialität und Lichttransmission – wesentlich blendfreier ein, als bei einem seitlichen Fenster. Die Fassade eines Gebäudes wird durch ein Oberlicht ästhetisch nicht verändert, sodass die Form des Elementes gestalterisch frei wählbar ist. Auch praktische Gründe sprechen für den Einsatz eines Oberlichtes: Ein Raum kann unabhängig von zu berücksichtigenden Fensterflächen möbliert werden.

Nachteile ergeben sich aus der Positionierung des Dachoberlichtes, die nur eine Belichtung der obersten Etagen eines Gebäudes erlaubt. Dieser Nachteil lässt sich allenfalls durch Galerien oder andere Öffnungen in den Geschossdecken ausgleichen, wie dies z.B. in Treppen- und Erschließungsräumen häufig der Fall ist. Als Nachteil kann auch eine fehlende Sichtverbindung nach außen empfunden werden, die im Falle eines Oberlichtes nur durch den Blick in den Himmel gewährleistet ist. Bei hoch stehender Sonne sind durch das steil einfallende Zenitlicht Blendwirkungen oder störende Reflexblendungen auf Computerbildschirmen zu erwarten. Aus diesem Grund kann auch bei einem Oberlicht eine Maßnahme zum Sonnenschutz in der Sommerzeit unentbehrlich sein, insbesondere wenn es sich um großflächige Dachöffnungen handelt. Auch eine häufig anzutreffende schwierige Bedienbarkeit von Dachöffnungen erweist sich im täglichen Gebrauch als nachteilig. Nicht immer lassen sich Oberlichter individuell oder per Hand nach Bedarf aufstellen. Als vorteilhaft werden Kombinationen aus Seitenfenstern und Oberlichtern empfunden, da sich ihre Nachteile zum Teil gegenseitig ausgleichen.

Oberlichter: Funktion und Formen

Oberlichter werden insbesondere in Gebäuden mit ungünstiger Geometrie, großen Raumtiefen oder in Räumen eingesetzt, die mit einer seitlichen Befensterung keine ausreichende Belichtung erfahren würden.

Bei einem gleichmäßig bedeckten Himmel ist die Leuchtdichte aus dem Zenit dreimal höher als die des Seitenlichtes in Horizontnähe. Aus diesem Grund bewirkt der Einsatz eines Oberlichtes sowohl eine deutlich wahrnehmbare Anhebung der Tageslichtmenge als auch eine bessere Gleichmäßigkeit bei der Beleuchtungsstärkeverteilung im Raum. Mit geeignet dimensionierten Oberlichtern erreicht man an Sonnentagen bei guten Lichtverhältnissen Beleuchtungsstärken im Maximum von bis zu 10.000 Lux im Gebäude und liegt damit weit über denen des Kunstlichtes. Durch Oberlichter kann in den oberen Etagen eines Gebäudes während der täglichen Nutzungszeit weitgehend auf die Zuschaltung von Kunstlicht verzichtet werden.

Der architektonische Raum wird durch den Einsatz von Oberlichtern anders wahrgenommen. Das von oben einfallende Tageslicht betont bestimmte Zonen wirksamer als eine Seitenbefensterung. Überdies können innen liegende Flure oder Treppenräume, die in oberen Geschossen liegen, durch Oberlichter Tageslicht erhalten. Durch Galerien und Deckendurchbrüche lassen sich auch in darunter liegenden Geschossen interessante Sichtverbindungen und großzügige Raumeindrücke ermöglichen. Gerade hier zeigen sich durch den gezielten Einsatz von Oberlichtern Synergieeffekte zwischen Raumgestaltung und Tageslichtnutzung.

Konstruktion

Die Ausbildung eines Oberlichtes ist abhängig von der Geometrie des Deckenausschnitts, der Deckenform, der Dachneigung, der Materialbeschaffenheit, der bevorzugten Lichtrichtung bzw. der möglichen Ausblendung der Sonne sowie dem gewünschten architektonischen Erscheinungsbild. Vom Oberlichtschacht, der zur flächigen Ausleuchtung von fensterlosen Räumen oder zur Betonung besonderer Beleuchtungssituationen eingesetzt werden kann, Shedoberlichtern, die sich, je nach gewünschtem Lichteinfall, zu bestimmten Himmelsrichtungen orientieren lassen bis zu Oberlichtlaternen, die für eine gute Raumausleuchtung in Raummitte sorgen, sind unterschiedlichste Tageslichtkonzepte mit Oberlichtern denkbar.

Meist besteht das Oberlicht aus einer unterschiedlich geformten Lichtkuppel oder einem Glasdach, ggf. einer Streu- oder Filterschicht, die eine direkte Sonneneinstrahlung verhindern soll, einem Schacht im Bereich des Dachdurchbruchs sowie einer umlaufenden Blende, als innerem Abschluss im Raum. Oberlichter können auf die Deckenmitte des Raumes konzentriert sein, über die gesamte Deckenfläche reichen oder als mehrere Einzel- oder Bandoberlichter ausgebildet werden. Selbst die Geometrie des Deckenausschnitts ist variabel. Bei größeren Glasflächen im Dachbereich darf jedoch die Möglichkeit einer sommerlichen Überhitzung nicht außer Acht gelassen werden.

