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Die wesentliche Eigenschaft des Baustoffes Glas ist seine Transparenz für das Sonnenlicht. Im Hinblick auf das »biologische Bauen« mit Glas ist daher der biologische Wert der Sonneneinstrahlung der wichtigste Gesichtspunkt. Die Thematik des »biologischen Bauens« ist derzeit etwas unscharf, kann jedoch als Versuch bezeichnet werden, die Baukonstruktion so zu gestalten, dass im Innenraum ein biologisch förderliches Raumklima geschaffen wird. Die gesamte von der Sonne ausgesandte und von der Erdatmosphäre hindurchgelassene elektromagnetische Strahlung hat eine zentrale Bedeutung für alle Lebensvorgänge auf der Erde. Die am Erdboden empfangene Strahlung wird in drei Wellenlängenbereiche unterteilt: • kurzwelliger Bereich: Ultraviolettstrahlung UV-B mit einer Wellenlänge von 280 nm bis 315 nm UV-A mit einer Wellenlänge von 315 nm bis 380 nm • mittelwelliger Bereich: sichtbares Licht Wellenlänge von 380 nm bis 780 nm • langwelliger Bereich: Infrarotstrahlung IR mit einer Wellenlänge von 780 nm bis etwa 3000 nm Die Intensität der Strahlung wird vom Standort, von der Sonnenhöhe, der Bewölkung und von der Luftverschmutzung sehr stark beeinflusst. Infolge der Sonneneinstrahlung kommt es bei menschlichen und pflanzlichen Organismen zu verschiedenen biologischen Reaktionen, die von einzelnen spektralen Anteilen des Sonnenlichtes ausgelöst werden. Biologische Wirkungen • UV-Strahlung Die bekannteste biologische Reaktion infolge der UVStrahlung ist die Bräunung (Pigmentierung) der menschlichen Haut. Hierbei ist zwischen der sekundären Pigmentierung durch Bestrahlung mit UV-B und der direkten Pigmentierung durch UV - A zu unterscheiden. Während es bei der direkten Pigmentierung zu einer einfachen Verfärbung der vorhandenen Melaninkörnchen kommt, verursacht die UV-B-Strahlung bei hohen Intensitäten oder entsprechend langer Bestrahlungsdauer eine starke Rötung (Erythem) der Haut, die auch als Sonnenbrand bekannt ist. Das Erythem ist die Folge einer photochemischen Schädigung der Zellsubstanz. Nach dem Abklingen des Erythems kommt es zur sekundären Pigmentierung, zur Neubildung von Pigmentstoffen und zu einer Verdickung der Epidermis (Lichtschwiele). Die sekundäre Pigmentierung kann sich auch ohne vorhergehenden Sonnenbrand entwickeln. Die Bildung von Vitamin D durch UV -B-Bestrahlung findet schon bei sehr geringen Strahlungsintensitäten statt. Die erforderlichen Dosen sind um Zehnerpotenzen niedriger als die zur Erzeugung eines Sonnenbrandes. Eine weitere Eigenschaft der UV-Strahlung ist ihre keimtötende Wirkung, die auf dem gleichen photochemischen Effekt wie bei der Entstehung des Sonnenbrandes beruht. Allgemein gilt, dass UV-Strahlung oberhalb von 300 nm Wellenlänge einen heilenden und reaktivierenden Einfluss auf den Organismus hat. Unterhalb von 290 nm Wellenlänge ist sie eher schädlich. Verbesserungen des Pflanzenwachstums durch UVStrahlung sind nicht bekannt. • Sichtbares Licht Licht löst nicht nur visuelle Impulse aus, es hat auch über die Drüsen einen erheblichen Einfluss auf das vegetative Nervensystem, wobei es hier weniger auf die spektrale Zusammensetzung als auf die Intensität des Lichtes ankommt. Dem »Augenlicht« kommt somit eine stimulierende Wirkung auf Stoffwechsel und Organtätigkeit zu, die sich auf die Gesundheit durch Herzschlag, Blutzusammensetzung, Drüsenfunktion, Abbau von Gift- und Bildung von Abwehrstoffen auswirkt. Je nach Aktivitätsniveau benötigt der Mensch entsprechende klimatische Bedingungen (Lufttemperatur, Temperatur der Umgebungsflächen, Geschwindigkeit der Luftbewegung und relative Feuchte der Luft), um sich behaglich zu fühlen. Die Wärmeabgabe erfolgt durch Strahlung, Leitung, Konvektion, Ausatmung und Verdunstung. Aufgrund der Oberflächentemperatur des menschlichen Körpers wird die Strahlungswärme im langwelligen Infrarotbereich ausgetauscht. Schon der in Ruhe befindliche Mensch muss pro Tag mindestens 2 kWh Wärme abgeben können. Im Freien steht der Mensch !in langwelligen Strahlungsaustausch mit der Atmosphäre und dem Erdboden. Die absorbierten Anteile der Sonnenstrahlung werden von der Atmosphäre aufgenommen und wärmen sie auf. Bei den so erzielten Temperaturen erfolgt die atmosphärische Gegenstrahlung zum Erdboden im langwelligen Infrarotbereich (6000 nm bis 60 000 nm). Die biologische Bedeutung der atmosphärischen Gegenstrahlung liegt somit im Ausgleich der Energiedefizite der Organismen. Bei den Pflanzen ist die Verdunstung, die durch die infrarote Strahlung und auch durch das sichtbare Licht verursacht wird, biologisch entscheidend wirksam. Dieser physikalische Vorgang sorgt dafür, dass die Nährstoffe von der Wurzel in die Blätter transportiert werden können. Geht wegen fehlender Einstrahlung die Verdunstung zurück, reduziert sich der Nährstofftransport in der Pflanze. Aus dem oben angegebenen Transmissionsspektrum ist zu entnehmen, dass Isolierglas für nahezu den gesamten Bereich des Sonnenspektrums eine hohe Durchlässigkeit aufweist. Durch das Fenster kann so im Innenraum ein biologisch förderliches Raumklima geschaffen werden. Lediglich im Bereich der UVB-Strahlung ist normales Floatglas strahlungsundurchlässig. Da sich der Mensch bekanntlich nicht nur in Gebäuden aufhält, wird er im Freien auf natürliche Weise stets die geringe, gesundheitlich notwendige Dosis an UVB-Strahlung erhalten. Eine erhöhte Zufuhr von UV-B-Strahlung ist daher für den »durchschnittlichen« Menschen nicht erforderlich. Verglasungen mit erhöhter UV -B-Durchlässigkeit sind jedoch dort empfehlenswert, wo aus medizinischen oder beruflichen Notwendigkeiten eine ausreichende Versorgung nicht sichergestellt ist bzw. aus sonstigen Gründen eine vermehrte Zufuhr gefordert wird. Weitere ökologische Forderungen wie Ungiftigkeit, Recyclingmöglichkeit usw. werden vom Glas in idealer Weise erfüllt. |