Passive Solarnutzung
Passive Solarnutzung - die Architektur macht's möglich
- Ressource:
solare Direkt- und Diffusstrahlung - Standorte:
weltweit - Einsatzgebiete:
Gebäudeheizung - Leistungsbereich:
1,5 bis 200 MWh/a; keine eigentliche Leistungsobergrenze - Kosten heute:
Die Einsparung von Heizkosten kompensiert in der Regel die Mehrinvestition.
Die passive Nutzung von Sonnenenergie ist dadurch gekennzeichnet, dass die solaren Gewinne ohne den Einsatz aktiver Technik – beispielsweise Pumpen – erzielt werden. Das Paradebeispiel hierfür sind unverschattete Südfenster, durch die besonders im Winter die Strahlen der tiefstehenden Sonne in das Haus eindringen können und es erwärmen: Das Gebäude selbst wird zu einer Art Sonnenkollektor. Zum Bereich der passiven Nutzung zählen aber auch sonstige lichtdurchlässige Teile der äußeren Gebäudehülle wie Wintergärten oder die transparente Wärmedämmung. Aufgabe des Architekten ist es, die Gebäude so zu konstruieren, dass die nutzbare solare Energie möglichst hoch ist, keine sommerliche Überhitzung eintritt und zusätzliche Verluste durch vergrößerte Fensterflächen in vertretbaren Grenzen gehalten werden. Passive Solarnutzung ist wie keine andere Technologie auf die ganzheitliche Betrachtung der Gebäudestruktur und Energieversorgung angewiesen.
Fenster als Wärmequelle ?
Tagsüber kann Solarstrahlung erheblich zur Beheizung eines Hauses beitragen. Je besser das Haus bereits wärmegedämmt ist, desto stärker sind die Auswirkungen. Während der Nachtstunden geht dagegen auch durch die besten Fenster mehr Wärme verloren als durch eine gut gedämmte Wand. Ob sich bei einer Vergrößerung der Fensterfläche insgesamt eine positive oder eine negative Energiebilanz ergibt, hängt sehr von der Qualität der Verglasung ab. Eine Vergrößerung der Südfensterfläche wirkt sich nicht immer günstig auf den Heizwärmebedarf aus. Insbesondere bei Passivhäusern können Verbesserungen nur mit erstklassigen Verglasungen erreicht werden.
Mehrkosten des Wärmeschutzes
Je geringer der Heizwärmebedarf eines Neubaus ist, desto niedriger ist die jährliche Heizkostenrechnung. Dem stehen Mehrkosten beim Neubau des Gebäudes gegenüber. Niedrigenergiehäuser können bereits zu geringen Mehrkosten realisiert werden. Für Passivhäuser muss bereits mit zusätzlichen Investitionskosten von 200 Euro je Quadratmeter Nutzfläche gerechnet werden. Dafür bieten sie einen zuverlässigen Schutz gegenüber zukünftigen Energiepreissprüngen und können – bei abgesenkter Raumtemperatur – selbst im Winter notfalls ganz ohne Heizung auskommen. Durch eine noch weitergehende Wärmedämmung in Verbindung mit einer Solaranlage und einem sehr großen Speicher im Inneren des Hauses kann erreicht werden, dass dem Gebäude überhaupt kein Brennstoff oder Heizstrom von außen mehr zugeführt werden muss. Dies ist aber noch sehr teuer.
Verbesserungen im Altbaubestand sind für eine nachhaltige Entwicklung noch wichtiger als der Neubau. Im Rahmen ohnehin fälliger Sanierungsarbeiten ergeben sich sehr geringe Mehrkosten für einen zusätzlichen Wärmeschutz, die sich nach kurzer Zeit amortisieren. Bei Renovierungen sollte daher unbedingt auch an die Wärmedämmung gedacht werden, da sich eine ähnlich günstige Gelegenheit erst beim nächsten Renovierungszyklus nach ca. 30 Jahren ergeben wird.
Transparente Wärmedämmung
Allgemein sind Wintergärten sehr beliebt. In den Übergangsmonaten bieten sie einen zusätzlichen unbeheizten, lichtdurchfluteten, naturnahen und dennoch geschützten Aufenthaltsraum. Im Winter kann auch Heizwärme eingespart werden. Dieser Effekt ist jedoch gering und kann leicht in sein Gegenteil verkehrt werden – etwa indem im Winter die Tür zum beheizten Wohnraum gelegentlich offen gelassen wird.
Transparente Wärmedämmung (TWD) - auch: Transluzente Wärmedämmung - kann an den Fassaden von Alt- oder Neubauten angebracht werden. Sie besteht aus einer lichtdurchlässigen, aber gut wärmedämmenden Schicht, beispielsweise aus feinen Glas- oder Kunststoffröhrchen. Das einfallende Licht durchquert die transparente Dämmschicht und wird auf der tragenden Wand absorbiert. Dabei erwärmt sich die Wand. Da sich diese Wärme bereits hinter der Dämmschicht des Hauses befindet, kann sie nicht mehr nach außen entweichen und heizt so – mit zeitlicher Verzögerung – auch den dahinter liegenden Wohnraum auf. Im Sommer kann als Schutz gegen Überhitzung ein Verschattungssystem notwendig werden.
Der Nutzen einer transparenten Wärmedämmung hängt von der Himmelsrichtung der TWD-Wand, von der Qualität und Ausrichtung der übrigen transparenten Bauteile (Fenster) sowie dem Aufbau der Wand hinter der TWD ab. Dementsprechend wichtig ist eine sorgfältige Planung.
Die neue Energieeinsparverordnung
siehe: Energieeinsparverordnung
Quellen
Sonnenenergie:
Photovoltaik |
Solarthermische Kraftwerke |
Sonnenkollektor |
Passive Solarnutzung
Windenergie •
Wasserkraft •
Erdwärme:
Geothermie |
Wärmepumpen (Umgebungswärme)
Nachwachsende Rohstoffe:
Biomasse |
Energiepflanzen |
Bioenergie |
Biokraftstoffe:
Pflanzenöl |
Biodiesel |
Bioethanol |
Biomass-to-Liquid |
Biogas
Erneuerbare-Energien-Gesetz