Warum überhitzt ein neues, gut gedämmtes Haus?
Wenn mich Kunden nach einer Klimaanlage fragen, haben sie meist schon ein Angebot in der Hand. Das Haus ist neu und gut gedämmt, die Heizkosten im Winter sind gering, und im Juli erreicht das Wohnzimmer am Nachmittag fast dreißig Grad. Die richtige Frage ist eine andere: Woher kommt die Wärme und wie viel davon muss tatsächlich abgeführt werden? Kühlen ist der letzte Hebel, nicht der erste.
Die Dämmung allein führt nicht zur Überhitzung eines Hauses. Dieselbe Dämmung, die im Winter die Wärme im Haus hält, verhindert im Sommer, dass die heiße Fassade und die heiße Luft eindringen. Das Problem ist die Wärme, die auf einem anderen Weg ins Haus gelangt und dann nicht mehr entweichen kann. Das Risiko der Überhitzung setzt sich aus drei Quellen zusammen, die sich addieren.
- Sonne durch die Verglasung. Die größte Quelle. Direkte Sonneneinstrahlung auf ein unverschattetes Fenster bringt stundenlang hunderte Watt pro Quadratmeter Glas in den Raum. Wie viel davon durchgelassen wird, bestimmt der g-Wert der Verglasung; eine gewöhnliche Dreifachverglasung ohne Sonnenschutzbeschichtung lässt etwa die Hälfte durch.
- Interne Wärmegewinne. Interne Wärmegewinne entstehen durch Menschen, Kochen, Geräte, Beleuchtung und Elektronik. Ein ruhender Mensch gibt etwa hundert Watt ab, ein Herd und Backofen Leistungen im Kilowattbereich. In einem luftdichten Haus mit dicker Dämmung bleibt diese Wärme im Inneren.
- Geringe Wärmespeicherfähigkeit. Ein Holzrahmenhaus oder eines mit leichten Trennwänden und Gipskartondecken hat keine Möglichkeit, Wärme zu speichern. Die Luft erwärmt sich schnell, die Temperatur steigt innerhalb weniger Stunden an und am nächsten Tag startet man von einem höheren Ausgangsniveau.
Neue Häuser kombinieren oft alle drei Faktoren: große Schiebewände zum Garten, eine leichte Bauweise und keine außenliegende Verschattung. Die Dämmung wirkt dann wie eine Thermoskanne, die das einmal durch das Glas Eingefüllte festhält.
In welcher Reihenfolge sollte der sommerliche Komfort angegangen werden?
Die Maßnahmen haben eine klare Reihenfolge. Jede weiter oben ist günstiger und zuverlässiger als die darunter, und jede weiter unten kostet umso mehr, je mehr man darüber übersprungen hat.
- Ausrichtung und Fensterflächenanteil. Wie viel Glas und auf welcher Seite. Der Fensterflächenanteil ist der stärkste Hebel und kostet in der Planungsphase nichts. Warum die Südseite leicht zu verschatten ist und die Westseite kaum, wird im Artikel zur Ausrichtung des Hauses nach den Himmelsrichtungen behandelt.
- Feste Verschattung. Ein Dachüberstand, eine Loggia oder eine Brise-Soleil mit festen Lamellen. Kein Motor und keine Bedienung, und an einer Südfassade sehr effektiv.
- Außenliegende bewegliche Verschattung. Außenjalousien, Raffstores und Rollläden. Die einzig zuverlässige Lösung für Ost und West.
- Bäume und Bepflanzung. Ein Laubbaum spendet im Sommer Schatten und lässt im Winter den Großteil der Sonne durch. Die Wirkung stellt sich erst nach Jahren ein, daher pflanzt man ihn direkt nach dem Bau.
- Thermische Masse. Massive Decken, Mauerwerk, Estriche ohne Teppiche. Sie reduziert nicht die Wärmemenge, sondern verteilt die Spitze.
- Nachtlüftung. Der einzige Weg, auf dem gespeicherte Wärme ohne Kompressor abgeführt wird.
- Kühlung. Was nach den sechs oben genannten Schritten übrig bleibt, dimensioniert für den Rest, nicht für das Ganze.
Das Schlüsselwort ist Rest. Eine Kühlung, die die Verschattung ersetzt, bekämpft die Sonne erst, nachdem sie durch das Glas getreten ist und den Boden und die Möbel erwärmt hat. Das ist der teuerste Ort, um Hitze zu bekämpfen.
Welche Verschattung funktioniert und was kostet sie?
