Grundlagen solar + energetisch Optimierter Stadtplanung

<body bgcolor="#FFFFFF" text="#000000" link="#0000FF" vlink="#551A8B" alink="#FF0000" leftmargin="20"> <p> </p> <div align="center"><center><table border="3" cellpadding="2" cellspacing="3" width="90%" bgcolor="#FFFFFF" bordercolor="#FFFFFF" bordercolordark="#FFFFFF" bordercolorlight="#FFFFFF"> <tr> <td colspan="4" bgcolor="#FFFF00" bordercolor="#FFFFFF" bordercolordark="#FFFFFF" bordercolorlight="#FFFFFF"><p align="left"><img src="http://http://home.arcor.de/gosol3/gosinst3a.gif" width="1028" height="308"></p> </td> </tr> <tr> <td colspan="4" bgcolor="#006BD7"> </td> </tr> <tr> <td valign="top" rowspan="12" width="5%" bgcolor="#FFFF00"><p align="left"><font size="1" face="Arial">Besuchen Sie bitte auch die neben-<br> stehenden Seiten</font></p> </td> <td valign="top" width="30%" bgcolor="#FFFFC8"><p align="left"><a href="wasist.htm"><font color="#000080" size="1" face="Arial,Helvetica">Was ist energieeffiziente Stadtplanung"</font></a><font color="#000080" size="1"> </font></p> </td> <td rowspan="12" width="1" bgcolor="#006BD7"><p align="left">  </p> </td> <td valign="top" rowspan="12" width="64%" bgcolor="#FFFF00"><p align="left"><font size="7" face="Arial"><strong><br> Grundlagen<br> solar+energetischer Stadtplanung</strong></font></p> <p align="left"><font face="Arial">(C) 1996-2007 </font><a href="Wir.htm#Peter Goretzki"><font face="Arial">Dr. Peter Goretzki</font></a><font face="Arial">, </font><a href="http://www.gosol.de"><font face="Arial">www.gosol.de</font></a></p> </td> </tr> <tr> <td bgcolor="#FFFF00"><p align="left"><a href="grundl.htm"><font color="#000080" size="1" face="Arial,Helvetica">Grundlagen solar+energetischer Stadtplanung</font></a></p> </td> </tr> <tr> <td bgcolor="#FFFFC8"><p align="left"><a href="tools.htm"><font color="#000080" size="1" face="Arial,Helvetica">Planungsinstrumente</font></a><font size="1"> </font></p> </td> </tr> <tr> <td bgcolor="#FFFFC8"><p align="left"><a href="kennwert.htm"><font color="#000080" size="1" face="Arial,Helvetica">Solar+energetische Kennwerte</font></a></p> </td> </tr> <tr> <td width="30%" bgcolor="#FFFFC8"><p align="left"><a href="praxis.htm"><font color="#000080" size="1" face="Arial,Helvetica">Einbindung in die Planungspraxis</font></a><font color="#000080" size="1"> </font></p> </td> </tr> <tr> <td bgcolor="#FFFFC8"><p align="left"><a href="einspar.htm"><font color="#000080" size="1" face="Arial,Helvetica">Heizwärmeeinsparpotential</font></a><font color="#000080" size="1" face="Arial,Helvetica"> </font><a href="einspar.htm"><font color="#000080" size="1" face="Arial,Helvetica">Kosten-Nutzen-Effizienz</font></a><font color="#000080" size="1"> </font></p> </td> </tr> <tr> <td bgcolor="#FFFFC8"><p align="left"><a href="gosol.htm"><font color="#000080" size="1" face="Arial,Helvetica">GOSOL- das städtebauliche Simulationsprogramm</font></a><font color="#000080" size="1"> </font></p> </td> </tr> <tr> <td bgcolor="#FFFFC8"><p align="left"><a href="angebot.htm"><font color="#000080" size="2" face="Arial"><strong>Unser Dienstleistungsangebot:</strong></font></a><font color="#000080" size="2" face="Arial"><br> o </font><a href="angebot.htm"><font color="#000080" size="2" face="Arial">Beratung, </font></a><a href="angebot.htm"><font color="#000080" size="2" face="Arial">Analyse, Optimierung, Planung</font></a><font color="#000080" size="2" face="Arial"><br> o </font><a href="besonnungsgutachten.htm"><font color="#000080" size="2" face="Arial">Besonnungsgutachten</font></a></p> </td> </tr> <tr> <td bgcolor="#FFFFC8"><p align="left"><a href="handeln.htm"><font size="1" face="Arial">Kommunales Handeln + <strong>Projekt-Beispiele</strong></font></a></p> </td> </tr> <tr> <td bgcolor="#FFFFC8"><p align="left"><a href="info.htm"><font color="#000080" size="1" face="Arial,Helvetica">Broschüren, Tools, Software</font></a><font color="#000080" size="1"> </font></p> </td> </tr> <tr> <td bgcolor="#FFFFC8"><p align="left"><a href="termine.htm"><font color="#000080" size="1" face="Arial,Helvetica">Termine / Veranstaltungen</font></a><font color="#000080" size="1"> </font></p> </td> </tr> <tr> <td bgcolor="#FFFFC8"><p align="left"><a href="wir.htm"><font color="#000080" size="1" face="Arial,Helvetica">Wir über uns</font></a></p> </td> </tr> <tr> <td rowspan="2">  </td> </tr> </table> </center></div><p align="center"> </p> <p> </p> <p align="center"> </p> <table border="5" cellpadding="15" cellspacing="5" width="95%" bgcolor="#FFFF00" bordercolor="#FF0000"> <tr> <td><p align="center"><font color="#FF0000" size="4" face="arial, helvetica"><strong>Alle Texte, Abbildungen, Diagramme und weitere hier veröffentlichte Daten und Inhalte sind urheberrechtlich geschützt. </strong></font></p> <p align="center"><font color="#FF0000" size="3" face="arial, helvetica"><strong>Jede Reproduktion, Bearbeitung oder Wiedergabe des Ganzen oder von Teilen ist untersagt, soweit sie nicht vom Solarbüro Dr. Goretzki schriftlich genehmigt wurde. Zuwiderhandlung wird Zivil- und Strafrechtlich (UrhG § 102) verfolgt.</strong></font></p> <p align="center"><font color="#FF0000" size="3" face="arial, helvetica"><strong>Die Verwendung der Inhalte in Studienarbeiten, die nicht publiziert werden, sind mit vollständiger Quellenangabe zulässig:<br> </strong>Dr. Peter Goretzki, Solarfibel-Städtebauliche Maßnahmen, 4. Auflage 2004, Hrsg.: Wirtschaftministerium Baden-Württemberg</font></p> <p align="center"><a href="mailto:Dr.Goretzki@gosol.de"><font color="#FF0000" size="4" face="arial, helvetica">© 2007 by Dr.-Ing. Peter Goretzki, Stuttgart</font></a></p> </td> </tr> </table> <p align="center"> </p> <table border="5" cellpadding="10" cellspacing="5" width="95%" bordercolor="#FFFFFF" bordercolordark="#FFFFFF" bordercolorlight="#FFFFFF"> <tr> <td colspan="2" width="100%" bgcolor="#FFFF00"><a name="Inhalt"></a><font size="6" face="Arial"><strong>Inhalt:</strong></font><font size="4"><strong> </strong></font></td> </tr> <tr> <td width="50%" bgcolor="#FFFF00"><font size="4" face="Arial"><strong>Allgemeine Grundlagen</strong></font></td> <td width="50%" bgcolor="#FFFF00"><font size="4" face="Arial"><strong>Städtebauliche Grundlagen</strong></font></td> </tr> <tr> <td valign="top" width="50%" bgcolor="#FFFFB5"><a href="#Kenngrößen der Heizwärmebilanz"><font face="Arial">Kenngrößen der Heizwärmebilanz</font></a><p><a href="#Solareinstrahlung"><font face="Arial">Solarstrahlungsangebot</font></a></p> <p><a href="#Heizwärmebilanz von Gebäuden"><font face="Arial">Heizwärmebilanz von Gebäuden</font></a></p> <p><a href="#Wärmeverluste"><font face="Arial">Wärmeverluste</font></a></p> <ul> <li><a href="#Transmissionswärmeverlust"><font face="Arial">Transmissionswärmeverlust</font></a></li> <li><a href="#Lüftungswärmeverlust"><font face="Arial">Lüftungswärmeverlust</font></a></li> </ul> <p><a href="#Wärmegewinne"><font face="Arial">Wärmegewinne</font></a></p> <ul> <li><a href="#Passive Sonnenenergienutzung"><font face="Arial">Passive Sonnenenergienutzung</font></a></li> <li><a href="#Aktive Sonnenenergienutzung"><font face="Arial">Aktive Sonnenenergienutzung</font></a></li> </ul> <p><a href="#Mindestanforderungen an den baulichen Wärmeschutz nach WSchV'95"><font face="Arial">Mindestanforderungen an den baulichen Wärmeschutz</font></a></p> </td> <td valign="top" width="50%" bgcolor="#FFFFB5"><a href="#Kompaktheit der Gebäude"><font face="Arial">Kompaktheit</font></a> <ul> <li><a href="#Länge der Baukörper"><font face="Arial">Gebäudelänge</font></a></li> <li><a href="#Tiefe der Baukörper"><font face="Arial">Gebäudetiefe</font></a></li> <li><a href="#Anzahl der Geschosse"><font face="Arial">Anzahl der Vollgeschosse</font></a></li> <li><a href="#Dachform und Neigung"><font face="Arial">Dachausformung</font></a></li> <li><a