Sommerlicher Wärmeschutz: Räume vor Hitze schützen
Mit steigenden Temperaturen im Sommer wird der Schutz vor übermäßiger Hitze immer wichtiger. Effektiver Wärmeschutz sorgt nicht nur für ein angenehmes Raumklima, sondern reduziert auch den Energieverbrauch. Hier erfahren Sie, wie Sie Ihre Räume vor Hitze schützen können.
Besser als nichts: Eine Jalousie kann dabei helfen, die Hitze draußen zu halten.
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Seit der Einführung der Energieeinsparverordnung (EnEV) 2009 und deren Integration in das Gebäudeenergiegesetz (GEG) 2020 ist der Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes für Wohn- und Nichtwohngebäude nach DIN 4108-2 gesetzlich vorgeschrieben. Diese Regelungen gewährleisten, dass bereits in der Planungsphase Maßnahmen getroffen werden, um das Aufheizen von Räumen zu verhindern und so den Einsatz energieintensiver Klimaanlagen zu minimieren. Wir schauen uns die Regelungen einmal etwas genauer an und geben konkrete Tipps, wie sich die Räume vor Überhitzung schützen lassen.
Inhaltsverzeichnis
- Die rechtlichen Grundlagen
- Ziele des sommerlichen Wärmeschutzes
- Einflussfaktoren auf das Aufheizverhalten von Räumen
- Das ist die spezifische Wärmekapazität
- Arten der Bauweise und ihre Auswirkungen
- Sonneneintragskennwerte und Nachweise
- Der Einfluss von Fenstern und Sonnenschutz
- Lüftung und passive Kühlung
- Konstruktion und Materialwahl
- Konkrete Maßnahmen für den sommerlichen Wärmeschutz
- Sofortmaßnahmen bei zu viel Hitze im Raum
Die rechtlichen Grundlagen
Seit der Energieeinsparverordnung 2009 (EnEV) ist der Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes nach DIN 4108-2 für Wohn- und Nichtwohngebäude verpflichtend. Das Gebäudeenergiegesetz (GEG) von 2020 übernahm diese Anforderungen. Paragraph 14 des GEG beschreibt die Vorgaben für Neubauten. Auch für Erweiterungen bestehender Gebäude um mehr als 50 m² gelten diese Vorschriften.
Diese Regelungen stellen sicher, dass bereits in der Planungsphase eines Gebäudes Maßnahmen für den sommerlichen Wärmeschutz berücksichtigt werden. Ziel ist es, das Aufheizen von Räumen zu verhindern und so die Notwendigkeit von energieintensiven Klimaanlagen zu reduzieren.
Ziele des sommerlichen Wärmeschutzes
Der sommerliche Wärmeschutz hat zwei Hauptziele:
- Reduktion des Energieaufwands zur Kühlung der Räume: Klimaanlagen und Ventilatoren verbrauchen viel Energie. Durch präventive Maßnahmen kann dieser Verbrauch gesenkt werden.
- Erhalt eines angenehmen Innenraumklimas: Hohe Temperaturen in Innenräumen können das Wohlbefinden und die Leistungsfähigkeit der Bewohner beeinträchtigen. Ein effektiver Wärmeschutz sorgt dafür, dass die Temperaturen auch an heißen Tagen erträglich bleiben.
Diese Ziele sollen die Leistungsfähigkeit und das Wohlbefinden der Nutzer sicherstellen. Die DIN-Norm definiert dafür maximale Innentemperaturen zwischen 25 °C und 27 °C, je nach Klimaregion.
Einflussfaktoren auf das Aufheizverhalten von Räumen
Bereits in der Planungsphase eines Gebäudes lassen sich Maßnahmen für den sommerlichen Wärmeschutz berücksichtigen. Wichtige Faktoren sind:
- Ausrichtung der Fenster: Fenster in Richtung Süden und Westen lassen mehr Sonnenlicht herein und sollten daher besonders geschützt werden.
- Lage der Fenster (Wand oder Dach): Dachfenster lassen mehr Wärme herein als Wandfenster.
