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Klimagerechte Wohnhäuser

 

Solare Orientierung


Durch eine solare Orientierung des Wohnhauses wird die Sonne als Energieträger für den Gebäudewärmebedarf genutzt. Die Wärme der Sonnenstrahlen wird durch die Außenhülle eines Wohngebäudes ins Innere transportiert oder die Sonnenenergie mit solartechnischen Anlagen als Strom oder Wärme genutzt.

 

Die Orientierung der Längsfassade eines Gebäudes nach Süden trägt dazu bei, seinen Energiebedarf zu verringern. Die passive Einstrahlung von Sonnenlicht durch die Fenster kann den Energiebedarf für die elektrische Beleuchtung reduzieren und durch die Sonnenwärme den Heizenergiebedarf reduzieren. Mit der Aufnahme von Sonnenstrahlen über Solaranlagen werden aktiv solare Gewinne erzielt. Mit einer optimalen Ausrichtung zur Sonne kann ein hoher Wirkungsgrad der Anlagen kann erreicht werden.

 

Durch Fenster gelangen Sonnenlicht und -wärme ins Gebäudeinnere. Die Wärme kann aber auch der Gebäudetechnik zugeführt werden und dadurch die Heizungsanlage oder Warmwasseraufbereitung unterstützten. Die Sonnenenergie kann darüber hinaus durch Photovoltaikanlagen in Strom umgewandelt werden.

Solarer Wärmegewinn

Solare Wärme wird hauptsächlich durch transparente Bauteile (z.B. Fenster) gewonnen. Durch nicht transparente Bauteile (z.B. Außenwände, Dach) ist der solare Wärmegewinn geringer. Mit einer Südorientierung der Längsfassade wird der Wärmegewinn gesteigert.

 

Durch die Wärme der Sonne wird Wärme durch geschlossene Bauteile hindurch ins Gebäudeinnere transportiert, denn die Temperaturen im Gebäudeinneren und außerhalb des Gebäudes gleichen sich durch die Gebäudehülle hindurch aus. Wird umgekehrt Wärme aus dem Gebäudeinneren nach außen transportiert, liegt ein Transmissionswärmeverlust vor.

 

Glas ist ein guter Wärmeleiter und für solare Wärmegewinne prädestiniert, deswegen kann es bei großen Fensterflächen auch zu einer Überhitzung des Gebäudeinneren im Sommer kommen. Durch einen außen liegenden Sonnenschutz (z.B. Fensterläden, Rollos, Auskragungen der Fassade) oder die Verwendung von Sonnenschutzgläsern (g-Wert 0,35) kann eine Überhitzung vermieden werden. Der Energiedurchlassungsgrat (g-Wert) gibt an, wie viel Energie durch transparente Bauteile durchgelassen wird. Fenster mit einem hohen g-Wert, lassen mehr Energie (Licht und Wärme) hindurch als Fenster mit einem geringen g-Wert. Sie schützen nicht nur vor Überhitzung, sondern führen auch zu einer Reduzierung des solaren Wärmegewinns.

 

Solare Wärmegewinne liefern in Verbindung mit einem Lüftungssystem (Wärmerückgewinnungsanlagen) ihren Beitrag zur passiven Wärmegewinnung, wenn siegezielt konzeptionelle in das Beheizen eines Gebäudes einbezogen werden. Die passiven Wärmegewinne setzen sich aus solaren und internen Wärmegewinnen zusammen. Interne Wärmegewinne stammen von Wärmeabgaben durch Personen und elektrischen Geräten (Beleuchtung, Fernsehgerät etc.) und die Nutzung des Luftaustauschs (Wärmerückgewinnung). Ein Konzept zur passiven Wärmegewinnung reduziert den Gesamtenergiebedarfs des Gebäudes.

Solaranlagen

Solaranlagen erzielen besonders hohe Gewinne, wenn sie nach Süden ausgerichtet sind und einen regional zu bestimmenden optimalen Neigungswinkel zur Sonne haben. Sie dienen der Stromerzeugung (Photovoltaik) oder der Wärmegewinnung (Solarthermie). Die Energie kann im Gebäude verwendet oder ins Netz eingespeist werden. Abweichungen bis 45° in südöstliche oder südwestliche Richtung sind bei Solaranlagen möglich. Ist die Abweichung größer, sinkt die wirtschaftliche Rentabilität. Auch durch Schatten, der von benachbarten Gebäuden, Vegetation u.ä. stammt, wird der Wirkungsrad beeinträchtigt. Zu berücksichtigen ist, dass der unterschiedlichen Einfallswinkel der Sonnenstrahlen auf die Solaranlagen im Jahresverlauf und damit auch der Schattenwurf variieren. Den höchsten Wirkungsgrad erzielen Solaranlagen in unseren Breitengraden bei einer Neigung von 30-50°. An Südfassaden können Photovoltaikanlagen – wenn auch mit leichter Reduzierung des Wirkungsgrades – sogar senkrecht angebracht werden.

 

Photovoltaikanlagen dienen der Stromerzeugung. Der Strom kann entweder direkt im Gebäude genutzt werden oder ins Netz eingespeist werden. Hierzu verpflichtet das EEG den Netzanbieter. Außerdem gewährleistet das EEG feste Vergütungssätze (u.a. in Abhängigkeit von der Anlagengröße) sowie einen 20jährigen garantierten Vergütungszeitraum.

 

Solarthermieanlagen dienen der Warmwasseraufbereitung oder Unterstützung der Heizungsanlage. Wärme aus Solarenergie kann die Anforderung des EEG erfüllen, bei Neubauten erneuerbare Energien in der Wärmeversorgung zu nutzen.

 

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