Warum überhitzt sich ein neues, gut gedämmtes Haus?
Wärme gelangt auf drei Wegen in einen Raum und findet dann keinen Ausweg. Der erste Weg ist die Sonne durch das Glas. Der Gesamtenergiedurchlassgrad (g-Wert) gibt an, wie viel Wärme das Glas durchlässt. Der zweite Weg sind interne Wärmelasten durch Personen, Kochen und Geräte. Der dritte ist die Fähigkeit des Gebäudes, Wärme zu speichern. Die überarbeitete Richtlinie über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden nennt die Wärmekapazität unter den thermischen Eigenschaften, die die Berechnungsmethodik berücksichtigen muss (Anhang I, Punkt 4).
Das Überhitzungsrisiko steigt, wenn große Verglasung, leichte Bauweise und fehlende außenliegende Verschattung in einem Haus zusammentreffen. Der Artikel über große Verglasung im Niedrigenergiehaus behandelt die Seite des Glases.
Welche Innentemperatur ist im Sommer akzeptabel?
Die Verordnung 259/2008 (vyhláška 259/2008) nennt Bereiche statt eines einzelnen Grenzwerts. Für Räume mit längerem Aufenthalt verlangt sie optimale Bedingungen sowohl in der warmen als auch in der kalten Jahreszeit. Die Gebäudeplanung soll diese Bedingungen schaffen. Technische Anlagen greifen nur dort ein, wo die Planung dies nicht leisten kann (§ 2 Abs. 3). Tabelle 2a des Anhangs 2 legt die Operativtemperatur in der warmen Jahreszeit nach Aktivitätsklasse fest, für übliche leichte Kleidung.
| Aktivitätsklasse | Beispiel in der Verordnung | Optimal, °C | Zulässig, °C |
|---|---|---|---|
| 0 | Liegend in Ruhe, entspanntes Sitzen | 25 bis 28 | 20 bis 29 |
| 1a | Sitzend mit minimaler Bewegung, Arbeit am Computer | 23 bis 27 | 20 bis 28 |
| 1b | Sitzend oder stehend mit etwas Bewegung, Kochen | 22 bis 25 | 19 bis 27 |
| 1c | Stehend mit ständiger Arm- und Beinarbeit, Putzen | 20 bis 24 | 17 bis 26 |
Der zulässige Bereich gilt dort, wo der optimale nicht hergestellt werden kann, außer an extrem heißen Tagen (§ 2 Abs. 4). Tabelle 2a legt außerdem die relative Luftfeuchte auf 30 bis 70 % fest und je nach Klasse eine maximale Luftgeschwindigkeit von 0,2 bis 0,3 m/s. Für ein Schlafzimmer ist die Zeile für Klasse 0 maßgeblich.
In welcher Reihenfolge sollten Sie den sommerlichen Komfort angehen?
Die Richtlinie gibt Maßnahmen Vorrang, die das thermische Verhalten von Gebäuden im Sommer verbessern. Sie nennt Verschattung, ausreichende thermische Speicherfähigkeit und passive Kühltechniken (Erwägungsgrund 70). Außerdem weist sie darauf hin, dass Klimaanlagen die Spitzenlast und die Stromkosten erhöhen. Daraus ergibt sich eine Reihenfolge, in der zuerst das Gebäude und zuletzt die Technik kommt.
- Glasfläche und Ausrichtung. Die Verordnung 259/2008 behandelt eine Gesamtöffnungsfläche von mehr als 40 % der Umfassungskonstruktionen als Sonderfall. In diesem Fall können Sie die Messung nicht auslassen (§ 2 Abs. 14). Der Fensterflächenanteil lässt sich auf dem Papier ohne Kosten ändern. Der Artikel über die Ausrichtung eines Hauses erklärt die Seiten.
- Außenliegende Verschattung. Derselbe Absatz verlangt für besonnte Öffnungen außenliegenden Sonnenschutz als eine der Bedingungen.
- Thermische Speichermasse. Thermische Speichermasse speichert Wärme. Sie entfernt keine Wärme.
- Nachtlüftung. Die Nachtlüftung führt gespeicherte Wärme ab, wenn die Außenluft kühler ist.
- Aktive Kühlung. Dimensionieren Sie sie für das, was nach den Schritten 1 bis 4 übrig bleibt.
Welche Verschattung funktioniert?
Die Verordnung 259/2008 nennt für besonnte Öffnungen außenliegende Verschattung, nicht innenliegende Jalousien, als Bedingung (§ 2 Abs. 14 Buchst. d). Außenliegende Verschattung hält die Sonne ab, bevor sie das Glas erreicht. Eine innenliegende Jalousie hält sie erst im Raum zurück. Der Leitfaden für Käufer des US-Energieministeriums (US Department of Energy) nennt außenliegende Vordächer oder Sonnenschutzmarkisen sowie innenliegende Jalousien oder Rollos als Optionen.