href="#A/V-Verhältnis - (k)ein Maß"><font size="3" face="Arial">A/V-Verhältnis - (k)ein Maß für den wohnflächenspezifischen Heizenergiebedarf</font></a></li> </ul> <p><a href="#Passive Sonnenenergienutzung"><font face="Arial">Passive Solargewinne</font></a> </p> <ul> <li><a href="#Ausrichtung"><font face="Arial">Orientierung</font></a></li> <li><a href="#Verschattung durch Nachbargebäude"><font face="Arial">Verschattung durch Nachbargebäude</font></a></li> <li><a href="#Verschattung durch Bäume"><font face="Arial">Verschattung durch Laubbäume</font></a></li> </ul> </td> </tr> </table> <p align="center"><font color="#400040" face="Arial"><strong>Kontakt:<br> </strong>Institut für solare Stadtplanung ... </font><a href="mailto:Solarinstitut@gosol.de"><font color="#400040" face="Arial">Solarinstitut@gosol.de</font></a><font color="#400040" face="Arial"><br> Solarbüro für energieeffiziente Stadtplanung ... </font><a href="mailto:solarbuero@gosol.de"><font color="#400040" face="Arial">Solarbuero@gosol.de</font></a><font color="#400040" face="Arial"><br> Dr-Ing. Peter Goretzki ... </font><a href="mailto:Dr.Goretzki@gosol.de"><font color="#400040" face="Arial">Dr.Goretzki@gosol.de</font></a>  </p> <p align="center"> </p> <hr> <p> </p> <p> </p> <p><a name="Einführung"><font size="6" face="Arial"><strong>Einführung</strong></font></a></p> <p><font face="Arial"><img src="http://home.arcor.de/gosol3/enant2.gif" align="right" hspace="5" width="640" height="424"></font><font face="Arial">In der Bundesrepublik Deutschland werden etwa 38% des Endenergieverbrauchs für die Beheizung von Gebäuden aufgewandt. Dieser Verbrauchsbereich wird wesentlich durch gesetzliche Anforderungen, städtebauliche Vorgaben und die architektonische Umsetzung mitbestimmt.</font></p> <p><font face="Arial">Seit den 60er Jahren konnte durch stufenweise verschärfte <strong>Anforderungen an den baulichen Wärmeschutz</strong> - je nach Gebäudetyp - der Heizwärmebedarf von etwa 200 bis 300 kWh/m<sup>2</sup></font><font size="2" face="Arial"><sub>WF</sub></font><font face="Arial">a auf heute 60 bis 120 kWh/m<sup>2</sup></font><font size="2" face="Arial"><sub>WF</sub></font><font face="Arial">a vermindert werden. Durch den verringerten Heizwärmebedarf steigerte sich gleichzeitig der "Solare Heizungsbeitrag" der bei jedem Gebäude vorhandenen, kostenlosen Solargewinne der Fenster - günstige Vorgaben des Bebauungsplans vorausgesetzt - von etwa 10%-15% in den 60ern auf heute 20%-35%</font><font color="#000000" face="Arial"> (Dieser ohne technischen Aufwand kostenlos erzielbare Heizungsbeitrag wird in Energiestatistiken meist vergessen). </font></p> <p><font color="#000000" face="Arial">Damit gewannen neben der Kompaktheit, d.h. den Gebäudeabmessungen nun auch zunehmend die Besonnungsvoraussetzungen einen wesentlichen Einfluß auf den Heizwärmebedarf der Gebäude. </font></p> <p><font color="#000000" face="Arial">Ungünstige städtebauliche Vorgaben können jedoch den "Solaren Heizungsbeitrag" nahezu halbieren und den Heizwärmebedarf deutlich, d.h. je nach Dämmstandard um 10-20% bei üblich gedämmten Gebäuden (WSchV'84 bis EnEV'2002) bis hin zur Verdoppelung (Passivhaus) erhöhen.<br clear="all"> </font></p> <p> </p> <table border="0" cellpadding="10" cellspacing="0" width="100%"> <tr> <td width="100%" bgcolor="#FFFF00"><font size="6" face="Arial"><strong>ALLGEMEINE GRUNDLAGEN</strong></font></td> </tr> </table> <p> </p> <p><a name="Kenngrößen der Heizwärmebilanz"><font size="5" face="Arial"><strong>Kenngrößen der Heizwärmebilanz</strong></font></a></p> <p><font size="3" face="Arial"><img src="http://home.arcor.de/gosol3/warmbil.gif" align="right" hspace="5" vspace="5" width="320" height="375"></font><font size="3" face="Arial">Gebäude verlieren über das Dach, Fenster und Türen, Wände, den Boden und durch Luftaustausch Wärme. Der Wärmeverlust wird dabei neben den baulichen Wärmeschutzmaßnahmen durch das Klima sowie durch den Umgang der Bewohner mit Wärme bestimmt. </font></p> <p><font size="3" face="Arial">Um während der Heizperiode eine definierte Temperatur aufrechtzuerhalten, muß Gebäuden Energie zugeführt werden. Ein Teil dieser Energie kommt von außen durch die Sonneneinstrahlung in das Gebäude sowie aus Wärmequellen innerhalb des Gebäudes, wie beispielsweise Personen, Beleuchtung und Abwärme von Geräten. Die <strong>Heizwärmebilanz</strong> eines Gebäudes verrechnet diese Wärmegewinne mit den Wärmeverlusten und ermittelt hieraus den <strong>Heizwärmebedarf</strong>, also den Teil der benötigten Wärme, welcher dem Gebäude über die Heizungsanlage zugeführt werden muß.</font></p> <p><font size="3" face="Arial">Um den Heizwärmebedarf bei unterschiedlich großen Gebäuden vergleichen zu können, wurde als Kennzahl der <strong>spezifische Jahres-Heizwärmebedarf</strong> eingeführt. Dieser bezieht den Heizwärmebedarf eines Gebäudes auf dessen Volumen [kWh/m<sup>3</sup>a] oder dessen Nutzfläche [kWh/m²a]. Bezugszeitraum ist die Heizperiode von September bis Mai.</font></p> <p><font size="3" face="Arial"><em>Für die Interpretation des flächenspezifischen Heizwärmebedarfs ist die "Flächen-Definition" bedeutsam. Unterschiedliche Definitionen (z.B. Gebäudenutzfläche A</em></font><font size="2" face="Arial"><sub><em>N</em></sub></font><font size="3" face="Arial"><em> nach EnEV, Nutzfläche NF nach DIN 277 oder Wohnfläche WF nach der "Verordnung über wohnungswirtschaftliche Berechnungen -II.BV, welche die DIN 283 ersetzt) führen zu divergierenden Kennzahlen, welche gegebenenfalls zunächst in Entsprechung zur jeweiligen Nutzflächendefinition umgerechnet werden müssen. </em></font></p> <p><font size="3" face="Arial"><em>Auf dieser Webseite beziehen sich die Wärmeumsätze, soweit nicht anders angegeben, auf die Wohnfläche WF nach II.BV einschließlich der Treppenräume</em>.<br clear="all"> </font></p> <p><a href="#Inhalt"><img src="http://home.arcor.de/gosol3/zuruck.gif" align="right" border="0" hspace="20" width="96" height="24"></a> <br>   </p> <p><a name="Solareinstrahlung"><font size="5" face="Arial"><strong>Solarstrahlungsangebot</strong></font></a></p> <p><font size="3" face="Arial">Das Maß für die solare Einstrahlungsdichte eines bestimmten Ortes ist dessen <strong>Globaleinstrahlung</strong>. Die Globaleinstrahlung setzt sich aus der ungerichteten<strong> Diffuseinstrahlung</strong> sowie der direkt von der Sonne kommenden <strong>Direkteinstrahlung</strong> (erkenntlich am Schattenwurf) zusammen und wird auf eine horizontale Fläche bezogen angegeben. </font></p> <p><font size="3" face="Arial">Die <strong>Diffusstrahlung</strong> entsteht durch Streuung des Sonnenlichts in der Atmosphäre. Die Verteilung der Diffusstrahlung ist vom Bedeckungsgrad abhängig. Während bei klarem Himmel ein Intensitätsmaximum im Umfeld der Sonne feststellbar ist, verteilt sich die Diffusstrahlung bei völlig bedecktem Himmel nahezu gleichmäßig auf alle Himmelsrichtungen mit einem Intensitätsmaximum im Zenit. <br clear="all"> </font></p> <p><font size="3" face="Arial"><img src="http://home.arcor.de/gosol3/einst-bw.gif" align="middle" hspace="5" vspace="5" width="901" height="654"><br clear="all"> </font></p> <p><font size="3" face="Arial">Im Mittel der Heizperiode von September bis Mai beträgt der Anteil der diffusen Strahlung an der Globalstrahlung knapp zwei Drittel. Der hohe Diffusanteil ist auf die hohe Anzahl wolkiger Tage in unserem Klimabereich zurückzuführen, an denen ausschließlich ("bedeckt") oder überwiegend ("bewölkt") Diffusstrahlung festzustellen ist. </font></p> <p><font size="3" face="Arial"><em>Da die verschiedenen Solarsysteme den diffusen Strahlungsanteil unterschiedlich verwerten, ist die Aufteilung in Diffus- und Direkteinstrahlung ebenso wie deren Jahresgang für die Sonnenenergienutzung von großer Bedeutung. So nutzt das "Solarsystem Fenster" den Diffusanteil immer vollständig, während ein "thermischer Kollektor" diesen bei bedecktem Himmel, d.h. geringen Strahlungsdichten meist nicht verwerten kann. Weiter unterliegen die Diffuseinstrahlung und die Direkteinstrahlung unterschiedlichen Gesetzmäßigkeiten hinsichtlich der verschattungsbedingten Verminderung durch umliegende Objekte.