Tageslicht kann einen großen Teil der Beleuchtung im Milchviehstall übernehmen. Offene Fassaden, Curtains und gegebenenfalls Lichtöffnungen im Dach bringen natürliches Licht in Fress-, Liege- und Laufbereiche und reduzieren den Bedarf an künstlicher Beleuchtung. Bei der Planung entsteht jedoch ein Zielkonflikt: Transparente Dachflächen und direkte Sonneneinstrahlung können den Stall im Sommer zusätzlich aufheizen.
Für einen gut belichteten Kuhstall gilt deshalb nicht automatisch „je mehr Glas oder Lichtplatten, desto besser“. Günstiger ist möglichst gleichmäßig verteiltes Tageslicht bei möglichst geringer direkter Sonneneinstrahlung auf die Tiere. Besonders Lichtfirste, Dachoberlichte und Lichtplatten müssen deshalb zusammen mit Sonnenschutz und Stallklima betrachtet werden.
Die künstliche Beleuchtung ergänzt das Tageslicht dort, wo die erforderliche Helligkeit nicht erreicht wird. Grundlagen zu Lichtstärke, Dunkelphase und Farbwahrnehmung sind unter Stallbeleuchtung für Rinder zusammengefasst.
Tageslicht und Kunstlicht gehören in ein gemeinsames Beleuchtungskonzept
Natürliches Licht verändert sich im Tages- und Jahresverlauf. Im Sommer kann ein offener Milchviehstall über viele Stunden ausreichend hell sein, während an einem bedeckten Wintertag oder früh am Morgen zusätzlich Kunstlicht benötigt wird.
Für Rinder ist dieser natürliche Verlauf grundsätzlich erwünscht. Die DLG weist darauf hin, dass einfallendes Tageslicht die jahreszeitlichen Veränderungen der Tageslänge vermittelt. Für die Tagesphase nennt sie rund 150 Lux als Orientierungsgröße; während der Dunkelphase sollen 10 Lux nicht überschritten werden.
Das bedeutet für die Praxis: Nicht die Brenndauer der LED-Leuchten allein bestimmt die Lichtphase. Auch natürliches Tageslicht zählt dazu. Wie lange die hellen und dunklen Phasen für unterschiedliche Tiergruppen dauern sollten, beschreibt Wie lange brauchen Kühe Licht und Dunkelheit?.
Offene Fassaden liefern Licht und unterstützen die Lüftung
Bei frei belüfteten Milchviehställen gelangt ein großer Teil des Tageslichts über die Fassaden in das Gebäude. Großzügige gegenüberliegende Öffnungen sind zugleich für den natürlichen Luftwechsel wichtig.
Das ist besonders im Sommer relevant. Die DLG empfiehlt für den Hitzeschutz möglichst große gegenüberliegende Lüftungsöffnungen und möglichst freie Anströmung des Stalls. Lange und eher schmale Gebäude besitzen im Verhältnis zur Grundfläche mehr Fassadenfläche als sehr breite Baukörper. Dadurch können sowohl Querlüftung als auch seitlicher Lichteinfall begünstigt werden.
Die Tageslichtplanung sollte deshalb bereits bei der Gebäudegeometrie beginnen. Ein sehr breiter Stall stellt andere Anforderungen als ein schmalerer Baukörper mit großen offenen Längsseiten. Je größer die Gebäudetiefe, desto schwieriger wird es, die Stallmitte allein über die Fassaden ausreichend zu belichten.
Curtains verändern Lüftungsöffnung und Lichteinfall
Curtains ermöglichen es, Fassadenöffnungen an Witterung und Wind anzupassen. Für den sommerlichen Stallbetrieb nennt die DLG einstellbare Windbrechgitter beziehungsweise Curtains ausdrücklich als Möglichkeit, Zu- und Abluftflächen zu optimieren.
Mit der Stellung des Curtains verändert sich zwangsläufig auch der seitliche Lichteinfall. Bei vollständig geöffneten Fassaden können wesentlich andere Beleuchtungsverhältnisse herrschen als bei teilweise geschlossenen Seitenflächen.
Dieser Punkt ist bei Luxmessungen leicht zu übersehen. Wird ein Stall ausschließlich bei vollständig geöffneten Curtains beurteilt, sagt das wenig über die Lichtverhältnisse an einem windigen oder kalten Tag aus. Sinnvoll sind deshalb Messungen unter verschiedenen typischen Betriebszuständen.