- Art der Verglasung: Sonnenschutzverglasungen mit einem niedrigen g-Wert reduzieren den Wärmeeintrag.
- Art und Lage des Sonnenschutzes: Außenliegende Sonnenschutzsysteme sind effektiver als innenliegende.
- Größe der Fensterflächen im Verhältnis zur Grundfläche: Große Fensterflächen erhöhen den Wärmeeintrag.
- Lüftung der Räume: Effektive Lüftungssysteme sorgen für Kühlung.
- Einsatz passiver Kühltechniken: Maßnahmen wie Gründächer oder Fassadenbegrünung.
- Konstruktionsweise der umschließenden Bauteile: Materialien mit hoher Wärmespeicherfähigkeit wirken temperaturausgleichend.
Die Materialien der Wände, Böden, Decken und Dächer beeinflussen, wie viel Wärme aufgenommen und wieder abgegeben wird. Entscheidende Kenngrößen sind der Wärmeeindringkoeffizient, die spezifische Wärmekapazität c und die wirksame Wärmekapazität Cwirk des Materials.
Das ist die spezifische Wärmekapazität
Die spezifische Wärmekapazität c ist eine Materialeigenschaft, ähnlich dem λ -Wert, und steht in Zusammenhang mit der Masse, also der Rohdichte eines Baustoffs. Der Wert der spezifischen Wärmekapazität cc gibt die Wärmemenge Q an, die benötigt wird, um die Temperatur eines Materials um 1 K zu erhöhen.
Baustoffe mit niedriger spezifischer Wärmekapazität benötigen weniger Energie, um ihre Temperatur zu erhöhen. Die spezifische Wärmekapazität ist eine wichtige Grundlage für den Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes und wird in Verbindung mit dem Flächenanteil eines Materials im Raum zur Ermittlung der wirksamen Wärmekapazität Cwirk genutzt.
Bei der Beurteilung der Wärmespeicherfähigkeit von außen gedämmten Konstruktionen sollten nur die raumseitigen Bauteilschichten berücksichtigt werden. Wenn dämmende Materialien innerhalb der Konstruktion vorhanden sind, wie es bei schwimmenden Estrichen häufig der Fall ist, sollte die Bilanzierung nur bis zur Dämmebene erfolgen, auch wenn diese weniger als 10 cm beträgt, da nur dieser Bereich als wirksame wärmespeichernde Masse gilt.
Arten der Bauweise und ihre Auswirkungen
Die DIN 4108-2 unterscheidet Bauweisen in leicht, mittel und schwer:
- Leicht: Cwirk / AG < 50 Wh/(Km²)
- Mittel: Cwirk / AG zwischen 50 Wh/(Km²) und 130 Wh/(Km²)
- Schwer: Cwirk / AG > 130 Wh/(Km²)
Schwere Bauweise bedeutet meist Stahlbetondecken und massive Wände mit einer Rohdichte über 1.600 kg/m³. Diese Konstruktionen reagieren träge auf Temperaturschwankungen, was im Sommer von Vorteil ist. Sie speichern Wärme und geben sie nur langsam ab.
Mittlere Bauweise umfasst ebenfalls Stahlbetondecken und massive Wände, jedoch mit einer Rohdichte ab 600 kg/m³.
Leichte Bauweise umfasst Trockenbauwände und abgehängte Decken. Diese Materialien haben eine geringe Wärmespeicherfähigkeit und erwärmen sich schneller.
Sonneneintragskennwerte und Nachweise
Der Sonneneintragskennwert ist eine wichtige Kenngröße zur Bewertung des sommerlichen Wärmeschutzes. Er wird berechnet aus der Größe und Qualität der Fensterflächen und dem Sonnenschutz im Verhältnis zur Grundfläche des Raums.
Die Berechnung des vorhandenen Sonneneintragskennwertes Svorh erfolgt nach der Formel:
Dabei stehen:
- Aw,j für die Fensterfläche eines Raumes in m²
- gtot,j für den Gesamtenergiedurchlassgrad des Glases einschließlich Sonnenschutz
- AG für die Nettogrundfläche des Raumes in m²
Der zulässige Sonneneintragskennwert Szul berücksichtigt Faktoren wie Bauart, Nachlüftungsmöglichkeiten, Fensterflächenanteil, Sonnenschutzglas und passive Kühlmaßnahmen.