</em> </font></p> <p><font size="3" face="Arial">Für die passive Sonnenenergienutzung durch Fenster sind Angaben zu der Einstrahlungsdichte auf vertikale Flächen entscheidend.</font></p> <p><font size="3" face="Arial">Bei vertikalen Wandflächen reicht der im Jahresmittel auf die Oberfläche auftreffende Diffusanteil von etwa der Hälfte bei Südausrichtung bis zu 95% bei Nordausrichtung.</font></p> <p><font size="3" face="Arial"><strong>Im Jahresgang der Direkt- und Global-Einstrahlung wird die besondere Eignung einer nach Süden ausgerichteten Fläche für die passive Sonnenenergienutzung mit maximalen Einstrahlungswerten im Winter und in der Übergangszeit offensichtlich.</strong></font></p> <p><font size="3" face="Arial"><em>Im Gegensatz zu der Direkteinstrahlung ist die Diffuseinstrahlung von der Ausrichtung der Empfangsfläche weitgehend unabhängig</em>. <em>Gegenüber nordorientierten vertikalen Flächen empfangen im Monatsmittel südorientierte Flächen nur ca. 10% mehr Diffuseinstrahlung.</em></font></p> <p> </p> <p><a href="#Inhalt"><img src="http://home.arcor.de/gosol3/zuruck.gif" align="right" border="0" hspace="20" width="96" height="24"></a> <br>   </p> <p><a name="Heizwärmebilanz von Gebäuden"><font size="6" face="Arial"><strong>Heizwärmebilanz von Gebäuden</strong></font></a></p> <p><font size="3" face="Arial">Die Heizwärmebilanz eines Gebäudes wird von dessen <strong>Wärmeverlusten</strong> und dessen <strong>Wärmegewinnen</strong> bestimmt. Die Anteile der Gewinn- und Verlustströme innerhalb der Wärmebilanz eines Gebäudes schwanken sowohl im Jahresgang als auch je nach Gebäudetyp. </font></p> <ul> <li><font size="3" face="Arial">Der spezifische <strong>Lüftungswärmeverlust</strong> beträgt bei manueller Lüftung ca. 60 kWh/m²<sub>WF</sub>a.</font></li> <li><font size="3" face="Arial">Der spezifische <strong>Transmissionswärmeverlust</strong> liegt für ein nach den Mindestanforderungen der EnEV 2002 gedämmtes Gebäude, in Entsprechung zu dessen Kompaktheit (A/V-Verhältnis), etwa zwischen 45 und 90 kWh/m²<sub>WF</sub>a. </font></li> </ul> <p><font size="3" face="Arial"><em>Die Anteile der Transmissions- bzw. Lüftungswärme-Verluste am Gesamtwärmeverlust variieren in Relation zur Kompaktheit und zum Wärmedämmstandard. Hier gilt: Je kompakter und besser gedämmt ein Gebäude, desto geringer der Anteil des Transmissionswärmeverlustes am Gesamtwärmeverlust.</em></font></p> <ul> <li><font size="3" face="Arial">Die <strong>Internen Wärmequellen</strong> können im Durchschnitt mit etwa 16 kWh/m<sup>2</sup><sub>WF</sub>a angesetzt werden (<em>Die EnEV setzt mit 22 kWh/m</em><sup><em>2</em></sup><sub><em>WF</em></sub><em>a einen relativ hohen Wert an). </em></font></li> <li><font size="3" face="Arial">Die zur Heizung nutzbaren<strong> passiven Solargewinne</strong> erreichen bei üblichen Fenstergrößen, je nach Klima und städtebaulich bedingten Besonnungsvoraussetzungen, etwa 15 bis 30 kWh/m<sup>2</sup><sub>WF</sub>a.</font></li> </ul> <p><font size="3" face="Arial"><em>Im Gegensatz zu den passiven Solargewinnen durch Verglasungen können die Solargewinne von geschlossenen Wand- oder Dachflächen in der Heizwärmebilanz von Gebäuden vernachlässigt werden, da sich absorbierte Solareinstrahlung und Abstrahlungsverluste weitgehend aufheben. </em></font></p> <p><font size="3" face="Arial"><strong>Der resultierende Heizwärmebedarf von nach den Mindestanforderungen der Energieeinspar-Verordnung 2002 gedämmten Gebäuden liegt zwischen etwa 60 kWh/m</strong><sup><strong>2</strong></sup><sub><strong>WF</strong></sub><strong>a bei hochverdichteten Bauformen und bis zu 120 kWh/m</strong><sup><strong>2</strong></sup><sub><strong>WF</strong></sub><strong>a bei freistehenden Einfamilienhäusern.</strong></font></p> <p><font size="3" face="Arial"><strong>Allgemein gilt: Je geringer der Transmissionswärmeverlust eines Gebäudes, desto größer wird der Einfluß der passiven Solargewinne, und desto geringer der des A/V-Verhältnisses auf die Heizwärmebilanz des Gebäudes. <br> <br> </strong></font></p> <p><font size="5"><img src="http://home.arcor.de/gosol3/enevpa.gif" align="middle" hspace="5" vspace="5" width="940" height="600"></font></p> <p><font size="5" face="Univers Condensed CE"><br clear="all"> </font></p> <p><a href="#Inhalt"><img src="http://home.arcor.de/gosol3/zuruck.gif" align="right" border="0" hspace="20" width="96" height="24"></a> <br>   </p> <p><a name="Wärmeverluste"><font size="6" face="Arial"><strong>Wärmeverluste</strong></font></a></p> <p><font size="3" face="Arial">Der <strong>Wärmeverlust</strong> eines Gebäudes setzt sich aus dem Transmissionswärmeverlust und dem Lüftungswärmeverlust zusammen. </font></p> <p><font size="3" face="Arial">Dabei sind die Wärmeverluste sowohl von äußeren Faktoren, wie beispielsweise dem Klima und dem Nutzerverhalten, als auch von gebäudespezifischen Voraussetzungen, wie Dämmstandard und Lüftungseinrichtungen sowie dem Oberflächen/Volumen-, bzw. Oberflächen/Nutzflächen-Verhältnis eines Gebäudes, abhängig.</font></p> <p><font size="3" face="Arial"><em>Mindestanforderungen an den baulichen Wärmeschutz werden durch die "</em></font><a href="#Mindestanforderungen an den baulichen Wärmeschutz nach WSchV'95"><font size="3" face="Arial"><em>Verordnung über energiesparenden Wärmeschutz und energiesparende Anlagentechnik von Gebäuden</em></font></a><font size="3" face="Arial"><em>" definiert.</em></font></p> <p> </p> <p><a name="Transmissionswärmeverlust"><font size="5" face="Arial"><strong>Transmissionswärmeverlust</strong></font></a></p> <p><font size="3" face="Arial">Der<strong> Transmissionswärmeverlust Q</strong><sub><strong>T</strong></sub> bilanziert den Wärmedurchgang durch die Hüllfläche des Gebäudes. Antriebskraft für den Wärmeverlust ist die Temperaturdifferenz zwischen dem Gebäudeinneren und der Umgebung (T<sub>I</sub> - T<sub>A</sub>). Der Transmissionswärmeverlust wird von der <strong>Außenoberfläche A</strong>, über die das Gebäude Energie verliert, und durch den<strong> baulichen Wärmeschutz k</strong> bestimmt ( Q<sub>T</sub>=A·k·(T<sub>I</sub>-T<sub>A</sub>)). </font></p> <p><font size="3" face="Arial">Durch eine Optimierung der wärmeübertragenden Gebäudeoberfläche A im Verhältnis zur Wohn-/Nutzfläche kann der Transmissionswärmeverlust durch städtebauliche Maßnahmen günstig beeinflußt werden.</font></p> <p><font size="2" face="Arial"><em><img src="http://home.arcor.de/gosol3/u-wert.gif" align="right" hspace="5" vspace="5" width="640" height="435"></em></font><font size="3" face="Arial"><em>Das Maß für den baulichen Wärmeschutz ist der </em><em><strong>Wärmedurchgangskoeffizient U </strong></em><em>(früher k-Wert). Der </em><em><strong>U-Wert</strong></em><em> gibt dabei den stündlichen Wärmestrom durch ein Bauteil mit einem m² Oberfläche bei einem Grad Temperaturdifferenz zwischen Innen- und Außenseite an. Je kleiner der k-Wert, desto geringer ist der Wärmestrom und damit der Wärmeverlust eines Bauteils. Bei homogenen Bauteilen ist der k-Wert umgekehrt proportional zur Bauteildicke, d.h. jede Verdoppelung der Bauteil-/Dämmstoffdicke halbiert den Wärmestrom. Mit zunehmendem Wärmeschutz wird daher der Einspareffekt einer zusätzlichen Dämmung immer geringer.