Verschattungen werden anhand ihres Abminderungsfaktors für den solaren Wärmeeintrag verglichen. Dieser gibt an, welcher Anteil des Wärmeeintrags der Verglasung bei geschlossener Verschattung durchgelassen wird. Ein niedrigerer Wert ist besser: 0,2 bedeutet, dass ein Fünftel dessen, was ohne Verschattung durchkäme, den Raum erreicht. Der größte Unterschied liegt nicht im Material, sondern in der Position. Eine Verschattung vor dem Glas stoppt die Wärme außen. Ein innenliegender Sonnenschutz stoppt sie erst im Raum, wo die Verschattung selbst zum Heizkörper wird.
| Verschattung | Ungefährer Abminderungsfaktor | Kostenklasse | Wartung | Windempfindlichkeit |
|---|---|---|---|---|
| Außenjalousien | etwa 0,1–0,3 je nach Lamellenwinkel | hoch | Motor, Lamellen und Führungsschienen, gelegentliche Wartung | hoch, müssen bei starkem Wind eingefahren werden |
| Raffstore mit Seitenführung | etwa 0,15–0,35 je nach Stoff | mittel bis hoch | gering, Reinigung des Stoffes | gering bis mittel, der Stoff wird in den Schienen geführt |
| Rollladen | etwa 0,1–0,3 bei vollständig geschlossenem Zustand | mittel | gering | gering |
| Feste Brise-Soleil, Überstand, Loggia | hängt von der Geometrie ab; starke Wirkung auf Süden im Sommer, schwache auf Westen | mittel, wird mit der Konstruktion gebaut | fast keine | keine, nur statische Planung |
| Laubbaum | variabel, wächst mit der Krone über Jahre | gering | Rückschnitt, Laub im Herbst | keine |
| Innenliegender Sonnenschutz oder Vorhang | etwa 0,6–0,9 | gering | gering | keine |
Die Werte sind ungefähre Bereiche aus der Fachliteratur; die Berechnung sollte den Herstellerwert für die spezifische Kombination aus Glas und Lamellenwinkel verwenden. Die Rangfolge in der Tabelle ändert sich jedoch nicht: an Ost- und Westfassaden ist eine außenliegende bewegliche Verschattung um ein Vielfaches effektiver als alles, was hinter dem Glas sitzt.
Wind, Automatisierung und der Kasten für die Verschattung
Außenjalousien sind am flexibelsten, haben aber eine Schwachstelle: bei starkem Wind müssen sie eingefahren werden, sonst werden die Lamellen beschädigt. Eine Automatisierung mit einem Windsensor fährt sie selbstständig hoch, aber in diesem Moment hören sie auf zu verschatten. An exponierten Standorten, in oberen Stockwerken und im offenen Gelände ziehe ich daher einen in Seitenführungen geführten Raffstore in Betracht, der besser mit Wind zurechtkommt, oder eine Kombination mit fester Verschattung.
Der zweite Punkt ist die Vorbereitung. Der Kasten für die Jalousie oder den Rollladen muss von Anfang an im Fenstersturz-Detail enthalten sein, einschließlich des luftdichten Anschlusses und der Verkabelung zum Motor. Sonst wird er später auf die Fassade aufgesetzt. Und ohne Automatisierung bewirkt die Verschattung oft nichts an Tagen, an denen niemand zu Hause ist, also genau dann, wenn sich das Haus mit Wärme auflädt.
Was bewirken thermische Masse und Nachtlüftung?
Thermische Masse entfernt keine Wärme, sie speichert sie nur. Eine massive Decke oder Mauerwerkswand nimmt tagsüber einen Teil der Wärmegewinne auf, und die Lufttemperatur steigt langsamer an. Die Masse muss jedoch in Kontakt mit der Raumluft stehen: eine Betondecke hinter einer Gipskartonabhangdecke oder ein Estrich unter einem dicken Teppich wirken weitaus weniger effektiv. In einem Holzrahmenhaus kann ein schwerer Boden oder Lehmputz sie teilweise ergänzen.
Die tagsüber gespeicherte Wärme muss nachts abgeführt werden. Die Nachtauskühlung funktioniert, wenn es nachts deutlich kühler ist als drinnen und die Luft durch das Haus strömen kann, idealerweise zwischen gegenüberliegenden Fassaden oder zwischen den Geschossen. Die Öffnungen müssen gegen Einbruch und Insekten gesichert sein. Eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung und Sommerbypass hilft, aber ihr Luftstrom ist für die Entladung der Masse gering.
Während einer längeren Hitzewelle, wenn die Nächte nicht abkühlen, reicht selbst eine gute Nachtlüftung nicht mehr aus. Dann ist eine Kühlung sinnvoll.
Welche Art der Kühlung sollten Sie wählen?
Wenn Verschattung, Masse und Lüftung geplant sind und die Berechnung immer noch zeigt, dass ein Raum an heißen Tagen die Komfortgrenze überschreitet, kommt die aktive Kühlung ins Spiel. Bei einem Einfamilienhaus kommen vier Optionen in Betracht.