Curtains sollten außerdem nicht allein als Sonnenschutz betrachtet werden. Werden Fassaden im Sommer weit geschlossen, um tief stehende Sonne abzuhalten, kann gleichzeitig der natürliche Luftwechsel sinken. Verschattung und Lüftung müssen deshalb gemeinsam geplant werden.
Dachüberstände halten direkte Sonne aus dem Tierbereich
Offene Fassaden bringen viel Licht in den Stall, können aber je nach Sonnenstand auch direkte Strahlung auf Tiere und Stallflächen zulassen. Besonders an Ost- und Westfassaden steht die Sonne morgens beziehungsweise am späten Nachmittag tief.
Ausreichende Dachüberstände können den direkten solaren Eintrag reduzieren, ohne die Fassadenöffnung und damit den Luftwechsel vollständig zu schließen. Die DLG hebt diesen Vorteil ausdrücklich hervor.
Ein pauschales Maß für den richtigen Dachüberstand gibt es nicht. Gebäudehöhe, Dachneigung, geografische Lage und Fassadenausrichtung beeinflussen, wie weit die Sonne zu verschiedenen Tages- und Jahreszeiten in den Stall eindringt.
Bei einem Neubau ist deshalb eine Verschattungsbetrachtung sinnvoll. Sie zeigt, welche Bereiche im Sommer direkt bestrahlt werden und wie weit Dachüberstände oder andere konstruktive Maßnahmen die Einstrahlung reduzieren.
Direkte Sonne kann Kühe deutlich zusätzlich erwärmen
Der Unterschied zwischen hellem Tageslicht und direkter Sonnenstrahlung ist für den Hitzeschutz erheblich.
Nach Angaben der DLG kann großflächige direkte Sonneneinstrahlung über Fassaden, Dachfirste oder Oberlichte die Temperatur am bestrahlten Körper um vier bis fünf Kelvin erhöhen. Fällt Sonnenlicht direkt durch Lichtwellplatten auf das Tier, werden sogar Temperaturerhöhungen von mehr als zehn Kelvin genannt.
Diese Werte erklären, warum eine hohe Tageslichtausbeute nicht isoliert betrachtet werden darf. Eine transparente Dachfläche kann den Stall optisch aufhellen und gleichzeitig die thermische Belastung der Kühe erhöhen.
Bei hochleistenden Milchkühen ist das besonders problematisch, weil sie aufgrund ihrer Stoffwechselleistung große Wärmemengen abgeben müssen. Die bauliche Planung sollte daher direkten solaren Wärmeeintrag möglichst vermeiden.
Ein Lichtfirst ist vor allem bei tieferen Gebäuden interessant
Ein Lichtfirst kann Tageslicht von oben in Bereiche bringen, die von den Fassaden aus nur schlecht erreicht werden. Das ist insbesondere bei größeren Gebäudetiefen interessant.
Bei langen und schmalen Ställen mit großzügigen offenen Fassaden fällt die Bewertung anders aus. Die DLG weist darauf hin, dass großflächige Dachoberlichte bei solchen Gebäuden in der Regel nicht notwendig sind, wenn die natürliche Belichtung über die Fassaden bereits ausreicht.
Vor der Planung eines großen Lichtfirstes sollte deshalb zunächst geklärt werden, ob tatsächlich ein Beleuchtungsdefizit in der Gebäudemitte besteht.
Die entscheidende Frage lautet nicht, wie groß der transparente Anteil des Daches ist, sondern welche Beleuchtungsstärke später im Tierbereich erreicht wird. Richtwerte und Messmethoden sind unter Wie viel Lux braucht ein Kuhstall? beschrieben.
Lichtfirste sind schwieriger zu verschatten
Gegenüber seitlichen Fassaden hat ein Lichtfirst einen konstruktiven Nachteil: Direkte Sonneneinstrahlung von oben lässt sich schwieriger abschirmen.
Die DLG empfiehlt deshalb bei Lichtfirsten, direkte Sonnenstrahlung auf die Tiere beispielsweise durch lichtbrechendes Material zu vermeiden. Ziel ist nicht ein möglichst klarer Durchblick durch die Dachfläche, sondern eine für den Stall geeignete Lichtverteilung.
Diffuses beziehungsweise gestreutes Licht reduziert harte Licht-Schatten-Grenzen. Das ist auch für die Orientierung der Kühe günstig, weil Rinder ihre Augen langsamer an starke Veränderungen zwischen hellen und dunklen Bereichen anpassen als Menschen.
