Passive Mechanismen in der Solarenergie - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 125

4.1 Passive Transportvorgänge und Anwendung in der Solarthermie

Der Begriff der passiven thermischen Nutzung der Sonnenenergie bezieht sich in diesem
Abschnitt ausschließlich auf Gebäude, wobei lediglich bauliche Mittel zur Solarenergie-
nutzung betrachtet werden. Aktive Systeme wie beispielsweise Pumpen, Nachführeinrich-
tungen werden hier explizit ausgeschlossen.
Infolge des geringen apparativen Aufwandes findet die passive Solarthermie zumeist
im privaten Bereich vorrangig im Rahmen der Gebäudeheizung und -klimatisierung eine
große Verbreitung. In Verbindung mit einer guten Wärmedämmung lässt sich der Bedarf
an zusätzlicher Heizenergie, die über fossile Energieträger oder Fernwärmenetze bereit-
gestellt werden muss, signifikant reduzieren. Mit Hilfe einer durchdachten passiven Nut-
zung der Sonnenenergie kann man es auch in Mitteleuropa erreichen, dass eine aktive
Heizungsanlage nicht mehr erforderlich ist. Eine seit Jahrhunderten bekannte Form der
Nutzung passiver Solarthermie stellen das Frühbeet, das klassische Gewächshaus oder der
Wintergarten dar.
Mit Hilfe gezielter architektonischer Gestaltungsmaßnahmen in Verbindung mit einer
selektiven Werkstoffauswahl und unter Beachtung der Sonneneinstrahlung (Geometrie)
lässt sich eine deutlich gesteigerte Energieeffizienz erzielen. Dieses als Solararchitektur be-
zeichnete Feld zielt im Wesentlichen darauf ab, die Gebäude sind im Sommer angenehm
kühl zu halten, während im Winter eine wohlige Wärme bereitgestellt werden soll. Hierbei
erfolgt die Bausequenz bei der Erstellung eines Passivhauses in zwei Sequenzen, siehe (Ki-
raly 1987 ) oder (Karweger 2008 ).

• Zunächst wird das Gebäude so entworfen, dass solare Wärmegewinne optimiert wer-
den. Dazu wird das Gebäude zur Sonne hin orientiert, auf der Südseite werden ausrei-
chend große Glasflächen geplant, optimaler Weise sollte eine Verschattung mit Steue-
rung vorgesehen werden.
• Der zweite Schritt sind Maßnahmen zur Vermeidung von Wärmeverlusten. Dazu ge-
hören eine kompakte Bauform in Form eines angepassten Oberflächen- zu Volumen-
verhältnisses, eine entsprechende Dachneigung und eine lückenlose Wärmedämmung
mit einer dichten Gebäudehülle, die zur Vermeidung von Wärmebrücken und damit
Wärmeverlusten dient.
• Ergänzt werden diese Maßnahmen durch den Einsatz einer individuellen den Ver-
brauchsmaßstäben angepassten Haustechnik sowie durch die Auswahl geeignet dimen-
sionierter Wärmeübertrager und einer kontrollierten Wohnungslüftung.

Zusammengefasst beruht das Prinzip der passiven Solarenergienutzung auf einem ge-
zielten Sammeln der einfallenden Sonnenenergie durch entsprechend orientierte Fenster
oder „transparente Wärmedämmungen“, verbunden mit einem temporären Wärmeschutz
unter Ausnutzung der Gebäudemassen als Wärmespeicher. Sieht man von Abschattungs-
einrichtungen als Überhitzungsschutz im Sommer ab, ist Hilfsenergie zum Betrieb solcher
Systeme zumeist nicht erforderlich.