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Solargewinn in Gebäuden

Der Sonnengewinn ist die kurzwellige Strahlung der Sonne, die ein Gebäude entweder direkt durch eine Öffnung wie ein Fenster oder indirekt durch das Gebilde des Gebäudes erwärmt. Solardesign (oder passives Solardesign) ist ein Aspekt des passiven Gebäudes, bei dem die Nutzung von Wärmeenergie aus Sonnenstrahlung maximiert wird.

Die solare Verstärkung ist eine besonders effektive Form der passiven Beheizung, da die Strahlung der Sonne vorwiegend kurzwellige Infrarotstrahlung ist, die in der Lage ist, Verglasungen zu durchlaufen und das innere Gewebe des Gebäudes zu erwärmen. Die langwellige Infrarotstrahlung, die durch das erhitzte Gewebe des Gebäudes wieder abgestrahlt wird, kann nicht durch die Verglasung nach außen treten. Dies führt dazu, dass sich im Inneren Wärme ansammelt, die manchmal als Treibhauseffekt bezeichnet wird. Weitere Informationen finden Sie unter Thermooptische Eigenschaften.

Allgemein kann der solare Gewinn in kühleren Klimazonen von Vorteil sein, wenn er als passive Art der Beheizung von Gebäuden verwendet werden kann. Zu viel Sonnenertrag kann jedoch zu Überhitzung führen. Aus diesem Grund werden in Teil L der britischen Bauvorschriften die in Gebäuden verfügbaren Verglasungsmengen eingeschränkt. In wärmeren Klimazonen kann Überhitzung als Folge von solaren Gewinnen ein besonderes Problem sein. Die Situation wird jedoch durch die Variation der Bedingungen während des Tages und des Jahres kompliziert. Dies kann bedeuten, dass der Sonnengewinn morgens und abends oder im Winter von Vorteil sein kann, aber während der Tagesmitte oder im Sommer problematisch sein kann .

Relativ geradlinige Designlösungen wie brise soleil können verwendet werden, um die Wintersonne mit niedrigem Wasserstand in ein Gebäude einzulassen, aber höhere Sommersonne zu beschatten. Andere Lösungen, wie das Pflanzen von Laubbäumen vor den Fenstern, können wirksam sein, da die Blätter im Sommer die Verglasung vor Sonneneinstrahlung schützen, während im Winter das Sonnenlicht zwischen den blanken Zweigen hindurchgehen und das Gebäude betreten kann.

[Bild: Passives Design]

Die thermische Masse im Inneren des Gebäudes kann genutzt werden, um Schwankungen der Sonneneinstrahlung auszugleichen, die während der Tagesmitte angesammelten Gewinne zu speichern und langsam freizusetzen, wodurch während kühlerer Tageszeiten eine ständige Wärmequelle entsteht. Ein Beispiel für die Verwendung von thermischer Masse ist eine Trombe-Wand, die unten dargestellt ist.

[Bild: Trombe Wand]

Low-e-Beschichtungen auf Glasscheiben können auch die Aufrechterhaltung solarthermischer Gewinne erhöhen, indem der Anteil der zurückgestrahlten langwelligen Infrarotstrahlung erhöht wird, die in den Innenraum zurückgeworfen wird. Dieser Effekt kann nachts durch Vorhänge oder Rollläden verstärkt werden.

Die Vorteile der solaren Gewinne zu maximieren, kann komplex sein und die Berücksichtigung einer Vielzahl von Problemen erfordern:

  • Ort.
  • Landschaft.
  • Orientierung.
  • Massieren
  • Schattierung.
  • Thermische Masse.
  • Isolierung.
  • Internes Layout
  • Die Positionierung von Öffnungen.
  • Die thermischen optischen Eigenschaften von Öffnungen.
  • Die thermischen Eigenschaften der Gebäudehülle.

In großen oder komplexen Gebäuden kann die Optimierung der solaren Gewinne sehr viel Analyse erfordern und die Verwendung von Techniken wie z. B. der Strömungsdynamik bei der Berechnung der Wärmeverteilung durch das Gebäude erfordern. Konstruktionslösungen wie Sonnenkamine können das gesamte Gebäude, die Heizstrategie und die Lüftungsstrategie bestimmen.

[Bild: Sonnenkamin]

Der Sonnenwärmegewinn kann reduziert werden durch:

  • Horizontale Schattierung
  • Begrenzung des Öffnungsbereichs.
  • Ausrichten der Öffnungen vom Sonnenpfad weg.
  • Reduzierung der solaren Durchlässigkeit durch Öffnungen, zum Beispiel durch reflektierende Verglasung. Dies kann in Verbindung mit Low-E-Beschichtungen verwendet werden, die die langwellige Sonnenstrahlung reduzieren, die von außen nach innen übertragen wird.
  • Spülung der Wärmeentwicklung durch Einführung der Lüftung.
  • Isolieren der Gebäudehülle, um die Übertragung indirekter solider Gewinne zu verhindern.
  • Verringerung der Sonnenabsorption der Gebäudehülle. Der Begriff "Albedo" bezieht sich auf die Gesamtreflexion eines bestimmten Systems. Weiß gefärbte Oberflächen können die Wärmeübertragung in Gebäude minimieren.
  • Verringerung des städtischen Wärmeinseleffekts.
  • Bepflanzung zur Beschattung und Verringerung der Sonnenabsorption von Dächern. Weitere Informationen finden Sie unter Gründächer.

Anmerkung: Sonneneinstrahlung kann auch verwendet werden, um Gebäude durch die Verwendung von Solarthermieplatten und Solarphotovoltaik mit Wärme zu versorgen.

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