Sommerliche Überhitzung Sommertauglich

Energiesparen beim Kühlen
Um die Energieeffizienz von Gebäuden zu steigern,
wurden in den vergangenen Jahrzehnten intensiv Möglichkeiten zur Verringerung von Heizwärmeverlusten bei
Gebäuden diskutiert. Gleichzeitig kommen verstärkt
energieeffiziente Wärmeerzeuger und Ökoenergieträger
zum Einsatz. Der stark steigende Energiebedarf aktiver
sommerlicher Kühlung von Gebäuden findet dagegen
deutlich weniger Beachtung. Und das, obwohl dieser
Bedarf gerade im modernen Verwaltungs- und Dienstleistungsbereich in vielen Fällen dem Aufwand für Heizung
gleichkommt oder diesen sogar noch übertrifft.
Der Mensch ist der „Indikator“ für den nachhaltigen
„Effizienzerfolg“ eines Gebäudes.
Die Gebäudetechnik hat dienende Funktion.
Die Gestaltung des Innenklimas wird zu einer bedeutenden integralen Aufgabe. Diese bezieht sich auf
Orientierung, Gebäudegestalt und -form, Grundrissgestaltung, Materialien und Konstruktion.
Tageslichtversorgung und Temperierung sind wesentliche Elemente der Planung.
Passive, selbstregulierende Konzepte stehen im Mittelpunkt des Architekturkonzeptes, aktive technische
Komponenten werden so weit wie möglich reduziert.
Nur menschengemäße Gebäude sind langfristig auch
energieeffizient.
Verminderung des Wärmeeintrags
Wie beim Heizenergiesparen gilt auch hier: Vermeiden
geht vor Reparieren. Der sommerliche Wärmeeintrag
eines Gebäudes wird bestimmt von:
Besonnungszeit/Dauer des solaren Eintrags
Einstrahlungswinkel
Verhältnis: Größe verglaste Fläche/Größe nichttransparente Fläche (Tatsächlich sind die Wärmeerträge
über die nichttransparenten Flächen im Vergleich zu
den transparenten Flächen für den Sommerfall eher zu
vernachlässigen, beim Wärmeabfluss im Winter spielen
sie allerdings eine wesentliche Rolle.)
Glasqualitäten: Transmissionsgrad, Energiedurchlassgrad und U-Wert
Wärmedurchgang und Wärmekapazität nichttransparenter Flächen
Möglichkeiten der Verschattung durch Sonnenschutz,
auskragende Bauteile, Bepflanzung etc.
Interne Wärmequellen (Personen, Beleuchtung, Geräte)
Außenlufteintrag (Lüftung, Luftwechsel)
Tel. 0732/7720-14380
www.energiesparverband.at
Hierzu ist es unabdingbar, dem sommerlichen Wärmeschutz schon in der Planungsphase große Bedeutung
beizumessen. Die entscheidende Erkenntnis dazu lautet
folgendermaßen:
Sommerliche Überhitzung (1)
Sommertauglich
entwerfen und bauen
35
Sommerliche Überhitzung
Strahlungsbilanz am Fenster
13 %
6%
27 %
46 %
17 %
)
14 %
27 %
13 %
54 %
16 %
5%
48 %
)
14 %
86 %
mit innenliegender Jalousie
mit außenliegender Jalousie
aus „Handbuch der passiven Kühlung“
Glasarchitektur
Sonnenschutz
Nach wie vor sind Ganzglas-Gebäude ein häufig gewähltes Architektur-Konzept. Sie stehen für Transparenz,
Offenheit, Kommunikation und Innovation. Nicht zuletzt
deshalb werden viele dieser Gebäude realisiert, obwohl
sie zwangsläufig Innenklimaprobleme erzeugen, die nur
mit erheblichem technischem Aufwand gemeistert werden
können.
Bei Gebäuden ohne technische Klimatisierung ist auf den
besonnten Fassaden ein Sonnenschutz unverzichtbar. Beschichtungen von Gläsern gewährleisten bis dato keinen
ausreichenden Schutz vor Überhitzung. Ein wirksamer
Sonnenschutz in Kombination mit natürlicher Lüftung
ermöglicht unter hiesigen klimatischen Bedingungen den
Verzicht auf technische Klimatisierung.
Der Verglasungsanteil orientiert sich bei einer an Nutzung, Wohlbefinden und Energieeffizienz ausgerichteten
Planung an der erforderlichen Belichtung und der Möglichkeit eines ausreichenden visuellen Außenbezugs. Das
bedeutet einen transparenten Anteil von max. 50 Prozent
der Fassadenfläche.
Zu unterscheiden ist zwischen
Grundsätzlich gilt, dass Ganzglasfassaden ohne technische Klimatisierung nur mit großem technischem und
finanziellem Aufwand zu beherrschen sind und an Südund Westseiten häufig keinen ausreichenden Schutz vor
sommerlicher Überhitzung gewährleisten können. Bei
Bürogebäuden tragen Verglasungen unterhalb der Arbeitsfläche weder zur Belichtung noch zum Ausblick bei,
erhöhen aber den Wärmeeintrag bei solarer Einstrahlung.
Grundsätzlich lassen sich Lochfassaden thermisch besser
regulieren und optimieren.
passivem, feststehendem Sonnenschutz und
aktivem, beweglichem Sonnenschutz.
