Baukonzept eines Sonnenhauses und die richtige Orientierung zur Sonne
Etwa ein Drittel der Primärenergieträger (Erdöl, Erdgas, Kohle) wandeln wir in Wärme um, davon wird der größte Teil für Raumheizung und Warmwasser verwendet. Der Klimawandel und die Importabhängigkeit von fossilen Energieträgern, deren Vorräte in wenigen Jahrzehnten zur Neige gehen, zwingen zu schnellem Handeln. Weitgehend solar beheizte Wohnhäuser zeigen bereits heute, wie wir diese Herausforderung ohne Verlust an Lebensqualität meistern können.
Es gilt aber nicht nur im Bauen neue Standards zu setzen, sondern auch die Energieverbräuche im Gebäudebestand drastisch zu reduzieren. Durch sinnvolle Sanierungsmaßnahmen und eine große thermische Solaranlage läßt sich der Wärmeverbrauch auf ein Drittel bis ein Viertel senken. Nur unter diesen Voraussetzungen reichen in Zukunft die Ressourcen nachwachsender Rohstoffe (wie Holz) aus um den Restenergiebedarf zu decken.
Sonnenhaus-Kriterien:
Dämmstandard (Transmissionswärmeverlust):
Neubau: HT' max. 0,28 W/m²K (entspricht Grenzwert EnEV 2009 minus 30%)
Gebäudebestand: HT' max. 040 W/m²K (entspricht EnEV-Neubaustandard)
Primärenergiebedarf max. 15 kWh/m²a
Solarer Deckungsgrad mindestens 50%
Nachheizung möglichst regenerativ (Holz)
Ein steil nach Süden geneigtes Solardach und ein großer, im Wohnbereich integrierter Wassertank sind die prägenden Merkmale der Sonnenhaus-Architektur und Symbole für eine weitgehend unabhängige Energieversorgung.
Der Jahres-Primärenergiebedarf von 5 bis 15 kWh pro m² Gebäudenutzfläche unterschreitet den eines Passivhauses mit Klimakompakt-gerät etwa um das Drei- bis Vierfache.
Der Primärenergiebedarf eines Systems umfasst zusätzlich zum eigentlichen Energiebedarf auch Hilfsenergien (wie elektrischen Strom für Pumpen) und die Energiemenge, die durch vorgelagerte Prozessketten außerhalb der Systemgrenze bei der Gewinnung, Umwandlung und Verteilung des Energieträgers benötigt wird.
Beim Sonnenhaus-Heizkonzept ist der fossile Energieeinsatz sehr gering, da die Wärme zu 100% regenerativ erzeugt wird. Zudem kommen Hocheffizienzpumpen zum Einsatz, so daß nur ein jährlicher Stromverbrauch von 200 bis 300 Kilowattstunden für Hilfsenergien anfällt.
Passive Sonnenenergienutzung:
Transparente Bauteile (Fenster, ggf. auch Wintergärten) versorgen das Gebäudeinnere mit Licht und Wärme. Sie stellen jedoch auch Wärmeverlustquellen dar, nämlich dann wenn die Sonne nicht scheint. Selbst der U-Wert von einem Dreifach-Wärmeschutzglas ist etwa viermal so hoch wie der einer gut gedämmten Außenwand. Neben der thermischen Qualität von Verglasung und Rahmen (viel Energiedurchlaß bei möglichst geringem Wärmeverlust) kommt es auch auf eine adäquate Dimensionierung des Fensteranteils an der Fassade an, abhängig von der Himmelsrichtung und von der Speicherfähigkeit des Gebäudes. Um eine Überhitzung der Räume zu vermeiden, muß ein entsprechender Sonnenschutz durch Dachüberstände oder außenliegende Rollos vorgesehen werden.
Scheint die Sonne, kommt ein Sonnenhaus auch an kalten Tagen häufig ohne aktive Heizung aus. Die passive Sonnenenergienutzung konkurriert jedoch nicht mit der aktiven, weil die durch die Kollektoren geerntete Solarstrahlung im Pufferspeicher über mehrere Tage oder sogar Wochen zwischengespeichert werden kann.
Orientierung zur Sonne
Ein Sonnenhaus "lebt" von und mit der Sonne
Daher ist eine Architektur und Gebäudeorientierung, die zu allen Jahreszeiten dem Sonnenstand gerecht wird, eine wichtige Grundvoraussetzung.
Orientierung zur Sonne
Idealerweise wird die Kollektorfläche nach Süden mit einer Neigung von 45 bis 75° ausgerichtet, um die direkte Sonnenstrahlung im Winter optimal nutzen zu können.
Die Südaweichung sollte möglichst nicht mehr als 30° betragen