Anordnung und Lichtverteilung

Form, Anordnung und Ausbildung von Oberlichtern sind unter anderem abhängig von der Nutzungsart und dem gewünschten Tageslichtquotienten des darunter liegenden zu belichtenden Raumes. Sind Oberlichter mittig über dem Raum oder in regelmäßigen Abständen auf der Dachfläche verteilt angeordnet, sorgen sie für eine besonders hohe Gleichmäßigkeit der Lichtverteilung im Raum. Einzelne Oberlichter, die in regelmäßigen Abständen auf der Dachfläche angeordnet werden, können die Gleichmäßigkeit des einfallenden Lichtes, im Vergleich zu einem in der Mitte angeordneten Oberlicht, weiter verbessern.

Beim Einsatz eines mittig angeordneten Oberlichtes im Dachbereich ist der Tageslichtquotient in Raummitte hoch, an den Seitenwänden jedoch, je nach Größe der Oberlichtöffnung und der Raumproportion, eher gering. Werden mehrere Einzeloberlichter eingesetzt, liegt der Tageslichtquotient im Raum gleichmäßig hoch.

Wird ein Raum ausschließlich über Oberlichter belichtet, ist nach DIN 5034 Tageslicht in Innenräumen ein Mittelwert des Tageslichtquotienten in der Nutzebene von mindestens 4% einzuhalten. Bedrückend wirkt ein Raum, der ausschließlich von oben belichtet wird, wenn der Tageslichtquotient aufgrund von Verschattungen o.ä. geringer ist als 2% ist. Um eine Überhitzung des Raumes durch ein Oberlicht zu vermeiden, ist allerdings ein Tageslichtquotient von 10% keinesfalls zu überschreiten.

Oberlichter: Verschattung

Verschattungen von Oberlichtern richten sich in erster Linie nach der Form, Ausbildung und Größe des Oberlichtes. Zur Vermeidung von Überhitzung und Blendung stellen folgende Verschattungsmöglichkeiten eine kleine Auswahl dar:

Verschattung von Sheddächern

Die einfachste Form der Verschattung eines Oberlichtes wird am Beispiel des nach Norden geöffneten Sheddachs deutlich, da es aufgrund der Himmelsrichtung keinen speziellen Sonnenschutz benötigt. Öffnet sich das Sheddach zu einer anderen Himmelsrichtung, können die Öffnungen, wie Seitenfenster auch, mit Jalousien oder Lamellen verschattet werden.

Verschattung durch Sunbreaker

Je nach Beschaffenheit des Oberlichtes stellen so genannte Sunbreaker eine mögliche Verschattung dar. Sunbreaker sind über einem Bandoberlicht angeordnete Raster, die einen direkten Sonneneinfall nur bei wenigen Sonnenständen zulassen. Ansonsten werden Sonnenstrahlen am Raster zurück reflektiert. Auch Streu- oder Filterschichten, die unterhalb der Lichtkuppel montiert werden, können dafür sorgen, dass kein direktes Sonnenlicht in den Raum dringt.

Verschattung durch Lochbleche

Für die Verschattung von Lichtbändern oder Lichtkuppeln bieten sich spezielle Lochbleche an, z.B. perforierte Aluminiumbleche. Die Bleche werden mit einem Abstand von ca. 60 mm auf die Lichtband- oder Lichtkuppelverglasung montiert. Sie schützen diese und verhindern gleichzeitig das Aufheizen der darunter liegenden Räume, da der Abstand eine gute Luftzirkulation erlaubt und einen potenziellen Wärmestau verhindert.

Verschattung durch Prismen

Eine Gebäudezone, die ausschließlich mit einem Glasdach überdeckt ist, sollte in jedem Fall wirkungsvoll verschattet werden, da sich eine sommerliche Überhitzung des darunter liegenden Raumes ansonsten kaum vermeiden lässt. Hier bieten sich Prismensysteme an, die entweder fest in den Scheibenzwischenraum des Glasdaches eingebaut oder als Lamellen der Sonne nachgeführt werden, da sie den Raum nicht nennenswert verdunkeln.

Die rechtwinklig geformten Prismen werfen das einfallende Sonnenlicht durch Totalreflexion zurück und bieten die Möglichkeit, den Raum trotz Sonnenschutz mit diffusem Licht zu versorgen. Selbst bei bedecktem Himmel wird die über das Glasdach einfallende Tageslichtmenge nicht wesentlich verringert, die Überwärmung jedoch wirkungsvoll verhindert.

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FAQ – Die wichtigsten Fragen im Überblick

Floatglas satiniert. Besonders für dekorative und hochwertige Anwendungen eignet sich dieses Glas hervorragend. Es liegt auf der Hand, dass satiniertes Glas weniger Licht durchlässte als eine Klarglasscheibe und damit undurchsichtig wirkt. Dahinter liegende Objekte werden nur schematisch wargenommen.
Isolator-Materialien wie Glas sind meist transparent, da ihre Bandlücke größer als die Photonenenergie für sichtbares Licht ist. Diese Photonen können daher nicht durch Valenzelektronen absorbiert werden. Bei Milchglas wird das Licht durch eine raue Oberfläche oder durch Teilchen im Material gestreut.
Bis heute können Forscher nicht genau sagen, ob die Glasherstellung in Mesopotamien, Ägypten oder an der Levante-Küste seinen Ursprung hat. Die ersten vom Menschen produzierten Glasobjekte sind aus dem Jahr 3500 vor Christus. Die Glasperlen fanden Archäologen in Ägypten und dem östlichen Teil Mesopotamiens.

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