Abschattungsvorrichtung
Keine Abschattungsvorrichtung
1,00
Außenjalousie, Fensterläden mit Jalousiefüllung
(beweglich, unterlüftet, Belichtung ohne künstliche Beleuchtung möglich)
0,27
Zwischenjalousie
0,53
Innenjalousie (je nach Farbe und Material)
0,75
Beschattungswirksame Vordächer, Balkone und
horizontale Lamellenblende
0,32
Markisen (seitlicher Lichteinfall möglich)
0,43
Rolläden, Fensterläden mit voller Füllung
0,32
Helle Innenvorhänge, Reflektionsvorhänge und
Innenmarkisen
0,75
Außenbepflanzung
0,50–1,00
Richtwerte für Abschattungsfaktoren gem. ÖNORM
36
Faktor
25
Personen
Beleuchtung
Sonstiges
Arbeitshilfen
Leistung (W/m2)
20
Sommerliche Überhitzung (2)
Typischer Tagesgang der internen Lasten eines Verwaltungsgebäudes
15
10
5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12 13
Tageszeit
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Interne Wärmequellen
Speichermasse
Interne Wärmequellen spielen bei Verwaltungsgebäuden
eine entscheidende Rolle. Belegungsdichte, Beleuchtung
sowie der Einsatz von Geräten tragen wesentlich zu einer
Aufheizung bei. Computer mit LCD/TFT-Bildschirmen
verringern die Wärmeabgabe um bis zu 50 Prozent.
Zeitgleich mit wärmetechnischen Verbesserungen sind
die Gerätedichte und die Nutzungsdauer elektronischer
Geräte gestiegen, so dass auch längerfristig mit entsprechendem Strombedarf und Wärmeabgabe zu rechnen ist.
Elektrische Beleuchtung als Wärmequelle lässt sich durch
Tageslichtnutzung wesentlich reduzieren. Zur Beleuchtungsergänzung ist der Einsatz tageslichtabhängiger
Steuerungssysteme für Kunstlicht sinnvoll.
Das stabilisierende Element der Innenraumtemperatur ist
die Speichermasse des Gebäudes. Je träger das Temperaturverhalten, desto langsamer die Wärmeaufnahme und
desto wirkungsvoller die Kühlespeicherung. In der Regel
ist durch ausreichenden Einsatz massiver Bauteile (Betondecken, gemauerte Innenwände) ausreichend Speichermasse gegeben, wenn diese nicht durch Verkleidungen
(z. B. abgehängte Decken etc.) von der umströmenden
kühlen Nachtluft abgeschirmt wird.
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Sommerliche Überhitzung
Kühlung
Bei längeren Sonnenperioden im Sommer müssen manche Gebäude gekühlt werden. Dies kann durch passive,
hybride oder aktive Kühlung geschehen.
von Querlüftungen kann das Ergebnis leicht optimiert
werden. Mit einem mechanischen Lüftungssystem können
Kühllasten nachts gezielter und gesteuert abgeführt werden, wobei der Hilfsenergieaufwand für den notwendigen
Luftwechsel zu berücksichtigen ist.
Als passive Kühlung bezeichnet man Systeme, die ohne
mechanische Antriebe arbeiten. Dazu gehören bauliche
Vorkehrungen zum sommerlichen Wärmeschutz, Beschattung und Belüftung bzw. Gestaltung des Mikroklimas.
Auch ausreichende Speichermasse unterstützt die Kühlespeicherung. Neue Materialen wie PCMs (Phase Change
Materials) können zur passiven Solarenergienutzung und
Kühlung bereits erfolgreich eingesetzt werden.
Hybride Systeme gründen auf einfachen haustechnischen
Komponenten und nutzen natürliche Kältequellen wie z. B.
Erdreich, kühle Nachtluft, Grundwasser in Verbindung mit
Speichermedien wie z. B. Betondecken.
Passive und hybride Systeme werden als Passivsysteme
bezeichnet.
Daneben kann eine fachgerechte Auswahl und Betreuung
von Pflanzen im Gebäudeinneren das Raumtemperaturempfinden signifikant beeinflussen. Pflanzen regulieren
den Feuchtigkeitshaushalt der Räume und weisen auch
eine signifikante Kühlleistung durch Transpiration auf.
Aktive Systeme wie z. B. Kältemaschinen müssen dann
eingesetzt werden, wenn aus Planungsdefiziten oder
speziellen Nutzungsansprüchen besondere Wärmelasten
entstehen, die mit Passivsystemen nicht steuerbar sind.
Alles Wichtige auf einen Blick
Nachtkühlung
Schritte zum sommertauglichen Gebäude – es
gilt: „Vermeiden geht vor Reparieren“
Die einfachste Form passiver Kühlung ist die Nachtkühlung. Diese wirkt, wenn die Nachttemperatur für mindestens fünf Stunden unter 21°C liegt. Dies ist in unseren
Klimazonen nahezu immer gegeben.
Die manuelle Fensterlüftung verlangt allerdings ein entsprechendes Verhalten der NutzerInnen. Durch Einsatz
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Pflanzen für ein gutes Raumklima
1. Regulierung des Licht- und Wärmeeintrages in der
Planungsphase
2. Ausreichende Speichermasse als stabilisierendes
Element
3. Klimaorientierte Grundrissgestaltung
4. Einsatz von Kühlsystemen
5. Pflanzen zur Regulierung des Feuchtigkeitshaushaltes
der Räume