Ein Lichtfirst sollte daher nicht nur nach der maximalen Lichtdurchlässigkeit des Materials ausgewählt werden. Auch Streuung, Lage und möglicher sommerlicher Strahlungseintrag gehören zur Planung.
Lichtplatten können im Sommer zum Problem werden
Lichtplatten und Lichtwellplatten sind eine einfache Möglichkeit, Tageslicht durch die Dachhaut zu führen. Für einen Milchviehstall sind sie jedoch kritisch zu beurteilen, wenn direkte Sonnenstrahlung in den Aufenthaltsbereich der Tiere gelangt.
Die DLG empfiehlt ausdrücklich, direkte Sonneneinstrahlung durch ungeschützte Dachflächen oder Lichtplatten in den Tierbereich zu vermeiden. Die Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft kommt bei ihren Untersuchungen zum Hitzestress zu einer ähnlichen Bewertung: Großflächige Dachoberlichte und Lichtfirste sind schwieriger zu verschatten als Fassadenflächen.
Das bedeutet nicht, dass jede transparente Dachfläche grundsätzlich ungeeignet ist. Entscheidend sind Fläche, Ausrichtung, Material und die Frage, ob direkte Strahlung tatsächlich Tiere und Liegeflächen erreicht.
Eine großflächige Verteilung transparenter Elemente über das gesamte Dach sollte deshalb nicht allein mit dem Wunsch nach einem möglichst hellen Stall begründet werden.
Die Stallbreite entscheidet über den Bedarf an Dachlicht
Bei der Tageslichtplanung spielt die Gebäudetiefe eine große Rolle.
Ein langer, vergleichsweise schmaler Stall mit großzügigen Längsöffnungen kann nach Einschätzung von DLG und LfL häufig ausreichend über die Fassaden belichtet werden. Zusätzliche großflächige Dachoberlichte sind dann nicht zwingend erforderlich.
In einem sehr breiten Stall nimmt der Anteil des seitlich einfallenden Tageslichts zur Gebäudemitte hin dagegen stärker ab. Dort kann eine zusätzliche Lichtführung über Dachbereiche technisch sinnvoll sein.
Die Entscheidung sollte auf einer Lichtplanung oder Messung beruhen und nicht allein auf Erfahrungswerten aus einem Stall mit völlig anderer Geometrie.
Lichtfirst, Curtain und Lichtplatte im Vergleich
| Bauteil | Nutzen für Tageslicht | Zu beachten |
|---|---|---|
| Offene Fassade | hoher seitlicher Tageslichteinfall | direkte Sonne bei tiefem Sonnenstand |
| Curtain | flexible Fassadenöffnung | Stellung beeinflusst zugleich Lüftung und Lichteinfall |
| Dachüberstand | reduziert direkten solaren Eintrag | Dimensionierung abhängig von Geometrie und Ausrichtung |
| Lichtfirst | zusätzliche Belichtung der Stallmitte | direkte Einstrahlung vermeiden, Verschattung schwierig |
| Dachoberlicht | Licht für tiefer liegende Stallbereiche | zusätzlicher Wärmeeintrag möglich |
| Lichtplatte | einfache Integration in die Dachhaut | direkte Solarstrahlung kann Tiere stark erwärmen |
| LED-Beleuchtung | Helligkeit unabhängig vom Wetter steuerbar | Strombedarf und fachgerechte Lichtplanung erforderlich |
In vielen modernen Milchviehställen ist deshalb eine Kombination sinnvoll: Tageslicht überwiegend über großzügige Fassaden nutzen und künstliche Beleuchtung bedarfsgerecht ergänzen. Dachlicht wird dort eingesetzt, wo die Gebäudetiefe oder andere bauliche Gegebenheiten es tatsächlich erforderlich machen.
Stallausrichtung beeinflusst Sonne, Wind und Tageslicht
Die Ausrichtung eines Neubaus wirkt sich gleichzeitig auf Sonneneinstrahlung, natürliche Belichtung und Lüftung aus. Eine einfache Empfehlung nach dem Muster „ein Kuhstall muss immer in einer bestimmten Himmelsrichtung stehen“ wäre deshalb zu pauschal.