Für eine Berechnung fragen Sie beim Hersteller nach den Verschattungsdaten der tatsächlichen Konstruktion. Der Energieausweis nach der Verordnung 364/2012 (vyhláška 364/2012) erfasst die solaren Gewinne für jede Ausrichtung. Er verwendet den solaren Transmissionsgrad des Glases und einen Verschattungsfaktor (Anhang 4, Tabelle 1). Beispiele für außenliegende Einrichtungen sind eine außenliegende Raffstore-Jalousie und feste Lamellen (Brise-Soleil). Dynamische Verschattung mit Automatisierung deckt die Stunden ab, in denen niemand zu Hause ist.
Wie nutzen Sie den Sonnenstand und die Ausrichtung?
Die Broschüre der SIEA zu Lüftung und Kühlung gibt den Sonnenstand zur Mittagszeit in der Slowakei an. Er beträgt im Sommer 65 Grad und im Winter 18 Grad. Eine passende Verschattung hält die Strahlen deshalb im Sommer ab. Im Winter lässt sie die Strahlen tiefer ins Gebäude, wo die Wärme gespeichert wird. Im Winter und in den Übergangszeiten sollte die Verschattung nicht unnötig schatten. Eine nach Süden orientierte Hauptfassade erlaubt solare Gewinne im Winter.
Ein Dach, ein Balkon oder eine Konstruktion, die über das Fenster hinausragt, bietet natürliche Verschattung. Auch Vordächer, Pergolen und einziehbare Markisen helfen. Für nach Westen gerichtete Fenster empfiehlt die Broschüre einen größeren Dachüberstand und außenliegende Jalousien. Eine Sonnenstudie, also eine Computersimulation des Sonnenlaufs, zeigt Form und Länge der Schatten an ausgewählten Tagen.
Auch das Glas hilft. Je niedriger der Sonnenschutzfaktor der Verglasung ist, desto weniger Wärme lässt das Glas durch und desto mehr reflektiert es. Die Broschüre nennt ein Beispiel. Bei g = 0,6 gelangen 60 % der solaren Wärme ins Innere. Bei g = 0,4 gelangen 40 % hinein. Ein niedrigerer g-Wert reduziert auch die Gewinne im Winter, deshalb wählen Sie ihn nach der Ausrichtung.
Was bewirken thermische Speichermasse und Nachtlüftung?
Thermische Speichermasse verzögert den Anstieg der Innentemperatur, bringt aber keine Kühlung. Am Tag gespeicherte Wärme muss später wieder abgeführt werden. Die Nachtlüftung kann sie abführen, wenn die Außenluft kühler ist als die Innenluft. Die überarbeitete Richtlinie nennt ausreichende thermische Speicherfähigkeit und passive Kühlung unter den Maßnahmen, die Überhitzung vermeiden (Erwägungsgrund 70).
Eine Schiebetür oder eine Tür zählt nach der Verordnung 259/2008 nicht als Lüftungsöffnung (§ 3 Abs. 3). Planen Sie die Öffnungen für die Nachtluft gemeinsam mit dem Planer und verlassen Sie sich nicht auf Türen.
Wie sollten Sie bei einer Hitzewelle lüften?
Die Broschüre der SIEA rät davon ab, bei einer Hitzewelle den ganzen Tag zu lüften, weil sich der Innenraum unnötig aufheizt. Beschränken Sie die Tageslüftung auf ein Minimum. Lüften Sie nachts und früh am Morgen, wenn es draußen kühler ist. So werden die Räume auch vorgekühlt. Querlüftung über Fenster wirkt am besten. Zu den Nachteilen der natürlichen Lüftung zählt die Broschüre Zugluft, Lärm von außen und einen schwächeren Schutz vor Einbruch.
Ein Lüftungsgerät mit Wärmerückgewinnung hat eine Bypass-Klappe, die den Wärmetauscher umgeht. Sie arbeitet automatisch und dient zum Beispiel der Nachtlüftung im Sommer, wenn kühlere Außenluft die Temperatur eines überhitzten Innenraums senkt. Die Broschüre empfiehlt dennoch, das Haus im Sommer durch natürliche Lüftung über Fenster vorzukühlen. Der Artikel über Lüftung mit Wärmerückgewinnung in der Praxis erklärt die Wärmerückgewinnung.
Helfen Dach- und Wanddämmung?
Die Broschüre der SIEA sagt, dass Wärme direkt durch unverschattete Fenster ins Innere gelangt und indirekt, indem schlecht gedämmte Bauteile aufgeheizt werden. Eine Dach- und Wanddämmung verkleinert deshalb den indirekten Weg. Die Broschüre zählt die Dämmung zu den Maßnahmen gegen Überhitzung und nennt sie die teuerste. Bei einem Neubau entscheiden Sie darüber bereits in der Planung.
Laut der Broschüre verhindert ein Gründach Überhitzung ebenfalls wirksam. Außerdem speichert es Regenwasser und verbessert die Wärmedämmung des Dachs.