</em></font></p> <p><font size="4"><br clear="all"> </font><a name="Lüftungswärmeverlust"><font size="5" face="Arial"><strong>Lüftungswärmeverlust</strong></font></a></p> <p><font size="3" face="Arial">Der <strong>Lüftungswärmeverlust Q</strong><sub><strong>L</strong></sub> bilanziert die durch den Luftaustausch verloren gegangene Wärmemenge. Der Luftaustausch ist primär notwendig, um die im Gebäude durch Atemluft, Pflanzen, heißes Wasser usw. freigesetzte Luftfeuchtigkeit abzutransportieren und so Bauschäden (Durchfeuchtung, Schimmelbildung) zu vermeiden. Der Lüftungswärmeverlust ist im wesentlichen davon abhängig, in wieweit der Luftaustausch den jeweiligen Erfordernissen (Feuchte, Gerüche, ...) entsprechend geregelt, bzw. ob aus der Abluft ein Teil der Wärme zurückgewonnen werden kann. Der Luftaustausch wird durch die Luftwechselrate ß quantifiziert. Diese gibt an, wie oft das Luftvolumen V<sub>L</sub> eines Raums je Stunde ausgetauscht wird. ( Q<sub>L</sub>= V<sub>L</sub>·ß·0.34·(T<sub>I</sub> -T<sub>A</sub>) ).</font></p> <p><font size="3" face="Arial"><strong>Die Beeinflussung des Luftwechsels entzieht sich weitgehend der städtebaulichen Planung.</strong></font></p> <p><font size="3" face="Arial"><em>Zur Vermeidung von Gerüchen, dem Abtransport von Kohlendioxid und Schadgasen in der Luft und zur Erneuerung des Luftsauerstoffs sind, im Gegensatz zum Abtransport der Luftfeuchtigkeit, nur relativ geringe Frischluftmengen notwendig. Zur Abführung der Luftfeuchtigkeit muß im Mittel pro Stunde 50% bis 80% der Luftmenge des Gebäudes ausgetauscht werden ("Notwendiger Luftwechsel"). Eine unkontrollierte Lüftung (gekipptes Fenster) bzw. ein "undichtes" Gebäude führen zu einem unnötig hohen Luftaustausch. Dagegen unterschreitet bei geschlossenen Fenstern der durch Wind hervorgerufene natürliche Luftwechsel den notwendigen Luftwechsel deutlich. </em></font></p> <p> </p> <p><a href="#Inhalt"><img src="http://home.arcor.de/gosol3/zuruck.gif" align="right" border="0" hspace="20" width="96" height="24"></a> <br>   </p> <hr> <p><a name="Wärmegewinne"><font size="6" face="Arial"><strong>Wärmegewinne</strong></font></a></p> <p><a name="Passive Sonnenenergienutzung"><font size="5" face="Arial"><strong>Passive Sonnenenergienutzung</strong></font></a></p> <p><font size="4" face="Arial"><strong>Solareinstrahlung und Wärmebilanz von Verglasungen</strong></font></p> <p><font size="3" face="Arial"><img src="http://home.arcor.de/gosol3/passol.gif" align="right" hspace="5" vspace="5" width="320" height="200"></font><font size="3" face="Arial">Mit seinen Fenstern besitzt jedes Haus ein höchst effizientes passives Solarsystem, das auch die einfallende Diffuseinstrahlung vollständig nutzen kann.</font></p> <p><font size="3" face="Arial">Ist Verschattungsfreiheit weitgehend erfüllt, und sind die Fensterflächen günstig ausgerichtet, übertrifft die <strong>Solareinstrahlung</strong> in das Fenster bei heute üblichen Glasarten während der Heizperiode dessen Transmissionswärmeverlust. </font></p> <p><font size="3" face="Arial"><strong>Fenster können damit unter günstigen Voraussetzungen einen positiven Heizungsbeitrag liefern, d.h. Wärme, die dem Gebäude ansonsten über die Heizungsanlage zugeführt werden müßte, ersetzen. <br clear="all"> </strong></font></p> <p><font size="3" face="Arial"><em><img src="http://home.arcor.de/gosol3/4fe-k_bw.gif" align="right" hspace="5" vspace="5" width="640" height="548"></em></font><font size="3" face="Arial"><em>Die Wärmebilanz eines Fensters ist zum einen von den städtebaulichen die Solareinstrahlung bestimmenden Randbedingungen wie Orientierung und Verschattung, daneben aber auch von den stofflichen Eigenschaften der Verglasung, dem Gesamtenergiedurchlaßgrad g (g-Wert) und dem Wärmedurchgangskoeffizienten k (k-Wert) abhängig. Der Gesamtenergiedurchlaßgrad g gibt an, welcher Anteil der Sonnenenergie (Licht- und Wärmestrahlung) durch eine Verglasung, bei einem Einfallswinkel von 90° zur Glasebene (ab ca. 40° sinkt der g-Wert schnell gegen Null ab), in den Raum gelangen kann. Der Wärmedurchgangskoeffizient k</em><sub><em>F</em></sub><em> gibt an, wie hoch der Wärmeverlust des Fensters ist. Je kleiner der k</em><sub><em>F </em></sub><em>-Wert bei einem möglichst großen g-Wert und geringem Rahmenanteil , desto energetisch günstiger ist das Fenster. Der äquivalente Wärmedurchgangskoeffizient k</em><sub><em>eq</em></sub><em> faßt Solargewinne S</em><sub><em>F</em></sub><em> und Wärmeverluste des Fensters zusammen - solar+energetisch gute Fenster erreichen negative k</em><sub><em>eq</em></sub><em>-Werte (=Wärmegewinn).</em></font></p> <p><font size="4"><br wp="BR1"> <br wp="BR2"> </font></p> <p><font size="4" face="Arial"><strong>Solargewinn und solarer Nutzungsgrad</strong></font></p> <p><font size="3" face="Arial">Da bei der passiven Sonnenenergienutzung der Ort der Wärmeentstehung, der Wärmenutzung und Wärmespeicherung identisch ist, kann ohne Überwärmung der Räume nur ein begrenztes solares Wärmeangebot genutzt werden. </font></p> <p><font size="3" face="Arial">Der nutzbare <strong>Solargewinn</strong>, d.h. derjenige Anteil der Solar<u>einstrahlung</u>, der tatsächlich Heizenergie ersetzt, ist vom Verhältnis zwischen Solareinstrahlung und Wärmebedarf des Solarraums bzw. des Gebäudes abhängig. Je höher die solare Einstrahlung und je geringer der Wärmebedarf sowie die Speicherkapazität, desto geringer ist der <strong>solare Nutzungsgrad</strong>, d.h. das Verhältnis zwischen dem nutzbaren Solargewinn und insgesamt in den Raum eingestrahlter Solarenergie. Daraus ergibt sich auch ein typischer Jahresgang mit geringen solaren Nutzungsgraden in der Übergangszeit und sehr hohen Nutzungsgraden im Winter.</font></p> <p><font size="3" face="Arial"><em>Bei üblichen Fenstergrößen (ca. 12%-18% der Wohnfläche) erreicht der nutzbare, passive Solargewinn eines Gebäudes während der Heizperiode unter günstigen Voraussetzungen ca. 20-30 kWh/m</em><sup><em>2</em></sup><em>a Wohnfläche bzw. bis zu 350 kWh/m</em><sup><em>2</em></sup><em>a Fensterfläche.</em></font></p> <p><font size="3" face="Arial"><em>Große Fensterflächen und Wintergärten erhöhen zwar die Wohnqualität, können jedoch die Solargewinne nicht beliebig erhöhen. Je nach Verglasungsart, Wärmebedarf des Gebäudes und äußeren Einstrahlungsbedingungen ergibt sich eine "optimale Verglasungsfläche".</em></font></p> <p><font size="3" face="Arial"><em>Eine Vergrößerung der Fensterfläche bis zur "optimalen Verglasungsfläche" verringert den Heizwärmebedarf des Gebäudes. Wird die "optimale Verglasungsfläche" überschritten, steigt der Heizwärmebedarf wieder an, da der Solarenergiebedarf in der Übergangszeit bereits durch kleinere Fensterflächen weitgehend abgedeckt ist, und eine weitere Solarenergiezufuhr nicht mehr verwertet werden kann, während sich der Wärmeverlust der Glasflächen in den Wintermonaten mit zunehmender Fensterfläche linear vergrößert. </em></font></p> <p><font size="3" face="Arial"><em><u>Überdimensionierte</u></em><em> Glasflächen und insbesondere </em><em><u>beheizte</u></em><em> Wintergärten bewirken folglich insgesamt einen Anstieg des Heizwärmebedarfs.</em></font></p> <p><a href="#Inhalt"><img src="http://home.arcor.de/gosol3/zuruck.gif" align="right" border="0" hspace="20" width="96" height="24"></a> <br>   </p> <p><a name="Aktive Sonnenenergienutzung"><font size="5" face="Arial"><strong>Aktive Sonnenenergienutzung</strong></font></a></p> <p><font size="3" face="Arial">Gegenüber der passiven wird bei der aktiven Sonnenenergienutzung die erzeugte Wärme nicht direkt am Ort der Entstehung genutzt, sondern aktiv an den Ort des Verbrauchs transportiert oder zwischengespeichert. </font></p> <p><font size="2" face="Arial"><img src="http://home.arcor.de/gosol3/kollmon.gif" align="right" hspace="5" vspace="5" width="640" height="500"></font><font size="3" face="Arial">Damit benötigen alle <strong>aktiven Systeme</strong> für die Nutzung der Sonnenenergie Kollektorflächen, Verteilsysteme, Wärmetauscher und Speichersysteme. Neben dem Materialeinsatz für die Kollektoranlage wird zudem Hilfsenergie, z.B. zum Betrieb von Pumpen, benötigt. Desweiteren müssen, wie bei jeder zentralen Warmwasserbereitung, systembedingte Speicher- und Verteilungsverluste berücksichtigt werden, die den Energiegewinn schmälern.