Für den sommerlichen Luftwechsel ist die örtliche Hauptwindrichtung relevant. Die DLG empfiehlt bei frei belüfteten Ställen eine Lage möglichst quer zur Hauptwindrichtung. Gleichzeitig müssen direkte Sonneneinstrahlung über die Fassaden sowie die besonders tief stehende Morgen- und Abendsonne berücksichtigt werden.
Auch bestehende Hofgebäude, Silos, Bäume und Geländeformen verändern Wind und Verschattung. Die optimale Lösung ist deshalb standortabhängig.
Bei der Planung sollten Sonnenverlauf und Windverhältnisse zusammen untersucht werden, statt Beleuchtung und Stallklima getrennt zu behandeln.
Tageslicht muss dort gemessen werden, wo sich die Kühe aufhalten
Eine große transparente Fläche sagt wenig über die tatsächliche Helligkeit im Stall aus. Entscheidend ist die Beleuchtungsstärke im Tierbereich.
Direkt an einer offenen Fassade können an einem hellen Tag sehr hohe Luxwerte gemessen werden, während es einige Meter weiter im Stall wesentlich dunkler ist. Deshalb sollten Messungen über die gesamte relevante Fläche verteilt werden.
Besonders wichtig sind:
- Fressbereich,
- Liegeboxen,
- Laufgänge,
- Gebäudemitte,
- Übergänge zwischen unterschiedlich belichteten Bereichen.
Die DLG empfiehlt für die Tagesphase rund 150 Lux als Orientierungswert. Ein einzelner Messpunkt mit deutlich mehr als 150 Lux reicht nicht aus, wenn große Teile des Aufenthaltsbereichs wesentlich dunkler bleiben.
Ein sonniger Mittag ist kein geeigneter alleiniger Messzeitpunkt
Tageslicht schwankt stark. Sonnenstand, Bewölkung und Jahreszeit verändern die Messwerte innerhalb kurzer Zeit.
Wer die natürliche Belichtung beurteilen möchte, sollte deshalb nicht nur an einem sonnigen Sommertag messen. Interessant sind auch bedeckte Tage sowie Morgen- und Abendstunden.
Für die Planung der künstlichen Beleuchtung muss zusätzlich bekannt sein, welche Werte bei wenig natürlichem Licht erreicht werden. Nur so lässt sich bestimmen, wann LEDs zugeschaltet werden müssen.
Bei bestehenden Anlagen empfiehlt es sich zudem, den Zustand der Fassaden- und Dachöffnungen zu berücksichtigen. Verschmutzte oder gealterte transparente Flächen lassen weniger Licht in den Stall als neue Bauteile.
Helle und saubere Oberflächen unterstützen die Lichtverteilung
Licht, das durch Fassade oder Dach in den Stall gelangt, wird an den Oberflächen teilweise reflektiert. Helle Flächen können zur gleichmäßigeren Verteilung beitragen; dunkle oder stark verschmutzte Flächen absorbieren einen größeren Teil des Lichts.
Auch transparente Flächen verlieren durch Staub und Ablagerungen an Wirkung. Lichtfirste, Fenster und andere Lichtöffnungen sollten deshalb zugänglich und zu reinigen sein.
Bei älteren Ställen lohnt sich vor einer größeren Baumaßnahme zunächst eine Bestandsaufnahme. Verschmutzte Lichtflächen, dauerhaft geschlossene Öffnungen oder nachträgliche Anbauten können die natürliche Belichtung stärker beeinträchtigen als ursprünglich geplant.
LEDs sollten nur das fehlende Tageslicht ergänzen
Ein gut mit Tageslicht versorgter Stall spart erst dann Beleuchtungsstrom, wenn die künstliche Anlage auf die wechselnde Außenhelligkeit reagieren kann.
Eine geeignete Steuerung kombiniert Zeitprogramm und Helligkeitssensor. Innerhalb der vorgesehenen Tagesphase messen Sensoren, ob das vorhandene Tageslicht ausreicht. Sinkt die Beleuchtungsstärke, wird künstliches Licht zugeschaltet oder hochgedimmt. Bei ausreichendem Tageslicht kann die LED-Leistung reduziert werden.
Nach Ende der vorgesehenen Tagesphase darf die Anlage dagegen nicht allein deshalb hochregeln, weil es draußen dunkel wird. Dann beginnt die geplante Dunkelphase.
Die technische Auslegung von Leuchten, Sensorik und Dimmung wird unter LED-Beleuchtung im Kuhstall richtig planen vertieft.
