Passive Solarenergienutzung

 

In der Bundesrepublik Deutschland scheint die Sonne durchschnittlich 1.300 bis 2.000 Stunden im Jahr. Die Sonnenstrahlung (Globalstrahlung) liefert eine Energiemenge von ca. 800 bis 1.200 kWh pro Quadratmeter im Jahr.

In einem Wintergarten wird diese Energie ohne zusätzliche haustechnische Anlagen (Sonnenenergienutzung) durch den sog. Treibhauseffekt genutzt.

 

Abgesehen von den solaren Wärmegewinnen mindert der Anbau eines Wintergartens die Wärmeverluste eines Gebäudes, da er im Winter die Funktion einer Pufferzone zwischen kalter Außenluft und beheizten Innenräumen übernimmt. Die Außenhaut mit ihren Fensterflächen ist vor direkten Witterungseinflüssen geschützt. Wärmeverluste werden reduziert.

Grundvoraussetzung für den energetisch sinnvollen Einsatz ist, dass der Wintergarten eine eigene Tempera-turzone darstellt, also nicht beheizt und vom übrigen Gebäude thermisch getrennt ist. Die Wirksamkeit eines Wintergartens im Hinblick auf die Energieeinsparung ist weitgehend unabhängig davon, nach welcher Himmelsrichtung er orientiert ist.

Wintergartenplanung

Ein Wintergarten erhöht den Wohnwert und die Lebensqualität. Er bietet sich an als lichtdurchflutete Wohnungserweiterung: Erholungsraum, Esszimmer in der Natur, Spielzimmer, Orchideenhaus, Sommer-küche, bewohnbares „Gewächshaus“ und ermöglicht das Wohnen im Grünen, fast das ganze Jahr über.

Der Anbau eines Wintergartens ist genehmigungs- oder anzeigepflichtig. Ein Architekt bzw. eine Fachfirma sollte frühzeitig bei der Planung hinzugezogen werden. Es gibt vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten für Glasanbauten. Der Wintergarten kann vorgebaut, teilweise ins Gebäude integriert, als Überdachung eines Innenhofes, als Verglasung von Terrasse, Loggia oder Balkon errichtet werden.

 

Bei direkter Sonneneinstrahlung hängt der Wärmegewinn vom Sonnenstand und dem Einstrahlwinkel ab. Um gerade im Winter eine gute Ausnutzung der Sonneneinstrahlung zu gewährleisten, ist eine Dachschräge von ca. 50-60° zu empfehlen. In diesem Fall kann oft auch auf eine Sicherheitsverglasung verzichtet werden. Bei der Planung spielen jedoch auch die Innenraumnutzung und die Anschlüsse an das Gebäude eine wichtige Rolle.

Der Wintergarten wirkt durch seine Eigenschaft als klimatische Pufferzone in allen Himmelsrichtungen gleich Energie sparend. Eine windgeschützte Lage ist zu bevorzugen, ohne starke Verschattung durch benachbarte Gebäude. Verschattung durch Laub abwerfende Pflanzen wirkt sich dagegen im Sommer positiv aus. Südlage (+/–20°) erlaubt im Winter die volle Ausnutzung der Sonneneinstrahlung. Für die Pflanzenzucht wird Ostlage empfohlen (s.a. Wintergartennutzung).

Haus und Wintergarten bilden eine Einheit

Wohnraum Wintergarten Ein nachträglich angebauter Wintergarten stellt eine Wertsteigerung für das Gebäude dar, d.h. die Versicherungssumme der Gebäudeversicherung muss angepasst werden. Der Abschluss einer Glasbruch-versicherung wird empfohlen. Pflanzen spielen in jedem Wintergarten eine große Rolle und übernehmen wichtige Funktionen zur Steuerung des Raumklimas. Sie bringen Schatten, senken mit ihrer Verdunstungskälte die Innentemperatur und produzieren Sauerstoff. Ziehen Sie einen Gärtner hinzu! Eine gezielte Auswahl im Hinblick auf die Beständigkeit der Pflanzen gegenüber starken Temperaturschwankungen, Luftfeuchteschwankungen, starker Besonnung und Schädlingsresistenz ist erforderlich.