</font></p> <p> </p> <p><font size="4" face="Arial"><strong>Thermische Sonnenenergienutzung</strong></font></p> <p><font size="3" face="Arial">Im <strong>Sonnenkollektor</strong> wird ein Wärmeträger vom Sonnenlicht erwärmt. Die aufgenommene Wärme kann direkt oder über Wärmetauscher zur Schwimmbadbeheizung, zur Brauchwassererwärmung oder zur Gebäudeheizung genutzt werden. </font></p> <p><font size="3" face="Arial"><strong>Je nach gewünschter Nutzung bzw. den angestrebten Betriebszeiträumen für die Kollektoranlagen ergeben sich unterschiedliche Anforderungen an die städtebaulichen Voraussetzungen.</strong></font></p> <p><font size="3" face="Arial"><em>Kollektoren können erst ab einem bestimmten Schwellenwert, der durch die thermischen und solaren Verluste des jeweiligen Kollektortyps bestimmt wird, nutzbare Wärme abgeben. Die thermischen Verluste eines Kollektors steigen dabei mit der Temperaturdifferenz zwischen Umgebung und Nutzwärme an. Im Winter sinkt daher der Kollektorwirkungsgrad. Anders als bei der passiven Sonnenenergienutzung durch Fenster ist der Sonnenkollektor dann meist nicht in der Lage, die diffuse Einstrahlung (bei bedecktem Himmel) in Nutzwärme umzusetzen. </em></font></p> <p><font size="3" face="Arial"><em>Die nutzbare Wärmeabgabe eines Flachkollektors beträgt ca. 450 kWh pro Jahr und Quadratmeter Kollektorfläche. Vakuum-Röhrenkollektoren erbringen höhere Erträge, benötigen damit weniger Fläche, sind aber wesentlich teurer.</em> <em>Brauchwasserkollektor-Anlagen können im Sommerhalbjahr einen Großteil, über das Jahr betrachtet ca. 50-65% des Energiebedarfs zur Warmwasserbereitung von ca. 400-700 kWh/a pro Person abdecken. Hierzu ist eine Kollektorfläche von etwa 1.0 bis 1.5 m² erforderlich (Flachkollektor).</em></font></p> <p><font size="3" face="Arial"><em>Höhere Deckungsgrade sind technisch möglich, jedoch weniger wirtschaftlich, da der sommerliche Energieüberschuß nicht verwertet werden kann. Zentrale Solare Nahwärmesysteme sind dabei ökonomischer als getrennte kleine Einzelanlagen.</em> <em>Ungünstige städtebauliche Randbedingungen, wie Verschattung oder falsche Neigung und Orientierung der Dachflächen, können bei auf Sommerbetrieb ausgelegten Kollektoranlagen in begrenztem Maß, zu Lasten der Wirtschaftlichkeit durch größere Kollektorflächen kompensiert werden.</em></font></p> <p><font size="3" face="Arial"><em>Zur aktiven Nutzung der Solarenergie für die Gebäudeheizung werden großvolumige saisonale Speicher in Verbindung mit Solaren Nahwärmekonzepten notwendig.</em></font></p> <p><font size="4" face="Arial"><strong>Photovoltaik</strong></font></p> <p><font size="3" face="Arial"><strong>Solarzellen</strong> verwandeln diffuses und direktes Sonnenlicht in elektrischen Strom. Die immer noch sehr hohen Kosten für Photovoltaikanlagen bedingen optimal ausgerichtete und verschattungsfreie Empfangsflächen und stellen damit besonders hohe Anforderungen an die städtebaulichen Vorgaben.</font></p> <p><a href="#Inhalt"><img src="http://home.arcor.de/gosol3/zuruck.gif" align="right" border="0" hspace="20" width="96" height="24"></a> <br>   </p> <p><font size="4"><br wp="BR2"> </font></p> <p><a name="Mindestanforderungen an den baulichen Wärmeschutz nach WSchV'95"><font size="6" face="Arial"><strong>Mindestanforderungen an den baulichen Wärmeschutz nach </strong></font></a><font size="6" face="Arial"><strong>EnEV 2006</strong></font></p> <p><font size="3" face="Arial">Die Mindestanforderungen an den baulichen Wärmeschutz von beheizten Gebäuden werden durch die im Febraur 2002 in Kraft getretene Energieeinsparverordnung EnEV definiert. Diese bestimmt in direkter Abhängigkeit vom Verhältnis der wärmeübertragenden Umfassungsfläche A zum hiervon eingeschlossenen Bauwerksvolumen V (A/V-Verhältnis) den für Wohngebäude maximal zulässigen, im Rahmen des Baugenehmigungsverfahrens nachzuweisenden spezifischen Jahres-Primärenergiebedarf Q"<sub>P</sub> innerhalb einer Spannweite von 67 bis 135 kWh je m² Gebäudenutzfläche [kWh/m²a] nach der Formel:<br> Q"<sub>P</sub> = 50,94 + 75,29 x A/V + 2600/(100+A</font><font size="1" face="Arial">N</font><font size="3" face="Arial">)</font></p> <p><font size="3" face="Arial">Zusätzlich wird der spezifische Transmissionswärmeverlust begrenzt auf:<br> QT = 0,3 + 0,15 / (A/V)</font></p> <p><font face="Arial">(Für Nichtwohngebäude sowie Wohngebäude mit überwiegend elektrischer Warmwasserbereitung gelten andere Anforderungen)</font></p> <p><font size="3" face="Arial"><strong>Der Jahres-Primärenergiebedarf Q"</strong><sub><strong>P</strong></sub><strong> nach EnEV ist </strong><strong><u>ausschließlich</u></strong><strong> vom A/V-Verhältnis und damit von der Gebäudegeometrie abhängig. </strong></font></p> <p><font size="3" face="Arial"><strong>Je kleiner das A/V-Verhältnis, d.h. je "kompakter" das Gebäude, desto geringer ist der Jahres-Primärenergiebedarf, und desto geringer sind die Anforderungen an den baulichen Wärmeschutz.</strong></font></p> <p><font size="3" face="Arial"><strong><img src="http://home.arcor.de/gosol3/enev_anforderung.gif" align="absmiddle" width="1024" height="667"></strong></font></p> <p> </p> <p><font size="3" face="Arial"><em>Mit zunehmendem A/V-Verhältnis steigen die Anforderungen an den baulichen Wärmeschutz, d.h die erforderliche Wärmedämmung, deutlich an. So erreicht ein kompakter Geschoßwohnungsbau bereits bei einem mittleren k-Wert von ca. 0.9 W/m²K den Nachweiswert bezüglich des Jahres-Primärenergiebedarfs Q"</em><sub><em>P</em></sub><em> von 60 kWh/m²a, während das freistehende Einfamilienhaus einen mittleren k-Wert von 0.5 W/m²K erreichen muß, um einen Jahres-Primärenergiebedarf von 90 kWh/m²a einzuhalten.</em></font></p> <p><font size="3" face="Arial"><strong>Bauformen mit hohem A/V-Verhältnis verbrauchen trotz höheren, für den baulichen Wärmeschutz erforderlichen Aufwendungen (größere Dämmstoff-/Wanddicken und damit höhere Baukosten) mehr Energie als kompakte Bauformen. Gleichzeitig bieten kompakte Bauformen durch erhöhten, auch wirtschaftlich sinnvollen Wärmeschutz, noch ein erhebliches, zusätzliches Einsparpotential.</strong></font></p> <p><font size="3" face="Arial"><strong>Mit der Entscheidung über die Gebäudetypologie, die Bauweise und das Maß der baulichen Nutzung wird der maximale spezifische Jahres-Primärenergiebedarf Q"</strong><sub><strong>P </strong></sub><strong>nach EnEV 2002 innerhalb eines Bereichs von 50 bis 100 kWh/m² vorbestimmt (Klima Köln).</strong> </font></p> <p><font size="3" face="Arial">Nach den Mindestanforderungen der EnEV 2002 gedämmte Gebäude verbrauchen damit, als Anhaltswert etwa 7.5 bis 15 l Heizöl je Jahr und Quadratmeter Wohnfläche<strong>.</strong></font></p> <p><font color="#0000FF" size="3" face="Arial"><strong><img src="http://home.arcor.de/gosol3/enev_wirkung.gif" width="1024" height="697"></strong></font></p> <p><font color="#000000" size="3" face="Arial"><strong>Anders als in der EnEV postuliert bewirkt die EnEV 2002 gegenüber der WSchVO'95 keine allgemeine Energieeinsparung von 25%. </strong></font></p> <p><font color="#000000" size="3" face="Arial"><strong>Im Gegenteil. Nach den Mindest-Anforderung der EnEV gedämmte Gebäude dürfen mit solarunterstützter Brennwerttechnik (A3), Wärmepumpe (A5) oder bei Fernwärme (A67) bis zu 15% mehr Wärme als nach der WSchVO'95 verbrauchen. </strong></font></p> <p><font color="#000000" size="3" face="Arial"><strong>Die EnEV 2002 legt damit keineswegs die Niedrigenergiebauweise als Standard fest, sondern fällt oft hinter die WSchVO'95 zurück.