Der Einfluss von Fenstern und Sonnenschutz
Fensterflächen haben großen Einfluss auf das Raumklima. Über die Fenster gelangt Sonnenlicht ins Innere und erwärmt die Bauteile und die Raumluft. Hier setzt der sogenannte Treibhauseffekt ein: Die kurzwellige Sonnenstrahlung passiert das Glas, wird im Raum in langwellige Wärmestrahlung umgewandelt und kann nicht mehr entweichen.
Die Größe der Fenster im Verhältnis zur Raumfläche ist daher entscheidend. Sonnenschutzverglasungen mit niedrigem Gesamtenergiedurchlassgrad (g-Wert) und außen liegende Sonnenschutzsysteme sind besonders effektiv.
Sonnenschutzsysteme wie Rollläden, Jalousien und Markisen verhindern das Eindringen von Sonnenstrahlen. Außen liegende Systeme sind dabei wirksamer als innen liegende.
Für die sonnenschutztechnische Qualität des Glases wird der g-Wert genutzt. Dieser Wert gibt den Gesamtenergiedurchlassgrad einer Verglasung an. Damit wird die Minderung der auftreffenden Sonnenstrahlung auf die Glastafeln bewertet. Der g-Wert einer Zweischeiben-Wärmeschutzverglasung liegt im Normalfall zwischen 0,72 und 0,65. Bei Sonnenschutzverglasungen sind dagegen g-Werte bis 0,20 möglich.
Die Bestimmung des vorhandenen Sonneneintragskennwertes nutzt gtot, der ermittelt wird aus:
Dabei stehen:
- FC für den Abminderungsfaktor für Sonnenschutzvorrichtungen
- g für den Gesamtenergiedurchlassgrad des Glases für senkrechten Strahlungseinfall
Die Verwendung von Sonnenschutzverglasungen sollte jedoch differenziert und auf den Einzelfall bezogen betrachtet werden. Da die Gläser eine stärkere Tönung haben, stehen der Einsparung an Kühlenergie höhere Kosten für die Beleuchtung der Räume über das gesamte Jahr gegenüber.
Lüftung und passive Kühlung
Eine effiziente Lüftung trägt erheblich zum sommerlichen Wärmeschutz bei. Nachtlüftung, bei der kühle Nachtluft ins Gebäude geleitet wird, senkt die Raumtemperatur effektiv. Auch Querlüftung, bei der Fenster auf gegenüberliegenden Seiten geöffnet werden, ist hilfreich.
Passive Kühlung nutzt natürliche Wärmeabfuhrmechanismen. Gründächer, begrünte Fassaden und helle Außenflächen reflektieren Sonnenlicht und reduzieren die Aufheizung.
Gründächer und begrünte Fassaden haben zusätzliche Vorteile. Sie verbessern das Mikroklima, reduzieren die Staubbelastung und bieten Lebensraum für Pflanzen und Tiere. Helle Außenflächen reflektieren die Sonnenstrahlen und verhindern so, dass die Gebäudehülle übermäßig aufgeheizt wird.
Konstruktion und Materialwahl
Die Wahl der Baumaterialien beeinflusst das Innenraumklima erheblich. Materialien mit hoher Wärmespeicherfähigkeit, wie Beton und Ziegel, wirken temperaturausgleichend. Dämmstoffe hingegen, die in leichten Bauweisen häufig verwendet werden, speichern kaum Wärme und lassen Räume schneller aufheizen.
Die Konstruktion von Wänden, Böden und Decken sollte daher so gestaltet sein, dass sie Wärme effizient speichern und zeitverzögert abgeben kann. Bei leichten Bauweisen ist es wichtig, zusätzlich auf effektiven Sonnenschutz und gute Lüftungsmöglichkeiten zu achten.
