Sonnenhaus

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Der Begriff Sonnenhaus bezeichnet eine Bauart von Niedrigenergiehäusern, die mindestens 50 % der Energie für die Gebäudeheizung aus Solarthermie gewinnen.[1] Hierfür bedarf es einer groß dimensionierten Sonnenkollektorenfläche und einen groß dimensionierten Wärmespeicher, der oft in Form eines Wassertanks ausgeführt ist, in dem die solar gewonnene Wärme eingespeichert werden kann und somit eine solare Beheizung über längere Zeiträume ermöglicht wird[2]. Im Winter wird zumeist mit einer zweiten Wärmequelle, häufig auf Biomassebasis nachgeheizt, es existieren jedoch auch vollständig solar beheizte Sonnenhäuser.[1]

Sonnenhäuser folgen den Prinzipien des nachhaltigen solaren Bauens. Die zugrundeliegende Idee ist: Sonnenwärme im Sommer sowie in einstrahlungsreichen Zeiten des Winters möglichst effizient zu sammeln und zu speichern, um sie im Winter verbrauchen zu können. Eine nachträgliche Umrüstung von Bestandsbauten in Sonnenhäuser ist ebenfalls möglich und es ist außerdem bei Mehrfamilienhäusern realisierbar.

Geschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Begriff wurde in den 1970er Jahren in Verbindung mit den ersten weitgehend solar beheizten Häusern in Deutschland[3][4], die als Versuchsanlage von VMH-Multibeton zur Messung möglicher Energieeinsparungen in der Praxis dienten, und der Schweiz[5] geprägt und später vom Verein Sonnenhaus-Institut mit dem Sitz in Straubing in Niederbayern übernommen.

Das erste vollumfänglich mit Sonnenenergie beheizte Wohnhaus Europas wurde 1989 Oberburg bei Burgdorf in der Schweiz mit 84 Quadratmeter Sonnenkollektoren und einem großen Warmwasserspeicher von 118 Kubikmeter erstellt.[6] In den ersten etwa 10 Jahren wurde das Haus außerdem mit einer Photovoltaik-Inselanlage, mit einer Fläche von 43 m² Solarzellen und 48 Kilowattstunden Batteriespeicher betrieben.[6] Damit wurde erstmals nachgewiesen, dass der Energieverbrauch eines Hauses im gemäßigten mitteleuropäischen Klima vollkommen mit auf der Liegenschaft umgesetzter Sonnenenergie gedeckt werden kann. Ebenfalls in Oberburg wurde 2007 das erste vollständig solar beheizte Mehrfamilienhaus Europas fertiggestellt. Beide Gebäude wurden durch den Schweizer Solarpionier Josef Jenni erstellt.[7][8] Letzteres besitzt neben 200 m² Kollektorfläche einen Solarspeicher mit 205.000 Litern Fassungsvermögen. Insgesamt haben die 8 Wohnungen in dem Gebäude eine Nutzfläche von zusammen 1230 m², der Heizwärmebedarf liegt bei 9,8 kW.[1]

2016 gab es insgesamt etwa 2000 Häuser nach dem Sonnenhausprinzip.

Merkmale und Technik[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Als Sonnenhäuser gelten Gebäude, die folgende Bedingungen erfüllen:[9]

Den hohen solaren Deckungsgrad des Wärmebedarfs erreicht das Sonnenhaus durch eine große Sonnenkollektorfläche einer thermischen Solaranlage zur Wärmegewinnung und einen entsprechend dimensionierten Wärmespeicher zur Langzeitspeicherung bis hin zu dem Einsatz eines Saisonalspeichers. Zusätzlich benötigt ein typisches gut gedämmtes Einfamilienhaus Brennholz von etwa zwei bis vier Raummeter pro Jahr, zur Überbrückung längerer Schlechtwetterperioden.[10] Nur während der sonnenarmen Monate (je nach Auslegung der Solaranlage von November/Dezember bis Februar/März) kommt zusätzlich zur Solaranlage die regenerative Zuheizung zum Einsatz. Bei einer Auslegung mit solaren Deckungsgraden über 100 % können Überschüsse in einen Nahwärmeverbund eingebracht werden.

Ein Sonnenhaus verwendet zur Heizung der Räume in der Regel eine Niedertemperaturheizung, mit niedriger Vorlauftemperatur als Flächenheizung, also etwa als Wandheizung oder Fußbodenheizung. Mit einer Niedertemperaturheizung wird die gespeicherte Wärme effektiver verwertet, da diese mit deutlich niedrigerer Wassertemperatur vom Warmwasserspeicher genutzt werden kann.