</strong></font><font color="#000000" size="4"> <br wp="BR1"> </font></p> <hr> <p><br>   </p> <table border="0" cellpadding="10" cellspacing="0" width="100%"> <tr> <td width="100%" bgcolor="#FFFF00"><font size="6" face="Arial"><strong>STÄDTEBAULICHE GRUNDLAGEN</strong></font></td> </tr> </table> <p>  </p> <p><font size="5" face="Arial"><b>Leitfaden für den städtebaulichen Entwurf</b></font> </p> <p><font size="4" face="Arial"><b>Ansätze zur Verminderung des Heizwärmebedarfs</b></font> </p> <p><font face="Arial">Zur Senkung des Heizwärmebedarfs als maßgeblicher Zielgröße der Minderung des umweltrelevanten CO<sub>2</sub>-Ausstoßes sind zwei grundsätzlich unterschiedliche Ansätze möglich:</font> </p> <ul> <li><font face="Arial">Das <b>Verlustminimierungsprinzip</b> versucht, die Wärmeverluste durch kompakte Baukörper und hohen Wärmeschutz zu minimieren.</font></li> </ul> <ul> <li><font face="Arial">Das <b>Gewinnmaximierungsprinzip </b>setzt, über eine Maximierung der nach Süden ausgerichteten Fassadenanteile und damit Fensterflächen, auf möglichst hohe solare Gewinne.</font></li> </ul> <p><font face="Arial">Welches Prinzip, oder besser welche <b>Kombination</b> beider Prinzipien, im Einzelfall erfolgreicher ist, wird durch äußere Randbedingungen wie Klima, Grundstückssituation, Bebauungsdichte usw. bestimmt.</font> </p> <p><font face="Arial">Städtebauliche Maßnahmen zur Minimierung der Wärmeverluste bzw. zur Maximierung der Solargewinne stehen oftmals in Konkurrenz zueinander. So wird beispielsweise eine Reduzierung der Gebäudehöhe zwar die Verschattungswirkung auf Nachbargebäude vermindern, dort also zu höheren Solargewinnen führen. Die gleiche Maßnahme kann allerdings auch, durch eine geringere Kompaktheit, den spezifischen Wärmeverlust des Gebäudes erhöhen.</font> </p> <p><font face="Arial"><b>Dies macht eine quantitative Optimierung, d.h. die Erfassung der solar+energetischen Wirkungen einer Maßnahme, sowohl auf die Solargewinne als auch auf die Wärmeverluste notwendig. Dabei kann das Optimierungsergebnis, je nach klimatischen Voraussetzungen, Gebäudetyp oder Anforderungen an den Wärmeschutz unterschiedlich ausfallen.</b></font> <br>   <br>   <br>   </p> <table border="0" cellpadding="10" width="100%" bgcolor="#FFFF00"> <tr> <td valign="top"><font size="4" face="Arial"><b>Eine einseitige Auslegung oder Optimierung einer Planung allein auf hohe Solargewinne oder niedrige Wärmeverluste birgt die Gefahr, daß die angestrebte Verminderung des Heizwärmebedarfs ausbleibt, oder sogar eine Erhöhung des Heizwärmebedarfs eintritt. </b></font> <p><font size="4" face="Arial"><b>Energetisch optimieren heißt immer beide Faktoren im Hinblick auf die resultierende Heizwärmebilanz optimal abzustimmen.</b></font></p> </td> </tr> </table> <p><br>   </p> <p><font face="Arial"><b>Eine umfassende solar+energetische Planungsoptimierung erfordert aufgrund der komplexen Wirkungszusammenhänge immer die Computersimulation mit einem speziellen städtebaulichen Energie-Simulationsprogramm.</b></font> </p> <p><font face="Arial">Einer Optimierung geht jedoch immer die Entwicklung einer solar+energetisch tragfähigen städtebaulichen Konzeption voraus.</font> </p> <p><font face="Arial">Nachfolgend sollen deshalb die grundlegenden, die Heizwärmebilanz von Neubaugebieten im Rahmen der städtebaulichen Planung beeinflussenden Wirkungszusammenhänge sowie städtebauliche Maßnahmen zur Senkung des Heizwärmebedarfs dargestellt werden.</font> </p> <p> </p> <p> </p> <table border="0" cellpadding="10" cellspacing="0" width="100%"> <tr> <td width="40"><img src="http://home.arcor.de/gosol3/achtung.gif" width="112" height="96"></td> <td valign="top" bgcolor="#ACFFFF"><font color="#FF0000" size="5" face="Arial"><strong>Achtung ! <br> </strong></font><font color="#FF0000" size="4" face="Arial"><strong>Die nachfolgenden Diagramme sollen die Wirkungsweise der einzelnen, die solar und energetische Effizienz einer städtebaulichen Konzeption beeinflussenden Faktoren aufzeigen. </strong></font><p><font color="#FF0000" size="4" face="Arial"><strong>Eine solar+energetische Bewertung oder Optimierung einer Planung anhand dieser Diagramme ist nicht möglich ! </strong></font></p> </td> </tr> </table> <p><br clear="all"> <br>     </p> <p><a name="Verminderung der Wärmeverluste"></a><font size="5" face="Arial"><b>Verminderung der Wärmeverluste</b></font> </p> <p><a name="Kompaktheit der Gebäude"></a><font size="4" face="Arial"><b>Kompaktheit der Gebäude</b></font> </p> <p><font face="Arial">Gebäude verlieren durch ihre Hüllfläche Wärme an die Umgebung. Ein wesentliches Instrument der städtebaulichen Planung stellt die Minimierung der wärmeübertragenden Hüllflächen im Verhältnis zur davon eingeschlossenen Nutzfläche, d.h. die Beeinflussung der Kompaktheit von Gebäuden dar.</font> </p> <p><font face="Arial"><b>Je kleiner die wärmeübertragende Hüllfläche A im Verhältnis zur Nutzfläche, </b>oder vereinfacht, zum Gebäudevolumen V <b>wird, desto weniger Wärme verliert - eine gleichbleibende Wärmedämmung vorausgesetzt - ein Gebäude bezogen auf seine Nutzfläche</b> bzw. sein Volumen<b>. Der spezifische Wärmeverlust nimmt also ab.</b></font> </p> <p><font face="Arial">Als Maß für die Kompaktheit eines Baukörpers gilt </font><a href="#A/V-Verhältnis - (k)ein Maß"><font face="Arial">vereinfacht</font></a><font face="Arial"> das<b> A/V-Verhältnis</b>.</font> <br>   <br>   </p> <p><a name="Bauweise/Gebäudetyp"></a><font size="4" face="Arial"><b>Bauweise/Gebäudetyp</b></font> </p> <p><font face="Arial">Für das A/V-Verhältnis ist zunächst die Bauform, d.h. die Gebäudetypologie maßgeblich. Für jede Bauform ergibt sich innerhalb der vom jeweiligen Baukörpervolumen bestimmten Spannweite ein typisches A/V-Verhältnis.</font> </p> <p><font face="Arial">A/V-Werte der verschiedenen Bauformen reichen dabei von 0,25 bei einer mehrgeschossigen Blockrandbebauung bis zu etwa 1,2 bei einem eingeschossigen Winkelbungalow (siehe Abb.2).</font> </p> <p><font face="Arial"><b>Verdichtete Bebauungsformen tendieren grundsätzlich zu günstigen A/V-Verhältnissen.</b></font> </p> <p><font face="Arial">Innerhalb der einzelnen Bauformen ergibt sich jedoch eine große Spannweite hinsichtlich des A/V-Verhältnisses und damit auch des Heizenergiebedarfs. <br> Diese Spannweite - nicht die Auswahl der Bauweise - ist Gegenstand einer solar+energetischen Bebauungsplanoptimierung.</font></p> <p> </p> <p><img src="http://home.arcor.de/gosol3/avtypenf.gif" alt="A/V-Verhältnis und Gebäudetypologie" width="1024" height="768"><font size="4" face="Arial"><b>Die Wahl der Bauform ist damit die wesentlichste städtebauliche Weichenstellung für den Heizwärmebedarf einer Neubausiedlung. Hier gilt: Je kleiner das mittlere A/V-Verhältnis des Planungsbereichs, desto geringer tendenziell der spätere Heizwärmebedarf.</b></font> </p> <p> </p> <p><a href="#Inhalt"><img src="http://home.arcor.de/gosol3/zuruck.gif" align="right" border="0" hspace="20" width="96" height="24"></a> <br>   </p> <p><a name="Ausformung der Baukörper"></a><font size="4" face="Arial"><b>Ausformung der Baukörper</b></font> </p> <p><font face="Arial">Neben der Bauform, d.h. dem absoluten Volumen eines Baukörpers, <strong>wird die Kompaktheit durch die Ausformung des Baukörpers</strong> bestimmt.</font> </p> <p><font face="Arial">Gemäß den geometrischen Gesetzen, würde sich ein möglichst großer, <b>gleichseitiger Würfel,</b> bzw. ein Kreiszylinder, Kugel oder Halbkugel als idealer Baukörper anbieten. Die rein geometrische Betrachtung ignoriert jedoch die Tatsache, daß ein Gebäude über die Basisfläche, gegenüber den an die Außenluft angrenzenden Bauteilen nur etwa halb so viel Energie verliert.