Ein wesentlicher Faktor zur Beurteilung der Konstruktion unter sommerlichen Bedingungen stellt die Art der Konstruktion von Wänden, Böden, Decken und Dächern dar. Alle raumumfassenden Bauteile nehmen Wärme aus der Raumluft oder durch direkte Sonnenbestrahlung auf, speichern diese und geben sie zeitverzögert wieder ab.
Konkrete Maßnahmen für den sommerlichen Wärmeschutz
Wie aus den bisherigen Erläuterungen hervorgeht, erfordert ein effektiver sommerlicher Wärmeschutz eine Kombination aus baulichen Maßnahmen, der Nutzung natürlicher Gegebenheiten und technischen Hilfsmitteln. Hier sind einige konkrete Strategien, die helfen, Innenräume auch bei hohen Außentemperaturen kühl zu halten:
1. Sonnenschutzsysteme
- Außenliegende Rollläden und Jalousien: Diese bieten den besten Schutz, da sie das Sonnenlicht blockieren, bevor es die Fenster erreicht und den Innenraum aufheizt.
- Markisen: Sie sind besonders effektiv über großen Fensterflächen oder Terrassentüren und können bei Bedarf ein- und ausgefahren werden.
- Sonnenschutzfolien: Diese werden auf die Fenster geklebt und reduzieren den Wärmeeintrag durch Reflexion und Absorption des Sonnenlichts.
- Fensterläden: Traditionelle Fensterläden, die außen an den Fenstern angebracht sind, bieten einen guten Schutz und können je nach Bedarf geöffnet oder geschlossen werden.
2. Sonnenschutzverglasung
- Low-E-Glas: Dieses Glas hat eine spezielle Beschichtung, die die Durchlässigkeit für Infrarotstrahlung reduziert und so den Wärmeeintrag verringert.
- Sonnenschutzglas: Dieses Glas hat einen niedrigen g-Wert und reduziert den Gesamtenergiedurchlass. Es ist ideal für große Fensterflächen.
3. Bauweise und Materialien
- Dämmung: Eine gute Dämmung der Gebäudehülle schützt nicht nur vor Kälte im Winter, sondern auch vor Hitze im Sommer. Besonders Dach und Fassade sollten gut gedämmt sein.
- Massive Bauweise: Gebäude aus schweren Materialien wie Beton oder Ziegel speichern Wärme und geben sie nur langsam ab. So bleiben die Räume tagsüber kühl. Nachts kann die gespeicherte Wärme nach draußen gelüftet werden.
- Dachbegrünung: Gründächer bieten zusätzlichen Schutz vor Sonneneinstrahlung und wirken kühlend, indem sie die Sonnenenergie absorbieren und verdunsten.
- Fassadenbegrünung: Pflanzen an der Fassade spenden Schatten und kühlen durch Verdunstung.
4. Lüftung und passive Kühlung
- Nachtlüftung: Durch Öffnen der Fenster in den kühleren Nachtstunden kann die angesammelte Wärme abgeführt und die Raumtemperatur gesenkt werden.
- Querlüftung: Das Öffnen von Fenstern auf gegenüberliegenden Seiten eines Gebäudes ermöglicht eine effektive Durchlüftung und Abkühlung.
- Ventilatoren: Sie sorgen für Luftzirkulation und können das Raumklima angenehmer machen, auch wenn sie die Raumtemperatur nicht direkt senken.
5. Beschattung
- Dachüberstände: Große Dachüberstände schützen Fenster und Wände vor direkter Sonneneinstrahlung.
- Pergolen: Mit Rankpflanzen bewachsene Pergolen bieten effektiven Sonnenschutz für Terrassen und Fenster.
- Innenliegende Rollos und Vorhänge: Dicke, helle Vorhänge oder Rollos reflektieren das Sonnenlicht und reduzieren den Wärmeeintrag.
6. Technische Maßnahmen
- Klimaanlagen: Sie bieten effektive Kühlung, sollten aber energieeffizient und sinnvoll eingesetzt werden, um den Energieverbrauch zu minimieren.
