Passive Solarheizung und -kühlung bezieht sich auf Designentscheidungen, die die Nutzung natürlicher Wärme- und Kältequellen maximieren, um die Temperatur im Inneren eines Gebäudes zu regulieren und so den Bedarf an mechanischen Heiz- und Kühlsystemen zu reduzieren. Hier sind einige Designoptionen, die passive Solarheizung und -kühlung nutzen:
1. Ausrichtung und Anordnung: Passives Solardesign beginnt mit der richtigen Ausrichtung und Anordnung des Gebäudes. Optimalerweise sollte die Längsachse des Gebäudes von Ost nach West ausgerichtet sein, um die Sonneneinstrahlung zu maximieren. Dadurch gelangt tagsüber mehr Sonnenlicht in das Gebäude und sorgt je nach Bedarf für Wärme oder Tageslicht.
2. Gebäudehülle: Designoptionen für die Gebäudehülle, einschließlich Wände, Dächer und Fenster. spielen eine entscheidende Rolle bei der passiven solaren Heizung und Kühlung.
- Isolierung: Eine angemessene Isolierung hilft, die Wärme in kälteren Perioden zu speichern und das Gebäude in wärmeren Jahreszeiten kühl zu halten.
- Thermische Masse: Materialien mit hoher thermischer Masse, wie Beton oder Stein, absorbieren und speichern tagsüber Wärme und geben sie nachts ab und helfen so, Schwankungen der Innentemperatur zu stabilisieren.
- Fenster und Verglasung: Sorgfältig positionierte Fenster und Verglasungen sorgen für natürlichen Tageslicht- und Sonnenwärmegewinn und begrenzen gleichzeitig den übermäßigen Wärmegewinn im Sommer. Eine Doppel- oder Dreifachverglasung kann die Isolierung verbessern.
3. Solarwärmegewinn: Passives Solardesign nutzt Techniken, um den Solarwärmegewinn effektiv zu nutzen.
- Nach Süden ausgerichtete Fenster: Mehr Fenster auf der Südseite maximieren die Sonneneinstrahlung im Winter, wenn die Sonne tiefer am Himmel steht.
- Überhänge und Beschattungsvorrichtungen: Überhänge oder externe Beschattungsvorrichtungen wie Lamellen oder Markisen können im Sommer, wenn die Sonne höher am Himmel steht, direktes Sonnenlicht blockieren und so den unerwünschten Wärmegewinn reduzieren.
- Wintergärten oder Trombe-Wände: Wintergärten oder Trombe-Wände, bei denen es sich um dicke, nach Süden ausgerichtete Wände mit einer Glasschicht auf der Vorderseite handelt, können Sonnenwärme absorbieren, speichern und bei Bedarf an das Gebäude abgeben.
4. Natürliche Belüftung: Passive Kühltechniken konzentrieren sich auf die Förderung eines natürlichen Luftstroms und Kühlmechanismen.
- Querlüftung: Die Gestaltung einer Querlüftung ermöglicht die Bewegung der Luft durch das Gebäude, indem Fenster oder Lüftungsöffnungen strategisch auf gegenüberliegenden Seiten platziert werden, wodurch der Zutritt kühler Luft und der Abgang warmer Luft gefördert wird.
- Belüftungsstrategien: Verwendung von Funktionen wie bedienbaren Fenstern, Lüftungsöffnungen oder Oberlichtern zur Erleichterung des Schornsteineffekts oder des Kamineffekts, bei dem warme Luft aufsteigt und durch Öffnungen in der oberen Ebene austritt und kühlere Luft von unten ansaugt.
- Thermokamine: Thermokamine sind vertikale Kanäle oder Schächte, die durch Konvektion warme Luft aus dem Gebäude ableiten. Sie haben normalerweise einen Einlass unten und einen Auslass oben, um kühlere Luft aus den unteren Etagen anzusaugen.
5. Landschaftsgestaltung und Beschattung: Die Nutzung natürlicher Elemente außerhalb des Gebäudes kann das passive Solardesign unterstützen.
- Laubbäume: Das Pflanzen von Laubbäumen, die strategisch rund um das Gebäude angeordnet sind, kann im Sommer, wenn ihr Laubwerk voll ist, Schatten spenden und so die Sonneneinstrahlung und damit den Kühlbedarf verringern. Im Winter, wenn die Blätter fallen, lassen sie Sonnenlicht eindringen und unterstützen so die passive Solarheizung.
- Innenhöfe oder Atrien: Zentrale Innenhöfe oder Atrien können als Wärmepuffer fungieren und einen kontrollierten Raum zum Kühlen oder Erwärmen der Luft bieten, die dann in den Rest des Gebäudes zirkulieren kann.
Diese Designentscheidungen zielen darauf ab, die Nutzung natürlicher Wärme- und Kühlquellen zu optimieren.
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