</font> </p> <p><font face="Arial">Die <b>Erfordernis einer natürlichen Belichtung und Belüftung begrenzt</b> - zumindest im Wohnungsbau -<b> die größtmögliche quadratische Grundfläche</b> eines Baukörpers und damit die Wahl der energetisch "idealtypischen", kubischen Bauform. Neben der absoluten Größe des Baukörpervolumens wird entscheidend, wie letzteres durch seine Länge, Tiefe und Höhe ausgeformt ist.</font> </p> <p><font face="Arial">Die nachfolgenden Betrachtungen sollen zeigen, wie sich die Veränderung der Gebäudelänge, der Gebäudetiefe und der Anzahl der Vollgeschosse auf das A/V-Verhältnis auswirkt. Dabei sollen insbesondere <b>Schwellenwerte</b> aufgezeigt werden, ab welchen einerseits besonders starke und andererseits keine wesentlichen Auswirkungen auf das A/V-Verhältnis und damit den spezifischen Wärmeverlust mehr feststellbar sind.</font> </p> <p><font color="#800000" face="Arial"><b>Bitte beachten Sie, daß das Baukörpervolumen bei dieser Darstellungsweise nicht konstant bleibt, sondern mit dem jeweils dargestellten Geometriefaktor anwächst.</b></font> </p> <p><a href="#Inhalt"><img src="http://home.arcor.de/gosol3/zuruck.gif" align="right" border="0" hspace="20" width="96" height="24"></a> <br>   <br>   </p> <p><a name="Länge der Baukörper"></a><font size="4" face="Arial"><b>Länge der Baukörper</b></font> </p> <p><img src="http://home.arcor.de/gosol3/av_l-z.gif" align="right" border="1" hspace="0" width="640" height="480"><font face="Arial">Das A/V-Verhältnis eines Baukörpers nimmt - bei unverändertem Baukörperquerschnitt - mit zunehmender Länge L des Gebäudes oder der Hausgruppe ab. Dabei treten ausgeprägte Schwellenwerte auf.</font> </p> <p><font face="Arial">Wie Abb.3 zeigt ist, besonders bei mehrgeschossigen Gebäuden, beim Unterschreiten einer Gebäude-/Zeilenlänge von etwa 20 bis 30 m, ein überproportional starker Anstieg des A/V-Verhältnisses zu verzeichnen. Dagegen verliert sich dieser Einfluß zunehmend bei Gebäude-/Zeilenlängen von mehr als 50 m.</font> </p> <p><font face="Arial"><b>Die Gebäude-/Zeilenlänge sollte aus energetischen Gesichtspunkten bei zweigeschossigen Gebäuden etwa 20 m, bei mehrgeschossigen Gebäuden ca. 30 m, nicht unterschreiten.</b></font> </p> <p><font face="Arial"><b>Eine Erhöhung der Länge des Baukörpers über 50 m hinaus ist dagegen energetisch kaum noch wirksam.</b></font> </p> <p><a href="#Inhalt"><img src="http://home.arcor.de/gosol3/zuruck.gif" align="right" border="0" hspace="20" width="96" height="24"></a> <br>  <br clear="all"> <br>   </p> <p><a name="Tiefe der Baukörper"></a><font size="4" face="Arial"><b>Tiefe der Baukörper</b></font> </p> <p><img src="http://home.arcor.de/gosol3/av_t-z.gif" align="right" border="1" hspace="0" width="640" height="480"><font face="Arial">Mit zunehmender Baukörpertiefe verbessert sich, wie Abb.4 zeigt, die Kompaktheit. Dabei ist kein ausgeprägter Schwellenwert, jedoch ein überproportionaler Anstieg des A/V-Verhältnisses mit abnehmender Baukörpertiefe feststellbar.</font> </p> <p><font face="Arial"><i>Die Baukörpertiefe beeinflußt auch die Möglichkeiten zur passiven Sonnenenergienutzung. So können bei Gebäuden geringer Tiefe (<7m), anders als bei Gebäuden großer Tiefe, alle Aufenthaltsräume zur Sonne ausgerichtet werden. Die damit potentiell höheren Solargewinne können jedoch die aufgrund der geringen Baukörpertiefe erhöhten Wärmeverluste meist nicht kompensieren, so daß insgesamt der Heizwärmebedarf mit abnehmender Baukörpertiefe ansteigt.</i></font> </p> <p><font face="Arial"><i>Tiefe Gebäude weisen zudem gegenüber Gebäuden von geringer Tiefe bei </i><i><u>identischer</u></i><i> Höhe, GFZ und GRZ aufgrund der dann größeren Zeilenabstände niedrigere Verschattungswerte auf. (Denkmodell: Teilen Sie bei gleicher Grundstückstiefe einen 12m tiefen Baukörper in zwei 6m tiefe Baukörper auf - die Gebäudeabstände halbieren sich hierbei).</i></font> </p> <p><font face="Arial"><b>Geringe Gebäudetiefen führen zu einem ungünstigen A/V-Verhältnis. Die Gebäudetiefe sollte 10 m nicht unterschreiten. Bei Gebäudetiefen über 12 m sollten die Möglichkeiten einer natürlichen Belichtung und Belüftung bedacht werden.</b></font> </p> <p><a href="#Inhalt"><img src="http://home.arcor.de/gosol3/zuruck.gif" align="right" border="0" hspace="20" width="96" height="24"></a> <br>   <br>   </p> <p><a name="Anzahl der Geschosse"></a><font size="4" face="Arial"><b>Anzahl der Geschosse</b></font><img src="http://home.arcor.de/gosol3/av_z-t.gif" align="right" border="1" hspace="0" width="640" height="480"> </p> <p><font face="Arial">Das A/V-Verhältnis wird mit steigender Anzahl der Vollgeschosse Z günstiger.</font> </p> <p><font face="Arial">So ist beim Übergang von einem auf zwei Vollgeschosse ein sehr starker und beim Übergang von zwei auf drei Vollgeschosse ein starker Rückgang des A/V-Verhältnisses zu verzeichnen.</font> </p> <p><font face="Arial">Dagegen schwindet der Einfluß der Geschoßzahl auf das A/V-Verhältnis bei mehr als 6 Geschossen zunehmend (siehe Abb.5).</font> </p> <p><font face="Arial"><i>Ab dem 4. bzw. 5. Geschoß werden - in Abb.5 nicht bilanzierte - zusätzliche technische Einrichtungen (Aufzug) notwendig, welche den spezifischen Energieverbrauch, den Wohnflächenanteil und die Baukosten ungünstig beeinflussen.</i></font> </p> <p><font face="Arial"><b>Die Geschossigkeit beeinflußt das A/V-Verhältnis maßgeblich.</b></font> </p> <p><font face="Arial"><b>Bei weniger als 2-3 Vollgeschossen ist ein sehr deutlicher Anstieg des A/V-Verhältnisses und damit des Heizwärmebedarfs feststellbar. Eingeschossige Bauformen sollten deshalb vermieden werden.</b></font> </p> <p><font face="Arial"><b>Dagegen ist bei mehr als 5-6 Vollgeschossen keine wesentliche Verbesserung des A/V-Verhältnisses mehr zu erwarten.</b></font> </p> <p><a href="#Inhalt"><img src="http://home.arcor.de/gosol3/zuruck.gif" align="right" border="0" hspace="20" width="96" height="24"></a> <br>   <br>   </p> <p><a name="Dachform und Neigung"></a><font size="4" face="Arial"><b>Dachform und Neigung</b></font> </p> <p><img src="http://home.arcor.de/gosol3/dachneig.gif" align="right" border="1" hspace="0" width="640" height="544"><font face="Arial">Zwischen dem Oberflächen/Volumen-Verhältnis A/V und der "realen Kompaktheit" sind oftmals gegenläufige Tendenzen feststellbar, denn ein großer Luftraum im DG erhöht zwar das Gebäude-Volumen, nicht aber die nutzbare Wohnfläche.</font> </p> <p><font face="Arial"><b>Bei der Beurteilung der Dachausformung von Gebäuden ist deshalb das A/V-Verhältnis unbrauchbar.</b> Das A/V-Verhältnis führt hier zu eklatanten Fehlbewertungen der Kompaktheit und infolge dessen zu Fehloptimierungen.</font> </p> <p><font face="Arial">Da der spezifische Heizwärmebedarf auf die Nutz- bzw. Wohnfläche WF bezogen werden muß, ist für die Beurteilung der energetischen Wirkung der Dachausformung das <b>Hüllflächen/ Wohnflächen-Verhältnis A/WF bzw. der wohnflächenspezifische Wärmeverlustentscheidend</b>. Dieses wird bei Dachräumen wesentlich beeinflußt von:</font> </p> <ul> <li><font face="Arial">Dachform,</font></li> <li><font face="Arial">Dachneigung (bzw. FH),</font></li> <li><font face="Arial">Kniestockhöhe (bzw. TH) und</font></li> <li><font face="Arial">Baukörpertiefe.</font></li> </ul> <p><font face="Arial"><b>Die Optimierung der Dachausformung muß sich immer am Oberflächen/Wohnflächen-Verhältnis A/WF bzw. wohnflächenspezifischen Energiebedarf, nicht aber am A/V-Verhältnis orientieren.</b></font> </p> <p> </p> <p> </p> <p> </p> <p><a href="#Inhalt"><img src="http://home.arcor.de/gosol3/zuruck.gif" align="right" border="0" hspace="0" width="96" height="24"></a> <br> </p> <hr> <p> </p> <p><a name="A/V-Verhältnis - (k)ein Maß"><font size="5" face="Arial"><strong>A/V-Verhältnis -</strong></font></a><font size="5" face="Arial"><strong><br> </strong></font><a name="A/V-Verhältnis - (k)ein Maß"><font size="5" face="Arial"><strong>(k)ein Maß</strong></font></a><font size="5" face="Arial"><strong> für den wohnflächenspezifischen Heizenergiebedarf ?