Vor ihrer Ankunft am Bauhaus hatten Meyer und Wittwer die Wichtigkeit von Tageslicht in der Architektur bereits mehrfach betont. Wittwer hatte zum Beispiel einen Bahnhof in Genf entworfen, über den er schrieb, die Überdachung sei „mit geringstem Lichtverlust als Sheddach projektiert“.[9] Meyer erklärte in seinem Manifest „Die Neue Welt“ von 1926, dass, neben anderem, „Besonnung, natürliche und künstliche Beleuchtung“ die „wegleitenden Kraftlinien“ des Bauens sein sollten.[10] Meyer und Wittwer wurden 1926/27 durch den spektakulären Entwurf einer Mädchenschule in Basel bekannt. Im Wettbewerbsreport stellten sie fest, der Bauplatz sei „absolut ungeeignet für ein neuzeitliches Schulhaus“ – weil er nämlich zu wenig Tageslicht böte. Sie behaupteten, dass nach neuesten Erkenntnissen alle Schulräume Oberlichtbeleuchtung haben sollten und bedauerten, dass in ihrem Projekt „der Rückschritt zum schlechteren Seitenlicht [...] getan werden“ musste.[11] Am Bauhaus angekommen, nutzten sie ihren Wettbewerbsentwurf für ein erstes Statement, wie sie sich die Architekturlehre vorstellten. Die Zeitschrift bauhaus veröffentlichte einen überarbeiteten Entwurf der Schule, der nicht nur Zeichnungen und einen pamphlethaften Text enthielt, sondern auch ein Tageslichtdiagramm und eine ganze Spalte mit Tageslichtberechnungen mit der Überschrift „rechnerischer nachweis der beleuchtungsstärke aller schulräume“ (Abb. 1).[12] Meyer schrieb dazu in einem Brief an Gropius, er „hätte es gerne gesehen, wenn die zugehörigen lichtberechnungen mitveröffentlicht würden,“, denn er sei „der meinung, dass wir unsere neuen formen, die bei funktionellem bauen entstehen, nach möglichkeit bauwissenschaftlich begründen müssen, um dem sonst berechtigten vorwurf der unsachlichkeit zu begegnen“[13]. Meyers Anliegen verdeutlicht die Wichtigkeit der Tageslichtstudien im Projekt als Begründung der Architektursprache.

In den Berechnungen beriefen sich die Architekten auf die Verfahren „nach Higbie“ und „Higbie und Levin“. Henry Harold Higbie war Professor für Ingenieurwesen an der University of Michigan, USA, A. Levin sein Student. Higbie veröffentlichte seine Verfahren im Mai 1925 und März 1926. Die letztere Veröffentlichung enthält ein Kurvendiagramm, das nahezu identisch ist mit demjenigen aus der Bauhauszeitschrift.[14] Aus den Daten folgt, dass die Architekten auf der Höhe der ingenieurmäßigen Kenntnisse über Tageslicht waren, denn sie wussten von einem Verfahren, das mit Bezug auf die Bauhausveröffentlichung gerade mal ein Jahr alt war. Über die Gründe dieser für Architekten ungewöhnlichen Spezialkenntnisse lässt sich nur spekulieren; zum Beispiel ist eine mögliche Zuarbeit von Wittwers Schwager, Dr. Erwin Voellmy (1886-1951), ausgebildet in Mathematik, Physik, und Geographie und engagierter Mathematiklehrer, denkbar, da dieser auch am Wettbewerbsprojekt für den Völkerbund technisch-beratend tätig war (hier allerdings in Bezug auf Akustik).[15]

Der „rechnerische nachweis der beleuchtungsstärke“ war in den 1920er Jahren noch keine etablierte Methode. Eine Hürde war zum Beispiel, dass sich noch keine internationalen Maßeinheiten durchgesetzt hatten. So rechneten Meyer und Wittwer die Beleuchtungsstärke, die Higbie in amerikanischen „footcandle“ angab, in das deutsche „hefner-lux“ um und konstatierten „12 hefner-lux ’lx’ = 1 footcandle“. Die Berechnung, so ihre Schlußfolgerung, erfüllte oder übertraf die Empfehlung der Deutschen Beleuchtungsgesellschaft, “für les- und schreibräume eine mittlere beleuchtung von 50–60 lx“ zu gewährleisten.

