Sommerlicher Wärmeschutz: Begrenzung des Energieeintrages und Energiezwischenspeicherung

Die Begrenzung des Energieeintrages ist die wichtigste Maßnahme für den sommerlichen Wärmeschutz. Der Energieeintrag in den Raum kann zum einen durch die Verwendung wenig energieintensiver elektrischer Geräte (TFT-Bildschirme anstelle von Bildröhren, Leuchtstoffröhren anstelle von Glühfadenlampen) und zum anderen durch eine Verringerung des Energiedurchlassgrades der Fassade begrenzt werden. Neben dem Fensterflächenanteil wird der Energiedurchlassgrad der Fassade durch die energetischen Eigenschaften des Sonnenschutzes (Fc-Wert) und der Verglasung (g-Wert) bestimmt.

Die Eigenschaften des Gesamtsystems aus Sonnenschutz und Verglasung lassen sich jedoch nicht durch die einfache Multiplikation der Einzeleigenschaften ermitteln. Statt dessen muss die Effizienz des Gesamtsystems immer mit Berücksichtigung der Beeinflussung der Einzelkomponenten untereinander bestimmt werden. Z.B. führt ein Sonnenschutz mit definierten energetischen Eigenschaften (Reflexion, Absorption, Transmission) bei der Positionierung auf der Fensteraußenseite zu einer höheren Effizienz als bei einer raumseitigen Positionierung. Das ist dadurch begründet, dass die durch den außenliegenden Sonnenschutz absorbierte Energie mehrheitlich durch Konvektion abgeführt wird (nur ein geringer Anteil gelangt durch die Raumlüftung in den Raum), bei einer raumseitigen Anordnung jedoch vollständig für den Raum wirksam wird. Zusätzlich wird bei einem innenliegenden Sonnenschutz der reflektierte Energieanteil der Solarstrahlung wiederum durch das Fenster z.T. absorbiert bzw. reflektiert, sodass nicht der gesamte Reflexionsgrad des Sonnenschutzes wirksam werden kann. Wird bei einem innenliegenden Sonnenschutz anstelle eines Wärmeschutzglases ein Sonnenschutzglas verwendet, erhöht sich der von dem Glas auf den Sonnenschutz zurückreflektierte Anteil. Die Wirkung eines Sonnenschutzes hinter einem Sonnenschutzglas ist damit schlechter als die Wirkung hinter einem Wärmeschutzglas.

Da das sichtbare Licht ca. 50% der solaren Strahlungsenergie ausmacht, ist bei Gläsern mit geringem g-Wert auch immer mit einer Reduktion der Tageslichtdurchlässigkeit und mit einer entsprechenden Auswirkung auf die Kunstlichtnutzung zu rechnen. Der Quotient aus Tageslichttransmissionsgrad und g-Wert der Verglasung (ausgedrückt als Selektivität) ist jedoch insbesondere bei „neutralen“ Sonnenschutzgläsern mit speziell dafür entwickelten Beschichtungsarten sehr hoch. Der geringe g-Wert führt dabei dazu, dass die Erfordernis, den Sonnenschutz zu nutzen, erst bei sehr viel höherer Solarstrahlung auftritt als bei einer Wärmeschutzverglasung (langsamere Aufheizung des Raumes, Verringerung der direkten Bestrahlung der Nutzer). Da bei geschlossenem Sonnenschutz unabhängig von der Art der Verglasung häufig Kunstlicht zugeschaltet werden muss, kann durch die reduzierte Sonnenschutznutzung bei Verwendung eines Sonnenschutzglases die gesamte Kunstlichtnutzung sogar gesenkt werden.

Befindet sich die Wärmeenergie bereits im Raum, kann durch ihre Zwischenspeicherung in thermisch aktivierbaren Massen (z.B. freie Betondecken) verhindert werden, dass sie für die Raumluft in ihrer vollen Höhe wirksam wird. Da es sich bei diesem Vorgang tatsächlich um eine Zwischenspeicherung und nicht um ein Abführen der Energie handelt, gibt es Zeiträume, während derer die Entladung der Speicher notwendig wird. In Büroräumen, in denen die Nutzung nur tagsüber stattfindet, ist diese Entleerung der Speicher bei entsprechenden äußeren Temperaturverhältnissen durch eine Nachtlüftung grundsätzlich möglich. In Wohnräumen hingegen kann diese Maßnahme zu einer Verschlechterung der Behaglichkeitsbedingungen bei Nacht führen.

Große thermische Massen innerhalb des Gebäudes führen jedoch nicht nur zu einer Verringerung der Temperaturen während einer Warmperiode, sondern grundsätzlich zu einer Dämpfung der Temperaturschwankungen im Innenraum. Während des Abfalls der Außentemperaturen in Folge einer Warmperiode kann es daher im Vergleich mit einem „leichten“ Gebäude zu höheren Raumtemperaturen kommen. In diesen Fällen ist es möglich, dass trotz einer Außentemperatur von nur 20°C im Innenraum durch die Wärmeabgabe der thermischen Massen Temperaturen oberhalb von 26°C erreicht werden.

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