Sonnenhaus

Heizen mit der Sonne

Grafik: Sonnenhaus-Institut e.V.

Ein Sonnenhaus ist ein Haus, bei dem ein großer Anteil des Wärmebedarfs, also Heizung und Warmwasser, durch die Sonne gedeckt wird. Ein steil nach Süden geneigtes Solardach und ein großer, im Gebäude integrierter Wassertank sind die prägenden Merkmale der Sonnenhaus-Architektur.

Der Dämmstandard des Hauses sollte mindestens 30% besser sein als nach EnEV ( Energieeinsparverordnung). Der Jahres-Wärmebedarf für Raumheizung und Warmwasser wird im Sonnenhaus zu mehr als 50% von einer thermischen Solaranlage gedeckt.

 

Sonnenhaus in Osnabrück

Bild: Anja Machnik

In Osnabrück entstand im Jahr 2014 das erste Einfamilienhaus in Sonnenhausbauweise. Neben einem Zeitungsartikel in der Neuen Osnabrücker Zeitung und Fernsehbeitrag bei OS1-TV wurde auch ein Radiobericht über das Sonnenhaus auf WDR 5 ausgestrahlt.
Hier erfahren Sie mehr über das Projekt.

Mitgliedschaft

logo-shiWir sind Mitglied im Sonnenhaus Institut e.V. Durch Fachseminare und den Austausch mit anderen Fachplanern und Ausführenden sind wir sehr eng mit dem Thema verbunden.

Link zum Sonnenhaus Institut e.V.

Grundlagen

Die Nachheizung des Pufferspeichers funktioniert mit jeder Heizung, erfolgt jedoch meistens regenerativ, zum Beispiel durch einen Kaminofen mit Wassertaschen im Wohnraum, der für Wohlbehagen und zusätzliche Wärmespeicherung sorgt. Holz ist gespeicherte Sonnenenergie und verbrennt CO2- neutral. Im Durchschnitt haben Sie einen Brennstoffbedarf von ca. 2-4 Raummetern Holz bzw. 200,- bis 450,- Euro pro Jahr in einem Einfamilienhaus.

Auch im Gebäudebestand ist eine Altbausolarisierung möglich. Voraussetzung ist ein schlüssiges Sanierungskonzept und die Umsetzung der Sanierung und der Anlagentechnik durch Fachleute. Im nachfolgenden Video werden die wesentlichen Merkmale und Eigenschaften eines Sonnenhauses beschrieben:

Baukonzept

Grundvoraussetzung für die Planung eines Sonnenhauses ist die Ausrichtung zur Sonne. Die Wintersonne sollte aktiv und passiv genutzt werden:

  • Aktiv: Nutzung durch Sonnenkollektoren und Speicherung der Wärme im Solarspeicher.
  • Passiv: Durch große Glasflächen auf der Südseite des Gebäudes. Das Gelände sollte möglichst verschattungsfrei sein.

Die aktiv gewonnene Wärme kann gespeichert werden für sonnenarme Zeiten. Dafür muss ein möglichst großer Wärmespeicher im Haus integriert sein. Im Sommer sollte eine Überhitzung des Gebäudes und der Solaranlage vermieden werden. Dies geschieht mit Hilfe von konstruktiven Maßnahmen zur Verschattung. Idealerweise wird die Kollektorfläche nach Süden mit einer Neigung von 45° bis 75° ausgerichtet, um die direkte Sonnenstrahlung im Winter optimal nutzen zu können. Die Südabweichung sollte möglichst nicht mehr als 30° betragen.

Nachfolgende Bilder: Sonnenhaus-Institut e.V.

SonnenhausVerschattungOrientierung zur Sonne - horizontal und vertikalSonnenhaus-2Primärenergievergleich

Heizkonzept

Um 50 bis 80% der Wärme für ein gut gedämmtes Einfamilienhaus solar zu erzeugen, ist eine Kollektorfläche von 30 bis 70 m² erfoderlich. Sie soll möglichst steil nach Süden geneigt sein, so dass auch im Winter gute Erträge erzielt werden können.

Ein großer Pufferspeicher speichert die Solarwärme für Heizung und Warmwasser über mehrere Tage oder sogar Wochen. Das Speichervolumen wird bei Sonnenhäusern mit einem solaren Deckungsgrad von 50 bis 80% mit 150 bis 250 Liter pro qm installierter Kollektorfläche ausgelegt. Die Aufstellung des Speichers im Wohnbereich ermöglicht einen nahezu verlustfreien Betrieb der Solaranlage, da die geringe Speicherabwärme voll der Raumheizung zugute kommt. Dennoch sollte die Dicke der Speicherdämmung möglichst 25 bis 30 cm betragen.

Eine Biomasseheizung (Stückholz oder Pellets) stellt die ideale Ergänzung zur Solaranlage dar. Bei Sonnenhäusern ist der Brennstoffbedarf sehr gering. In Kombination mit dem großen Pufferspeicher muss daher nur selten nachgeheizt werden. Idealerweise sollte eine Flächenheizung in den Wohnräumen zum Einsatz kommen. Fußboden- oder Wandheizungen kommen mit geringen Vorlauftemperaturen aus, geben ihre Wärme gleichmäßig an den Raum ab und sorgen für ein behagliches Wohnklima.

Nachfolgende Bilder: Sonnenhaus-Institut e.V.

Sonnenhaus-KomponentenKollektormontage - Bild: Sonnenhaus-Institut, Ingenieurbüro HilzSonnenhaus-KomponentenNaturparkinformationshausEnergieangebot und BedarfSpeichersetzungSonnenhausSpeicher-Holzofen

Möglichkeiten im Bestand

Der Weg vom (K)Altbau zum Sonnenhaus führt in der Regel nur über eine konsequente energetische Sanierung des Gebäudes.
Um ideale Voraussetzungen für eine steile Kollektorneigung und die Aufstellung eines Großspeichers zu schaffen, sind manchmal zusätzliche bauliche Maßnahmen erforderlich.

Wie beim Neubau, darf die Kollektorfläche bis zu 30° nach Westen oder Osten abweichen. Eine Neigung von möglichst 45-60° ist anzustreben, um die Wintersonne besser nutzen zu können und um zu hohe Temperaturen im Sommer zu vermeiden. Wenn das Dach diese Voraussetzungen nicht erfüllt, gibt es die Möglichkeit, Kollektoren aufzuständern oder sie an einer verschattungsfreien Südfassade oder auf einem Nebengebäude anzubringen.

Im Bestand gibt es meistens Platzprobleme für den benötigten großen Solarspeicher. Deshalb werden häufig vor Ort geschweißte Pufferspeicher eingebaut, die in Einzelteilen angeliefert und vor Ort zusammengeschweißt werden. Wenn der Platz nicht ausreichend ist, bieten weniger optimale Alternativen, wie die Aneinanderreihung mehrerer kleinerer Speicher, das Vergraben des Speichers im Erdboden oder die Unterbringung in einem unbeheizten Anbau eine weitere Möglichkeit für den Einbau des Speichers.

Nachfolgende Bilder: Sonnenhaus Institut e.V., Architekturbüro Thomas Dirschedl, http://www.sonnenhauskonzept.de/

Kellerschweißung eines 4,5 m³ Stahlspeichers - Bild: Sonnenhaus-Institut e.V.liegender Zweikammer GFK-Speicher im Erdboden neben Keller eingebaut - Bild: Ebitsch-EnergietechnikAltbau-Solarisierung mit Firstverlängerung - Bild: Sonnenhaus-Institut, Architekturbüro Dirschedl