Sonnenschutz für resiliente Gebäude
Aus der Forschungsabteilung von Warema
Foto: Warema
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Foto: RTG/Daten: DWD/Warema
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Die Prognosen sind bekannt: Die Erderwärmung nimmt zu und in Folge dessen spielt der sommerliche Wärmeschutz eine immer größere Rolle. Den Energieeintrag in das Gebäude effizient zu verringern, rückt zunehmend in den Vordergrund der Planung von Neubau und Sanierung.
Über eine Automation des Sonnenschutzes reagiert die Fassade schnell auf die äußeren Bedingungen und wird klimaaktiv. Solch eine „klimaaktive Fassade“ hält im Sommer einen Großteil der Sonnenenergie ab. Der geringere Energiedurchlassgrad vermeidet eine Überhitzung der Innenräume – und damit oft auch eine energieintensive technische Kühlung. Hochgefahrene Beschattungssysteme im Winter hingegen ermöglichen gezielt den Eintrag der Strahlungsenergie und unterstützen so die Heizung. In den Winternächten können durch das Schließen des Sonnenschutzes die Energieverluste durch das Fenster um bis zu 37% verringert werden (zusätzlicher thermischer Widerstand eines Rollladens in Kombination mit einem Bestandsfenster (Uw=2,7W/(m²K)). Auch der Tageslichteintrag lässt sich insbesondere bei jalousierbaren Produkten durch eine Automation optimieren, was zu einem geringeren Kunstlichtbedarf führt.
Systemgedanke
Für Warema steht bei der Optimierung der Gebäudehülle der Systemgedanke im Vordergrund. Die für den Energiedurchlass maßgeblichen Bauteile Verglasung und Sonnenschutz werden in einem energetischen Gesamtwert erfasst: dem totalen Gesamtenergiedurchlassgrad (gtot). Die Abstimmung beider Komponenten untereinander ermöglicht ein effizientes Reduzieren der Wärmeeinstrahlung. Besonders für den Sonnenschutz gilt: Nur eine intelligente Steuerung nutzt dessen technische Möglichkeiten im Sinne einer klimaaktiven Fassade optimal aus.
Man sollte dem „Autopiloten“ übergeben
Der gtot-Wert setzt sich zusammen aus der transmittierten Strahlung und dem sekundären Wärmeeintrag der zwischen Sonnenschutz und Fenster gefangenen absorbierten Strahlung. Entscheidende Faktoren beim Sonnenschutz sind die Reflektion der langwelligen wärmeintensiven Strahlung sowie ein möglichst geringer Transmissionsgrad in Kombination mit einer exakten Steuerung des benötigten Tageslichts. Die gute Nachricht ist: Bei der Steuerung kann sich der Nutzer entspannt zurücklehnen. Eine Automation erledigt das Steuern deutlich besser und vor allen Dingen proaktiv. Standardbausteine hierfür sind eine Wetterstation sowie eine Steuereinheit mit einem intelligenten Regelalgorithmus, der unter anderem den jahreszeitabhängigen Sonnenstand berücksichtigt, Lamellen bei Bedarf nachführt sowie die Behangpositionen wetterabhängig regelt.
Eine Studie zeigt das Potential des Sonnenschutzes
Über die RTG (Repräsentanz Transparente Gebäudehülle) wurden mehrere Studien an das Ingenieurbüro Prof. Dr. Hauser (IBH) zur Wirksamkeit des Sonnenschutzes in Auftrag gegeben. In der aktuellen Studie IBH 4 zeigen Berechnungen zu einem exemplarisch vordefinierten Testraum mit zirka 45 m² Grundfläche und einer nach Süden orientierten Fensterfläche von zirka 36% der Grundfläche des Raumes den großen Hebel eines außenliegenden Sonnenschutzes sowie einer intelligenten Steuerung: Bei herkömmlicher Bedienung des außenliegenden Sonnenschutzes lässt sich die Anzahl der Stunden mit Innenraumtemperaturen von über 26°C von 2.781 Stunden (ohne Sonnenschutz) bereits auf 512 Stunden reduzieren. Bei einer frühzeitigen Aktivierung über eine Automation, wie bei einer klimaaktiven Fassade, kann die Anzahl der Stunden noch weiter, nämlich auf 212 Stunden, verringert werden. Dies entspricht einem Wert von knapp unter 10 Prozent – im Vergleich mit der Situation ohne Sonnenschutz. Bei zusätzlicher Nachtkühlung durch Lüften lassen sich die Stunden mit Innenraumtemperaturen von über 26°C sogar auf nur noch 39 Stunden reduzieren, also ein Wert von unter 2 Prozent.
Den energetisch besten Wert erreicht logischerweise immer der geschlossene Behang. Dahinter liegende Räume sind jedoch dann mangels ausreichendem Tageslichteinfall ohne Kunstlicht nur sehr eingeschränkt nutzbar. Jedoch: Nicht genutzte Räume sind nicht unbedingt der Sonderfall, sondern häufig der Standard. Diese Zeiten über Präsenzmelder, Erfassung von Sonn- und Feiertagen, Arbeits- sowie Urlaubzeiten exakt zu erfassen und in die Steuerung der klimaaktiven Fassade einfließen zu lassen ist ein weiteres, häufig nicht genutztes energetisches Einsparpotential.
Raffstoren verbinden Wärmeschutz und Tageslichteintrag
Die Abstimmung zwischen Tageslichtanteil und Grad der Beschattung ist einer der zentralen Faktoren für einen effektiven sommerlichen Wärmeschutz. Den höchsten Nutzen und die größte Flexibilität bietet hier der Raffstore, auch Außenjalousie genannt. Eine perfekte Nachführung des Lamellenwinkels entsprechend dem aktuellem Sonnenhöhenwinkel ermöglicht, dass keine direkte Sonnenstrahlung in den Raum gelangt – bei gleichzeitig maximalem, diffusen Tageslichteintrag. Durch das Verhindern einer direkten Sonneneinstrahlung findet kein starker Energieeintrag statt, der regulierte diffuse Tageslichteinfall ermöglicht zusätzlich energetische Einsparungen beim Kunstlicht.
Welche Erkenntnis ziehen wir daraus?
Allein die Tatsache, dass bereits zirka 40 Prozent der eintreffenden Wärmestrahlung durch einen Lamellenbehang reflektiert werden können, ist eine gute Nachricht. Bei der Planung müssen wir uns allerdings von dem Gedanken „one fits all“ verabschieden. Jedes Gebäude muss individuell betrachtet werden. Dies gilt für Sanierung und Neubau gleichermaßen, weshalb Warema bei diesem komplexen Thema Architekten und Fachplaner aktiv unterstützt. Die Zukunft eines effizienten Wärmeschutzes liegt in der intelligenten Nutzung und dem perfekten Zusammenspiel aller haustechnischen Systeme. Sonnenschutzsysteme in Verbindung mit smarten Steuerungslösungen sind deshalb mehr als eine Empfehlung. Diese Möglichkeiten zur Optimierung der Gebäudehülle sollten proaktiv genutzt werden.