Die Beleuchtungsstärke in Räumen ist abhängig von den äußeren natürlichen Lichtverhältnissen, die sich jedoch in jeder Jahres- und Tageszeit, bei unterschiedlichen Sonnenständen und bei einem sonnenklaren oder bedeckten Himmel ununterbrochen verändern. Um dieses Problem zu umgehen und ein einziges Rechenergebnis für die Beleuchtungsstärke eines Punktes in einem Raum zu erhalten, ging Higbie von einem konstanten und uniformen Tageslichtwert aus, der Himmelsrichtungen, Wolkenverhältnisse, direkte Sonneneinstrahlung oder auch Verschattungen durch umgebende Bauten ausschloss. Damit gelang es ihm, eine wissenschaftlich-ingenieurmäßige Methode für Tageslichtberechnungen in Räumen zu etablieren, die als Grundlage zur Einschätzung von Beleuchtungsstärken in Räumen dienen konnte. Allerdings konnte mit diesem Verfahren nicht begründet werden, warum Klassenräume nach Osten oder Zeichensäle nach Norden ausgerichtet sein sollten. Die im überarbeiteten Entwurf der Petersschule nach Norden gedrehten Oberlichter—im Wettbewerb zeigten sie nach Osten—konnten also kein Ergebnis der Berechnung sein.

Der Fokus auf Solarorientierung setzt sich auch auf den anderen Wettbewerbsblättern fort. Das Erdgeschossblatt (Abb. 4) analysiert auf der rechten Seite auf drei Grundrissen, neben kleineren Darstellungen der Sonneneinfallswinkel, wie tief die Sonne an den Tagen der Sommer- und Wintersonnenwende und der Tag- und Nachtgleiche in die Schlafräume scheint. Im oberen Winterdiagramm reicht die Sonne bis zur Rückwand des Raums, was auch für dessen natürliche Erwärmung förderlich ist. Im unteren Sommerdiagramm dagegen gelangt die direkte Sonneneinstrahlung nur bis etwa zur Mitte des Raums und zieht sich zügig zurück, heizt den Raum also nicht zu sehr auf. Herbst und Frühling nehmen eine Mittelstellung ein. In den Wettbewerbserläuterungen heißt es dazu: „Lage und Anordnung des Wohntraktes bestimmte die Absicht, ein Optimum der Besonnung aller 60 Wohnzimmer zu erreichen. […] Die Lage der Betten ist auf Grund des günstigen Sonnendiagramms errechnet. Die Fenstergröße (Dewee-Schiebefenster) und die ungewohnt niedrige Fensterbrüstung sollen den psychischen Eindruck des vierwöchigen Aufenthaltes ‘in der Natur’ beim zumeist wohl städtischen Kursusteilnehmer verstärken. Noch nie schlief er so hygienisch, lebte er so vom Tageslicht umflutet.“[17]

Die Diagramme waren offensichtlich so wichtig, dass sie bis zum realisierten und final dokumentierten Projekt mitgeführt wurden. Eine Veröffentlichung von 1931, also nach Fertigstellung der Schule, zeigt ähnliche Sonnenstandsdiagramme und Sonneneinfallswinkel für die Schlafräume (Abb. 5). Die Schlafräume haben sich aber leicht verändert: Die Fenster sind kleiner geworden, wodurch eine Nische an der Fassade entstand. Die Schränke, die im Wettbewerb in der Wandmitte angeordnet waren, passten nun in diese Nische. Die Zimmer scheinen etwas länger geworden zu sein, aber die Sonne schien im Dezember immer noch bis zur Rückwand, während sie im Juni etwa ein Drittel in den Raum reichte. Fotos zeigen zudem, dass, statt der Schiebefenster, Fenster mit mittiger Festverglasung, seitlichen Drehflügeln und einem oberen Kippflügel realisiert wurden.
 

