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6.2 Solar Architektur

F√ľr die thermodynamische Optimierung muss die Planung ein Geb√§ude an das nat√ľrliche Energiepotential anpassen um dieses effizient nutzbar zu machen. Dies kann √ľber aktive und passive Ma√ünahmen geschehen.

 

Aktive Ma√ünahmen sind grunds√§tzlich mit Apparateaufwand verbunden. Hierzu geh√∂ren Solarkollektoren, W√§rmepumpen, Energied√§cher, Photovoltaikanlagen und W√§rmer√ľckgewinnung:

 

1) Unter den Solarkollektoren kann man grunds√§tzlich zwischen zwei Typen unterscheiden, den konzentrierenden Kollektoren, welche mittels optischer Hilfsmittel wie Hohlspiegeln oder Linsen die einfallende direkte Sonnenstrahlung b√ľndeln und damit ein Tr√§germedium (Luft, Fl√ľssigkeit) auf sehr hohe Temperaturen erhitzen, und den Flachkollektoren, sogenannte W√§rmefallen, welche mittels des Treibhauseffekts sowohl die direkte Sonnenstrahlung als auch Teile der diffusen Himmelsstrahlung "einfangen" um damit ebenfalls ein Tr√§germedium zu erw√§rmen, allerdings auf kleinere Temperaturen als die konzentrierenden Kollektoren.

 

2) Wärmepumpen entziehen der Umgebung in einem linksgängigen Kreisprozess bei niedriger Temperatur Wärme und geben diese bei höherer Temperatur an den zu erwärmenden Raum wieder ab. Diese Umgebung kann sein: die Außenluft, der Boden, Grund-, Fluss- oder Seewasser.

 

3) Energiedächer stellen eine Kombination aus Wärmepumpe, die der Umgebungsluft sowie dem einfallenden Regen Wärme entzieht, und einem Flachkollektor, der die Globalstrahlung in Wärme umwandelt, dar.

 

4) Photovoltaikanlagen, d.h. ein Verbund aus vielen Solarzellen wandelt das einfallende Licht direkt in elektrische Energie um.

 

5) W√§rmer√ľckgewinnungsanlagen sind W√§rmetauscher, die Teile der Energie der Abluft, die dem Geb√§ude entzogen wird, an die zugef√ľhrte Frischluft √ľbertragen um diese damit aufzuheizen.

 

Um den Wirkungsgrad dieser Ma√ünahmen - au√üer der W√§rmer√ľckf√ľhrung - zu optimieren muss darauf geachtet werden, dass eine S√ľdorientierung sowie eine ideale Neigung zum Sonneneinfallswinkel gegeben sind. Au√üerdem muss im Vorfeld m√∂gliche Verschattung ausgeschlossen werden, da dadurch die Anlage leicht unrentabel werden kann.

 

Passive Ma√ünahmen sind grunds√§tzlich im Planungsabschnitt zu ber√ľcksichtigen. Hierzu geh√∂ren:

 

1) Geb√§udeanpassungen an die Beschaffenheit der Umgebung wie Orientierung des Geb√§udes und Dachfl√§chen sowie die Ber√ľcksichtigung von Neigungen (vgl. ¬ß 9 Abs.1 Nr.2 BauGB i.V.m. ¬ß 23 BauNVO). Die S√ľdorientierung der Gro√üfl√§chen ist auch hier der wichtigste Faktor.

 

2) Optimierung der Fl√§chenanteile von W√§nden zu Fenstern, d.h. das Verh√§ltnis Fensterfl√§che zu Wandfl√§che soll in S√ľdrichtung m√∂glichst gro√ü ("S√ľdfenster") und in Nordrichtung m√∂glichst gering sein.

 

3) Bei der Auswahl der verwendeten Werkstoffe ist darauf zu achten, dass diese gute Wärmetransporteigenschaften nach innen und gleichermaßen gute Isolationseigenschaften nach außen zeigen, und dass bei Wänden und Dächern eine gute Wärmespeicherkapazität gegeben ist.

 

Der Nutzen sowohl passiver als auch aktiver Maßnahmen folgt direkt aus der Wärmebilanz:

 

nat√ľrlicher W√§rmegewinn  +  zus√§tzlich zugef√ľhrte W√§rme  -  W√§rmeverluste = W√§rmebedarf

 




Niedrig-Energie-Haus mit Flachkollektoren und hohem Verglasungsanteil
Der W√§rmebedarf selbst h√§ngt von den meteorologischen Verh√§ltnissen, aber auch von den individuellen Bed√ľrfnissen und W√ľnschen des Benutzers ab. Um den W√§rmebedarf ressourcenschonend und kostensparend zu decken geht aus der W√§rmebilanz klar hervor, da√ü die nat√ľrlichen W√§rmegewinne zu erh√∂hen und die W√§rmeverluste zu minimieren sind. Werden diese Ziele konsequent verfolgt, so ist es m√∂glich teilweise oder ganz auf zus√§tzliche Beheizung zu verzichten ("Niedrig- und Null-Energie-H√§user").


 
 

© Landeshauptstadt Stuttgart, Amt für Umweltschutz, Abt. Stadtklimatologie