Unterschiedlich helle Stallzonen können getrennt geregelt werden
Bei breiten Gebäuden erreicht das Tageslicht die fassadennahen Bereiche stärker als die Stallmitte. Eine einzige Beleuchtungsgruppe für den gesamten Stall kann dadurch unnötigen Stromverbrauch verursachen.
Sind mehrere Lichtzonen vorhanden, können beispielsweise die Leuchten an der offenen Fassade stärker gedimmt werden, während in der Gebäudemitte weiterhin künstliches Licht benötigt wird.
Dafür muss die Sensorposition zur geregelten Zone passen. Ein Sensor unmittelbar an der hellen Außenwand bildet die Lichtverhältnisse in der Stallmitte nicht zuverlässig ab.
Bei dimmbaren Anlagen sollte zusätzlich auf eine saubere technische Regelung geachtet werden. Ungeeignete Treiber können bei niedrigen Dimmstufen stärkere zeitliche Lichtschwankungen erzeugen. Dazu gibt es weitere Hinweise unter Flimmerfreie LED im Rinderstall.
Photovoltaik und Tageslicht gemeinsam planen
Photovoltaikanlagen verändern die thermischen Bedingungen auf dem Dach. Die DLG weist darauf hin, dass aufgeständerte Photovoltaik- oder Solarthermieanlagen je nach Ausführung den Wärmeeintrag über das Dach reduzieren können, weil sie Teile der Dachfläche verschatten.
Für die Tageslichtplanung entsteht daraus ein weiterer Abstimmungsbedarf. Dachflächen können nicht gleichzeitig unbegrenzt für Photovoltaik und transparente Lichtöffnungen genutzt werden. Bei einem Neubau sollten deshalb Dachaufbau, Photovoltaik, Lichtfirst und Lüftung gemeinsam geplant werden.
Sind große Fassadenöffnungen für die natürliche Belichtung ausreichend, kann es sinnvoller sein, die Dachfläche für Verschattung und Photovoltaik zu nutzen, statt zusätzliche transparente Flächen einzubauen.
Bei Altställen zuerst vorhandene Tageslichtflächen überprüfen
Ein dunkler Altstall braucht nicht automatisch einen neuen Lichtfirst.
Vor baulichen Eingriffen sollte geprüft werden, warum vorhandenes Tageslicht nicht ausreicht. Typische Punkte sind verschmutzte Lichtöffnungen, dauerhaft geschlossene Fassaden, spätere Anbauten oder ungünstige Verschattung.
Anschließend lässt sich messen, in welchen Bereichen tatsächlich ein Defizit besteht. Je nach Ergebnis kann eine Verbesserung der vorhandenen Tageslichtflächen, eine zusätzliche Öffnung oder eine ergänzende LED-Beleuchtung die wirtschaftlich sinnvollere Lösung sein.
Gerade bei älteren Gebäuden ist die Kombination aus optimierter natürlicher Belichtung und gezielter künstlicher Ergänzung oft flexibler als der großflächige Einbau neuer transparenter Dachelemente.
Tageslichtplanung muss Beleuchtung und Hitzeschutz verbinden
Für neue Milchviehställe sind großzügige Fassadenöffnungen eine wichtige Grundlage für natürliche Belichtung und Luftwechsel. Dachüberstände können direkte Sonnenstrahlung reduzieren, ohne die Lüftungsöffnung stark einzuschränken. Lichtfirste und Oberlichte sind vor allem dort interessant, wo die Gebäudemitte über die Fassaden nicht ausreichend Licht erhält.
Großflächige Lichtplatten sollten dagegen wegen des möglichen solaren Wärmeeintrags sorgfältig geprüft werden. Besonders direkte Sonneneinstrahlung auf Tiere ist zu vermeiden.
Ob die Tageslichtplanung funktioniert, zeigt letztlich nicht die Quadratmeterzahl der transparenten Bauteile. Entscheidend sind die tatsächlich erreichten Luxwerte im Tierbereich, ihre Verteilung und die sommerliche Wärmebelastung. Erst aus diesen drei Punkten lässt sich ableiten, wo Tageslicht ausreicht und wo künstliche Beleuchtung ergänzen muss.
Quellen
- DLG – Merkblatt 415: Beleuchtung und Beleuchtungstechnik im Rinderstall
- DLG – Merkblatt 450: Hitzestress bei Milchvieh
- Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft – Hitzestress bei Rindern: Bauliche Maßnahmen