- Wärmepumpen: Diese Systeme können im Sommer als Klimaanlage genutzt werden und bieten gleichzeitig eine energieeffiziente Lösung für die Heizung im Winter.
- Automatisierte Sonnenschutzsysteme: Mit Sensoren ausgestattete Systeme passen den Sonnenschutz automatisch an die Sonneneinstrahlung an und optimieren so den Wärmeschutz.
7. Natürliche Klimatisierung
- Bäume pflanzen: Strategisch gepflanzte Bäume spenden Schatten und kühlen durch Verdunstung.
- Wasserflächen: Teiche oder Brunnen in der Nähe des Hauses können das Mikroklima verbessern und für Kühlung sorgen.
8. Anpassung der Raumgestaltung
- Möblierung: Helle Möbel und Wände reflektieren das Licht besser und reduzieren die Wärmeaufnahme.
- Textilien: Leichte Stoffe und Materialien für Vorhänge, Möbelbezüge und Teppiche tragen zu einem angenehmeren Raumklima bei.
Sofortmaßnahmen bei zu viel Hitze im Raum
Wer sich im Vorfeld nicht um den sommerlichen Wärmeschutz kümmert, bei dem fließt bei großer Hitze schnell der Schweiß. Insbesondere in Dachwohnungen klettern die Temperaturen dann oft auf über 30° C. Richtig kühl wird es dort ohne Klimaanlage oder bauliche Maßnahmen nicht werden, einige Sofortmaßnahmen können die Hitze aber dennoch erträglicher machen:
1. Fenster und Türen
- Fenster schließen: Halten Sie Fenster und Türen tagsüber geschlossen, um die Hitze draußen zu halten. Öffnen Sie sie nachts oder in den frühen Morgenstunden, wenn die Außentemperaturen kühler sind.
- Verdunkeln: Nutzen Sie Vorhänge, Rollos oder Jalousien, um direkte Sonneneinstrahlung zu verhindern. Helle, reflektierende Materialien sind besonders effektiv.
2. Ventilatoren
- Ventilatoren nutzen: Stellen Sie Ventilatoren auf, um die Luftzirkulation zu erhöhen. Platzieren Sie einen Ventilator vor einem geöffneten Fenster, um kühle Luft hereinzuziehen und warme Luft hinauszublasen.
- Eis-Trick: Stellen Sie eine Schüssel mit Eis vor den Ventilator. Der Ventilator bläst die kühle Luft aus der Schüssel durch den Raum.
3. Kühlung durch Wasser
- Feuchte Tücher: Hängen Sie feuchte Tücher oder Bettlaken vor offene Fenster oder Türen. Der Luftzug kühlt den Raum, indem er das Wasser verdunsten lässt.
- Kalte Dusche: Duschen Sie sich kurz kalt und lassen Sie Ihr Haar nass, um sich abzukühlen. Dies senkt Ihre Körpertemperatur und sorgt für ein kühleres Gefühl.
4. Beleuchtung und Geräte
- Elektrische Geräte ausschalten: Schalten Sie unnötige elektrische Geräte und Beleuchtung aus, da diese zusätzliche Wärme erzeugen.
- LED-Lampen: Verwenden Sie LED-Lampen, die weniger Wärme als herkömmliche Glühbirnen abgeben.
5. Textilien und Möbel
- Helle Textilien: Nutzen Sie helle Bettwäsche und Decken, die die Wärme weniger absorbieren. Baumwolle ist besonders geeignet, da sie atmungsaktiv ist.
- Kühle Materialien: Schlafen Sie auf kühlen Materialien wie Baumwoll- oder Bambusbettwäsche. Vermeiden Sie synthetische Stoffe, die die Wärme speichern.
6. Ernährung und Flüssigkeitszufuhr
- Wasser trinken: Trinken Sie viel Wasser, um Ihren Körper kühl zu halten und Dehydrierung zu vermeiden.
- Leichte Mahlzeiten: Essen Sie leichte Mahlzeiten, die den Körper nicht zusätzlich belasten. Vermeiden Sie heiße Speisen und Getränke.
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