Wann ist aktive Kühlung nötig und wie groß sollte sie sein?
Die Verordnung 364/2012 besagt, dass eine technische Norm die Berechnung des jährlichen Heiz- und Kühlbedarfs festlegt. Ihre Fußnote nennt STN EN ISO 52016-1 (Anhang 3, Anmerkung c, Fußnote 1). Diese Norm behandelt den Energiebedarf für Heizung und Kühlung, Innentemperaturen und Wärmelasten. Eine Kühllastberechnung erfolgt raumweise. Sie zeigt, ob ein Raum überhaupt Kühlung braucht und welche Leistung er benötigt. Ein Gerät nur nach der Grundfläche zu verkaufen, beantwortet diese Frage nicht.
Die Verordnung begrenzt die Bewertung. Angenommen, nur einige Räume werden gekühlt und mechanisch belüftet, und deren Grundfläche liegt unter 80 % der Gebäudefläche. Dann wird das Gebäude nicht auf den Energiebedarf für Kühlung und Lüftung bewertet (Anhang 3, Anmerkung b).
Bei Flächenkühlung muss die Oberfläche über dem Taupunkt bleiben. Die Verordnung 259/2008 erlaubt in Räumen, in denen Menschen sich aufhalten, keinen sichtbaren Schimmel, keine Feuchte und kein Kondensat an Decke, Wänden oder Boden (§ 2 Abs. 11). Fragen Sie den Planer, wie die Regelung die Oberfläche über dem Taupunkt hält.
Womit sollten Sie kühlen: Klimaanlage oder Flächensystem?
Die Broschüre der SIEA unterteilt die Kühlung in Umluftkühlung und Flächenkühlung. Umluftgeräte, also Klimaanlagen, kühlen mit bewegter Luft. Sie sind am weitesten verbreitet und arbeiten mit einer Luft-Luft-Wärmepumpe. Ein Flächensystem führt Wasser mit 16 bis 18 °C durch Rohre in Wänden oder Decken, und diese Flächen nehmen Wärme aus dem Raum auf. Die Rohrleitungen sind in die Konstruktion eingebaut, deshalb wird ein Flächensystem meist bei einem Neubau oder einer größeren Sanierung installiert.
Deckenkühlung eignet sich am besten für Wohnzimmer. Die Broschüre empfiehlt sie nicht in Bädern und Küchen, weil sich an der Decke Kondensat bilden kann. Bei einem Gebäude mit großer unverschatteter Verglasung reicht ihre Leistung möglicherweise nicht aus. Die Kältequelle kann eine Wärmepumpe sein, die Energie aus der Außenluft, dem Erdreich oder dem Grundwasser bzw. aus Brunnenwasser entnimmt. Bei einer Sole-Wasser-Wärmepumpe hilft die im Sommer ins Erdreich abgegebene Wärme, die Erdwärmesonde oder den Erdkollektor zu regenerieren.
Die Broschüre rät, erst über Kühlung zu entscheiden, nachdem Sie die übrigen baulichen Maßnahmen genutzt haben. Kühlung verbraucht immer Energie, planen Sie deshalb Betriebs- und Wartungskosten ein. Als Option nennt die Broschüre eine Kombination mit Photovoltaikmodulen.
Was Sie bei der Kühlung nicht übersehen sollten
- Wartung. Kühlgeräte sind nicht wartungsfrei. Ein Servicetechniker sollte sie mindestens einmal im Jahr prüfen, idealerweise vor dem Sommer. Die Nutzer können die Oberfläche reinigen und den Filter wechseln, wie es die Bedienungsanleitung vorsieht.
- Aufstellung. Das Innengerät sollte nicht direkt auf Plätze blasen, an denen sich Menschen längere Zeit aufhalten. Das Außengerät braucht Luftzufuhr und darf Nachbarn nicht mit tropfendem Kondensat oder Lärm stören.
- Luft. Halten Sie die Fenster geschlossen, während die Kühlung läuft. Kühlung trocknet die Luft, und die Broschüre nennt 35 bis 60 % als optimale Luftfeuchte.
- Leistung. Sie hängt von den Wärmelasten ab. Diese entstehen durch Ausrichtung und Größe des Raumes, die Fenster und deren Verschattung, die Anzahl der Personen und die Geräte. Die Berechnung übernimmt der Planer.
Was sollten Sie mitnehmen?
Ein neues Haus überhitzt sich, wenn die Wärmelast mehr beträgt, als das Gebäude speichern und abführen kann. Entscheiden Sie zuerst über Glasfläche und Ausrichtung. Danach folgen außenliegende Verschattung, thermische Speichermasse und Nachtlüftung. Dimensionieren Sie die Kühlung für den Rest. Verlangen Sie eine Sommerberechnung, bevor Sie ein Angebot für eine Klimaanlage einholen. Den größeren Zusammenhang erklärt die Übersicht Passivhaus von A bis Z.