Sonnenhaus

SONNENHAUS

Ökologisch.
Umweltbewusst.
Unabhängig.

Sind Sie der Typ für ein Sonnenhaus?

  • für den Neubau geeignet
  • umweltbewusste und ökologische Bauweise
  • unabhängig mit Sonnenenergie haushalten

Ein Haus, beheizt nur mit der Energie der Sonne, geht das? Vollkommene Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen?
Ja, es gibt schon viele Häuser, die zu mehr als 50% mit Solar beheizt werden. Seit 1989 steht in der Schweiz ein Haus, welches nur mit der Energie der Sonne beheizt wird. Wie das funktioniert, erkären wir Ihnen gerne!

Das Heizkonzept im Sonnenhaus – der Jahres-Wärmebedarf für Raumheizung und Warmwasser wird im Sonnenhaus zu mehr als 50% mit einer thermischen Solaranlage gedeckt. Die Nachheizung des Pufferspeichers erfolgt ebenfalls regenerativ – zum Beispiel durch einen wohnraumbeheizten Holzofen mit Wassereinsatz. Ein Flächenheizsystem sorgt mit seiner – raumweise regelbaren – Strahlungswärme für hohen Wohnkomfort bei niedrigen Heizmitteltemperaturen.

So funktioniert die Sonnenheizung

Die Solaranlage kann Wärme liefern, wenn die Kollektortemperatur größer wird als im unteren (kältesten) Bereich des Pufferspeichers. Eine aus Frostschutzmitteln und Wasser bestehende Wärmeträgerflüssigkeit wird durch die jetzt einschaltende Pumpe im Solarkreis umgewälzt, erhitzt sich dabei im Kollektor um 10 bis 15 Grad und gibt diese Wärme über den unteren Wärmetauscher an das Wasser im Speicher ab. Wenn die Temperatur am Vorlauf höher wird als die im oberen Speicherdrittel, schaltet der zweite Wärmetauscher dazu. Nun wird der Wassertank auf ganzer Höhe bei guter Temperaturschichtung durchgeladen. Im Sommer kann Überwärme nachts durch die Kollektoren rückgekühlt werden.
Die Entladung über den Heizkreis wird durch einen speziellen Mischer so gesteuert, dass vorrangig der untere Speicherbereich ausgekühlt wird. Nur wenn hier die Temperatur nicht mehr ausreichend hoch ist, wird der Heißwasservorrat oben angezapft. Dort in der wärmsten Zone befindet sich auch der Boiler für das Brauchwasser. Durch ein langes Rohr wird das unten im Speicher einströmende Kaltwasser auf dem Weg zur Warmwasserglocke vorgewärmt.

Die Nachheizung durch den Ofeneinsatz oder Heizkessel erfolgt von oben nach unten. Es gilt das Wasser oben im Puffer möglichst schnell für den Gebrauch aufzuheizen. Erst dann lenkt der Vierwege-Mischer den Rücklauf in den unteren Speicherbereich um, so dass auf Vorrat weitergeheizt werden kann. Eine hohe wasserseitige Leistung und ein großer Brennstoff-Füllraum des Kessels begünstigen den Heizkomfort. Auch andere Speicherkonzepte, die eine gute Wärmeschichtung gewährleisten, eignen sich prinzipiell gut.

 

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 mit 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 Klimakompaktgerät 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. Freies Lüften über Fenster hat sich im Sonnenhaus grundsätzlich bewährt. Der Einbau einer Lüftungsanlage kann aus verschiedenen Gründen sinnvoll sein, ist aber aus energetischer Sicht nicht zwingend erforderlich. Der positive Effekt der Wärmerückgewinnung auf den Heizwärmebedarf wird durch den Stromverbrauch des Ventilators primärenergetisch kompensiert.

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