 

Wintergartenkonstruktion
Fundamente übertragen die Lasten (Eigenlast, Nutzlast, Wind, Schnee etc.) des Wintergartens auf den Baugrund und gewährleisten die Standsicherheit.

Die Wärmedämmung der Fundamentaußenflächen und des Bodens wird empfohlen. Bei nachträglicher Errichtung eines Wintergartens auf vorhandenen Balkonen, Terrassen oder im Dachbereich ist die Statik zu überprüfen.

Wegen der extremen Witterungsbeanspruchung stellen Wintergartenkonstruktionen hohe Anforderungen an die einzelnen Bauteile sowie an die Anschlüsse untereinander und an das vorhandene Gebäude. Als Trag-konstruktion kommen Stahlkonstruktionen, Aluminiumkonstruktionen, Kunststoffkonstruktionen oder Holzkonstruktionen in Frage. Ganz oder teilweise zu öffnende Konstruktionen ermöglichen großzügige Lüftung und flexible Nutzung. Witterungs- oder temperaturgeführte Steuerungen sichern bei zu öffnenden Dachkonstruktionen das automatische Verschließen.

 

Die Verglasung erfolgt mit Mehrscheiben-Isolierglas (konventionell) oder transparenten Kunststoffplatten, im Dachbereich mit Verbundsicherheitsglas → Sicherheitsglas (VSG) oder Drahtglas, sonst Wärmeschutzglas. Die Reinigung der Außenflächen und die Begehung des Daches zu Wartungszwecken sollten möglich sein!

Im Interesse einer ganzjährigen Nutzung des Wintergartens sollte eine Isolierverglasung gewählt werden. Auch Wärmeschutz-Isolierglas ist in großem Maße durchlässig für das Sonnenlicht, dämpft jedoch die Wärmeabstrahlung und bringt den höchsten Nutzen für die Energiebilanz.

Der Einsatz sehr guter Verglasung mit niedrigem U-Wert ist die Voraussetzung für optimale passive Nutzung der Sonnenenergie.

 

Da Kondenswasser bei keiner Konstruktionsart völlig auszuschließen ist, muss im Innenraum eine Kondenswasserableitung vorgesehen werden. Eine kontrollierte Niederschlagsableitung über eine Dachrinne verhindert die laufende Verschmutzung der Glasfläche und die Eisbildung im Winter im Traufbereich. Spritzwasser im Sockelbereich verschmutzt den Sockel und fördert die Korrosion an den tragenden Bauteilen. Eine außenseitig umlaufende Entwässerungsrinne – angeschlossen mit Anschlussstutzen an das Entwässerungssystem oder mit geschlitztem Rinnenkörper zur Wasserabführung in die umliegende Füllschicht – vermeidet derartige Schäden.

Als Bodenbelag sollten möglichst rutschhemmende, wärmespeicherfähige Materialien, z.B. Naturwerkstein, keramische Fliesen und Platten, Bodenklinkerplatten, möglichst mit Gefälle zu einem Bodenablauf (mit Geruchsverschluss) verlegt werden.

 

Ob eine Beheizung notwendig ist, hängt von der gewünschten Nutzung ab. Bei günstiger Lage und sinnvoller Pflanzenauswahl ist ggf. eine elektrische Frostschutzheizung ausreichend. Überschüssige Wärme und zu hohe Luftfeuchtigkeit müssen durch entsprechende Zu- und Abluftöffnungen (Fenster, Klappen, Schiebetüren oder mechanische Lüfter) gewährleistet werden. Als Anhaltswert für die Größe der Lüftungsöffnungen wird ¹/₆ der Grundfläche empfohlen. Besonders wichtig bei Südorientierung eines Wintergartens ist eine gute Beschattung, um unerträgliche Raumtemperaturen und ein „Verbrennen“ der Pflanzen zu vermeiden. Zur Verminderung der nächtlichen Wärmeverluste ist die Anordnung von beweglichen Dämmelementen in Form von wärmedämmenden Rollläden, Klappläden, Schiebeläden, Dämmmatten, -Rollos u.ä. sinnvoll.