Damit wird ein anderer Ansatz verfolgt als bei den meisten Passivhäusern, die kein Heizverteilsystem im herkömmlichen Sinn besitzen, sondern mit einer Erwärmung der Zuluft der im Passivhaus immer vorhandenen zentralen Lüftungsanlage arbeiten. Eine zentrale Lüftungsanlage wird im Sonnenhaus nicht zwangsweise benötigt.

Für die Dimensionierung eines Sonnenhauses sind u. a. die Kosten für die Größe der Solarkollektorfläche und des Warmwasserspeichers abzuwägen.[2]

Vor- und Nachteile[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Vorteile
  • hohe Umweltverträglichkeit
  • viel mehr Unabhängigkeit von Brennstoffkosten und -verbrauch
  • weitgehend CO2-neutral
Nachteile
  • höhere Anfangsinvestition
  • Einschränkungen in der architektonischen Gestaltung, beispielsweise Ausführung des Daches

Sonnenhaus-Institut[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Verein wurde 2004 gegründet und hat zum Ziel, die Entwicklung und Verbreitung weitestgehend solar beheizter Gebäude voranzutreiben. Mitglieder sind Solar- und Heizungstechnikexperten sowie Architekten. Das Institut dokumentiert die Solar- und Heizungsanlagen der Sonnenhäuser und bewertet die tatsächlichen Verbrauchsdaten. Zu den weiteren Tätigkeiten zählen Schulungen sowie Öffentlichkeitsarbeit für das Konzept.

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Kapitel 9.1.5 Solar-/Sonnenhaus. In: Jung (Hrsg.): Handbuch Energieberatung, 2. Auflage, ISBN 978-3-8462-0190-9, S. 390–394
  • Leukefeld, Baer, Hüttmann: Modern heizen mit Solarthermie: Sicherheit im Wandel der Energietechnik, Verlag: Solare Zukunft, 2. Auflage von 2015, ISBN 978-3-933634-44-3, S. 82–83
  • Josef Jenni: Das Sonnenhaus, Jenni Energietechnik AG, 3. überarbeitete und erweiterte Auflage, Oberburg bei Burgdorf 2010, ISBN 978-3-033-02392-5, 89 S.
  • Das Sonnenhaus Informationsbrochüre vom Sonnenhaus-Institut, 3. Auflage von 2013, 102 S.
  • J. Berner: Ein Kran bringt die Sonne: Bei Sonnenhäuser bilden Thermiekolletoren und Solarmodule größtenteils das Dach. Kräne erleichtern nicht nur die Montage während der Bauphase, sie werden auch für die großen Wärmespeicher gebraucht. In: Sonne Wind & Wärme Nr. 6/2018, S. 26–27

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Commons: Solar powered houses – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. a b c Michael Sterner, Ingo Stadler (Hrsg.): Energiespeicher. Bedarf, Technologien, Integration. 2. Auflage, Berlin Heidelberg 2017, S. 743; in erster Auflage des Buches auf S. 680
  2. a b HeizSolar – Modellbasierte Messdatenanalyse von SolarAktivHäusern - Fraunhofer ISE. Abgerufen am 30. Juli 2019.
  3. Axel Urbanek: Sonnenhaus Reichenberg, DGS, Sonnenenergie Heft 6, 1976
  4. Axel Urbanek: Solaranlage mit Fußbodenheizung, DGS, Sonnenenergie Heft 4, 1976
  5. Trinal: Einladung nach Kastanienbaum LU, Schweizerische Bauzeitung, Heft 79, Zürich 1977
  6. a b Das Oberburger Sonnenhaus. In: Josef Jenni: Das Sonnenhaus, 3. überarbeitete und erweiterte Auflage, Oberburg bei Burgdorf 2010, ISBN 978-3-033-02392-5, S. 4–5
  7. Das Nullenergiehaus (Memento vom 27. Dezember 2010 im Internet Archive) auf der Website der Gemeinde Burgdorf
  8. „Solartechnik heizt Mehrfamilienhaus“, swissinfo, 1. September 2007
  9. Informationbrochüre Das Sonnenhaus vom Sonnenhaus-Institut, 3. Auflage von 2013, S. 17
  10. Informationbrochüre Das Sonnenhaus vom Sonnenhaus-Institut, 3. Auflage von 2013, S. 8
  11. Warmes Wasser aus dem Sonnentank. In: Main-Netz, 5. Juli 2013. Abgerufen am 10. Mai 2014.