Eine weitere Analyse findet sich auf dem Wettbewerbsblatt mit der Nummer 2, hier mit Darstellung der Sonneneinstrahlung in die nach Süd-West ausgerichteten Klassenzimmer. Interessant ist hier, dass für die Schulräume zunächst ein Sheddach mit nach Süd-West zeigenden Verglasungen vorgesehen war (Abb. 7). Die Analyse ist eigentlich nicht sehr vorteilhaft, denn sie offenbart, dass die Sonne im Frühling und Herbst ab 14 Uhr auf die Tafel schiene und also die Lehrkraft geblendet wäre. Ähnlich verhielte es sich im Winter um 14 Uhr und im Sommer gegen 17 Uhr. Der Erläuterungsbericht rechtfertigte diese Anordnung mit dem Argument, die Hauptunterrichtszeit sei am Vormittag.[18]

Allerdings scheint das Sheddach nicht wirklich überzeugend gewesen zu sein, denn bald nach dem Wettbewerb änderte es sich in ein Schmetterlingsdach. Außerdem drehten sich auch die Klassenräume um 90º, sodass Tafel und Lehrkraft nun an einer von direkter Sonnenstrahlung weitgehend geschützten (Süd-Ost-)Wand platziert waren (Abb. 7). Sonnen- und Tageslicht trat nun durch die nord-östlich und süd-westlich ausgerichteten Obergaden ein und reflektierte an der Deckenunterseite. Das Tageslicht wurde komplementiert mit elektrischen Strahlern, die das elektrische Licht nach oben zur Decke warfen und damit eine indirekte Beleuchtung schafften. Durch diese Veränderungen, so Meyer, verteilte sich „das Tageslicht und das Rampenlicht der Deckenstrahler indirekt und gleichmässig auf die Arbeitsflächen aller Tische.”[19]

Wittwer verließ das Bauhaus im April 1929 und Hilberseimer übernahm seine Stelle. Vor allem die geometrische Bestimmung der Sonnenstände blieb nach Wittwers Weggang ein Unterrichtsthema, dokumentiert durch überlieferte Studentenarbeiten. Blätter mit Berechnungen zu diffusem Tageslicht sind dagegen rar.[23]Inwieweit Wittwer noch involviert war, ist nicht bekannt.

Ein Übungsblatt des Bauhausstudenten Lothar Lang vom 20. Januar 1930 (Abb. 9) zeigt Zeichnungen, die den Analysen auf den Bernauer Wettbewerbsplänen ganz ähnlich sind. Auf Langs Blatt sieht man sowohl die geometrische Herleitung von Azimuten und Elevationen, als auch, auf der rechten Seite, die Gegenüberstellung zweier Räume, der eine mit einem Fenster nach Süden, der andere nach Osten, deren Sonneneinfall für verschiedene Jahreszeiten verglichen werden. Im Vergleich zu den Bernauer Zeichnungen gibt es nun neben jedem Grundriss auch die Darstellung einer Seitenwand. Hubert Hoffmanns Übungsblatt vom 20. August 1929 (Abb. 10) geht noch weiter, denn es zeigt den Grundriss und zwei Seitenwände für fünf verschiedene Ausrichtungen sowie Stundentabellen wann die Sonne in den Raum scheint und wie sich das zu den Tagesabläufen verschiedener Familienmitglieder verhält. Andere bekannte Übungsblätter aus dem Jahr 1930 sind zum Beispiel von Georg Rauh, Reinhold Rossig oder Philipp Tolziner und Tibor Weiner.[24] Man kann insgesamt also eine weitere Systematisierung der Sonnenanalysen und ihrer Darstellungen feststellen.