| Option | Wie sie kühlt | Leistung | Entfeuchtet | Hauptnachteil |
|---|---|---|---|---|
| Reversible Wärmepumpe mit Fußbodenkühlung | strahlend vom Boden, Wasser oberhalb des Taupunkts | gering, in der Größenordnung von zehn Watt pro m² Bodenfläche | nein | Taupunkt, träge Reaktion, Teppiche und Möbel reduzieren die Wirkung |
| Reversible Wärmepumpe mit Deckenkühlung | strahlend von der Decke, Wasser oberhalb des Taupunkts | höher als bei einer Fußbodenkühlung | nein | Taupunkt, Rohrleitungen in der Decke, höhere Investition |
| Fan-Coils (Ventilatorkonvektoren) angeschlossen an die Wärmepumpe | ein Ventilator treibt Luft über ein Register mit gekühltem Wasser | mittel bis hoch | ja | Kondensatablauf, Ventilatorgeräusche, gedämmte Rohrleitungen |
| Split-Klimaanlage | direkt mit Kältemittel im Innengerät | hoch, schnelle Reaktion | ja | Außengerät, Luftbewegung, Kältemittelhandhabung |
Warum die Strahlungskühlung am Taupunkt eine Grenze hat
Bei der Strahlungskühlung darf die Oberfläche des Bodens oder der Decke nicht unter den Taupunkt der Raumluft fallen, da sich sonst Wasser darauf niederschlägt. Bei 26 °C und 50 % relativer Luftfeuchtigkeit liegt der Taupunkt bei etwa 15 °C; bei 60 % Luftfeuchtigkeit ist er bereits nahe 18 °C. Die Raumluft ist im Sommer tendenziell feucht, besonders nach einem Gewitter oder beim Kochen, daher muss die Regelung die Wassertemperatur basierend auf einem Feuchtigkeitssensor ständig anheben. Der Temperaturunterschied zwischen Oberfläche und Raum ist dann gering, und damit auch die Kühlleistung. Die Fußbodenkühlung nimmt die Spitze und sorgt für ein angenehmes Gefühl unter den Füßen, aber sie wird einen Raum mit unverschatteter Westverglasung nicht kühl halten. Sie entzieht keine Feuchtigkeit, sodass das schwüle Gefühl bleibt.
Fan-Coils und Splitgeräte kühlen bewusst unter den Taupunkt. Die Feuchtigkeit kondensiert am Register und wird abgeleitet, weshalb diese Geräte auch entfeuchten. Der Preis dafür sind Geräusche, Luftbewegung und der Kondensatablauf. Eine reversible Wärmepumpe hat den Vorteil, dass die Anlage bereits im Haus ist und die Kühlung nur eine weitere Betriebsart darstellt. Eine Kombination funktioniert gut: Fußboden- oder Deckenkühlung als Grundlast und ein Fan-Coil oder Splitgerät im am stärksten belasteten Raum, typischerweise einem Dachschlafzimmer oder einem Wohnzimmer mit Westfenster.
Warum eine Lastberechnung vor dem Kauf einer Klimaanlage?
Klimaanlagen werden meist nach Raumfläche verkauft: so viele Quadratmeter, so viele Kilowatt. In einem gut gedämmten Haus ist diese Faustregel fast immer falsch, denn die Grundfläche sagt wenig darüber aus, wie viel Wärme in den Raum gelangt. Zwei gleich große Räume, einer mit Nordfenster und der andere mit großer unverschatteter Westverglasung, benötigen völlig unterschiedliche Kühlleistungen, und einer von ihnen benötigt möglicherweise gar keine.
Eine Kühllastberechnung wird raumweise und stundenweise durchgeführt: solare Gewinne nach Orientierung und Verschattung, interne Gewinne nach Nutzung, die Speicherfähigkeit der Konstruktion und die Lüftung. Das Ergebnis ist die erforderliche Kühlleistung für jeden Raum und der Zeitpunkt des Spitzenbedarfs. Sie liefert drei Antworten, die ein Verkäuferangebot nicht gibt.
- Ob überhaupt eine Kühlung benötigt wird. Es stellt sich oft heraus, dass nach dem Anbringen einer außenliegenden Verschattung an zwei Fenstern die Nachtlüftung ausreicht.
- Wo sie benötigt wird. Meist in ein oder zwei Räumen, nicht im ganzen Haus.
- Welche Kühlleistung. Ein überdimensioniertes Gerät schaltet sich häufig ein und aus, kühlt die Luft, bevor es Zeit hatte, Feuchtigkeit zu entziehen, und das Ergebnis ist kalte, aber klamm-feuchte Luft.
Die Norm STN 73 0540-2 enthält ein Kriterium für die sommerliche thermische Stabilität des kritischen Raums, also des Raums mit dem größten Anteil an West- oder unverschatteter Südverglasung. Es ist eine nützliche Überprüfung, aber kein Ersatz für eine Kühllastberechnung: sie sagt Ihnen, ob der Raum das Kriterium erfüllt, nicht aber, welche Kühlleistung benötigt wird oder wann. Die Berechnung ist in der Konzeptphase am wertvollsten, wenn ein Fenster noch verkleinert oder ein Überstand hinzugefügt werden kann.
Was sollten Sie mitnehmen?
Der weitere Kontext eines energieeffizienten Hauses findet sich in der Übersicht das Passivhaus von A bis Z. Wenn Sie das Haus noch planen, fordern Sie eine sommerliche Berechnung an, bevor Sie nach einer Klimaanlage fragen. Wenn es bereits steht, beginnen Sie mit einer außenliegenden Verschattung auf der Westseite und vergleichen Sie erst dann die Kühlangebote.