</strong></font></p> <p><font face="Arial"><img src="http://home.arcor.de/gosol3/av-fehler2b.gif" align="right" hspace="0" width="640" height="489"></font><font face="Arial">Das A/V-Verhältnis ist nur bedingt ein Maß für die Kompaktheit. Bei der Beurteilung der Dachausformung (Form, Neigung, Kniestock) führt das A/V-Verhältnis systematisch zu einer Fehlbewertung des tatsächlichen Energiebedarfs. </font></p> <p><font face="Arial">So bewirkt jede Vergrößerung des Gebäudevolumens V<sub>e</sub>, als einfachstes Beispiel die Erhöhung der Geschoss- oder Wandhöhe, ein günstigeres A/V-Verhältnis und täuscht damit einen niedrigeren nutzflächenspezifischen Jahres-Primärenergiebedarf Q<sub>P</sub>" vor (siehe Abb. 13a). Gleichzeitig vergrößert sich - rein rechnerisch - die imaginäre Nutzfläche A<sub>N</sub> (A<sub>N</sub> = V<sub>e</sub> x 0,32) nach EnEV überproportional (im Beispiel: A<sub>N</sub> > BGF). Damit erhöht sich im Ergebnis der zulässige absolute Primärenergiebedarf Q<sub>P</sub> ( Q<sub>P</sub> = Q<sub>P</sub>" x A<sub>N</sub> ) nach EnEV. </font></p> <p><font face="Arial">Soweit sich die tatsächliche Wohnfläche WF nicht vergrößert, steigt jedoch mit dem absoluten auch der wohnflächenbezogene Primärenergiebedarf Q<sub>P,WF</sub>" an: <br> <strong>Trotz sinkendem A/V-Verhältnis erhöht sich der Energiebedarf.</strong></font></p> <p><font face="Arial"><strong>Das A/V-Verhältnis (und damit Q</strong><sub><strong>P</strong></sub><strong>" nach EnEV) ist für die vergleichende energetische Bewertung der Dachausformung und Höhenentwicklung von Gebäuden ungeeignet und irreführend. </strong></font></p> <p><font color="#FF0000" size="4" face="Arial"><strong>Das A/V-Verhältniss ist kein Maß zur Optimierung der Gebäudegeometrie und damit des Energiebedarfs!</strong></font></p> <p><font face="Arial"><em>Im Beispiel ergibt sich für das Pultdach PD gegenüber dem Flachdach FD ein niedriger Wert für A/V und infolge des größeren Gebäudevolumens V nach EnEV eine größere (irreale) Nutzfläche</em> A<sub>N</sub><em>: Das Pultdach erscheint damit energetisch günstiger als das Flachdach. <br> Aus dem nach A/V ermittelten zulässigen nutzflächenspezifischen Jahres-Heizenergiebedarf Q</em><sub><em>P</em></sub><em>" nach EnEV multipliziert mit der Nutzfläche </em>A<sub>N</sub><em> ergibt sich beim Pultdach gegenüber dem Flachdach absolut ein höherer zulässiger Jahres-Heizenergiebedarf </em>Q<sub>P</sub><em>. Tatsächlich ist damit das Flachdach, bei den vorgegebenen Wandhöhen, gemessen am absoluten (Q</em><sub><em>P</em></sub><em>) und wohnflächenspezifischen Primärenergiebedarf Q</em><sub><em>P,WF</em></sub><em>", energetisch günstiger, da die reale Wohnfläche WF in beiden Fällen identisch ist.</em></font></p> <p> </p> <hr> <p> </p> <p><font size="4" face="Arial"><strong>Der Bebauungsplan entscheidet</strong></font><font face="Arial">.</font><img src="http://home.arcor.de/gosol3/qp_spann.jpg" alt="Spannweite des spezifischen Heizenergiebedarfs in Abhängigkeit von der Bauweise (E, D, H, g) und der Ausformung des Baukörpers " align="right" hspace="0" width="640" height="460"></p> <p><font face="Arial">Wie das obige Bespiel zeigt, ist die Bauweise Reihenhaus (H) oder Doppelhaus (D) nicht zwingend gegenüber einem freistehenden Einfamilienhaus (E) energetisch günstiger - es kommt wesentlich auf eine günstige Ausformung, d.h. auf eine geeignete Abstimmung der Bebauungsplan-Festsetzungen an. </font></p> <p><font face="Arial">Bei ungeeigneten Bebauungsplanfestsetzungen kann, begünstigt durch das ungeeignete Anforderungsverfahren der EnEV, eine Hausgruppe (H), bei vergleichbarer Wohnfläche, einen deutlich höheren realen wohnflächenspezifischen Heizwärmebedarf Qp"aufweisen. </font></p> <p><font color="#FF0000" size="4" face="Arial"><strong>Eine energetische Bebauungsplan-Optimierung darf sich nicht auf das A/V-Verhältnis beziehen: <br> Optimierungsmaßstab muss immer der wohnflächenbezogene Heizenergiebedarf sein.</strong></font></p> <p><font face="Arial">In die Energiebilanz müssen sebstverständlich auch die solaren Energiegewinne mit einbezogen werden, da die Gebäudeform über die Verschattungswirkung direkt das nutzbare solare Potential bestimmt.</font></p> <p><font face="Arial">Energieeffiziente Bauleitplanung erfordert deshalb hinsichtlich der Festsetzung der zulässigen Gebäudeabmessungen sowohl eine Minimierung der gebäudegeometriebedingten Wärmeverluste als auch eine Minimierung der Verschattungswirkung.</font></p> <p><font face="Arial"><strong>Notwendig ist eine solar + energetisch optimierte Bauleitplanung.</strong></font></p> <p> </p> <p> </p> <hr> <p><br>   </p> <p><a name="Passive Sonnenenergienutzung"></a><font size="5" face="Arial"><b>Passive Sonnenenergienutzung</b></font> </p> <p><img src="http://home.arcor.de/gosol3/rel-sol6.gif" align="right" border="1" hspace="0" width="640" height="640"><font face="Arial">Der städtebauliche Entwurf schafft oder verhindert mit seinen Vorgaben die Möglichkeiten zur passiven und aktiven Nutzung der Sonnenenergie. Ungünstige städtebauliche Vorgaben können dabei das verfügbare solare Potential halbieren. Die Folge sind ein erhöhter Heizwärmebedarf und sogar erhöhte Baukosten, da aufgrund der Wärmeschutzverordnung ungünstige Besonnungsvoraussetzungen durch eine verstärkte Wärmedämmung wieder ausgeglichen werden müssen.</font> </p> <p><font face="Arial">Die wesentlichen städtebaulichen Rahmenbedingungen, welche die passiv-solaren Gewinne bestimmen, sind:</font> </p> <ul> <li><font face="Arial">die Orientierung bzw. die Stellung der Gebäude</font></li> <li><font face="Arial">die Verschattung durch Nachbargebäude</font></li> <li><font face="Arial">die Verschattung durch Vegetation</font></li> <li><font face="Arial">und in besonderen Fällen die Verschattung durch die Topographie</font></li> <li><font face="Arial">sowie das Klima und die geographische Breite.</font></li> </ul> <p><br> <br> <br clear="all">   </p> <p><a name="Ausrichtung"></a><font size="4" face="Arial"><b>Ausrichtung</b></font> </p> <p><img src="http://home.arcor.de/gosol3/360bw_d.gif" align="right" border="1" hspace="0" width="640" height="480"><font face="Arial">Die<b> Ausrichtung eines Fensters</b> bestimmt maßgeblich dessen Solareinstrahlung während der Heizperiode.</font> </p> <p><font face="Arial">So empfängt ein Ost- oder Westfenster nur etwa 60%, ein Nordfenster nur etwa 40% der Einstrahlung eines nach Süden ausgerichteten Fensters.</font> </p> <p><font face="Arial">Bis zu einer Südabweichung von ±25</font>°<font face="Arial"> ist der solare Verlust mit weniger als 5% als relativ gering einzustufen.</font> </p> <p><font face="Arial">Ab 30</font>°<font face="Arial"> Südabweichung ist bis zur O/W-Orientierung mit progressiv zunehmenden solaren Verlusten zu rechnen.</font> </p> <p><font face="Arial">Da sich bei <b>Gebäuden</b> mit der Drehung die Solareinstrahlung auf einer Fassade zwar verringert, auf der gegenüberliegenden Fassade jedoch erhöht, ist der Einfluß der Südabweichung auf die Solargewinne hier geringer als bei einem einzelnen Fenster. Die solaren Verluste erreichen hier bei 25</font>°<font face="Arial"> Südabweichung maximal 3% und bei 45</font>°<font face="Arial"> etwa 8</font>%<font face="Arial">. Bei Ost-West-Ausrichung sind allerdings auch hier knapp 30% in Kauf zu nehmen.</font> </p> <ul> <li><font face="Arial">Der Einfluß der Orientierung auf die <b>Solargewinne eines Gebäudes </b>wird von der Stellung und Größe der einzelnen, auf die verschiedenen Fassaden verteilten Fensterflächen bestimmt, ist also vom Gebäudetyp abhängig.</font></li> <li><font face="Arial">Die durch ungünstige Orientierung verursachten solaren Verluste liegen bei maximal 30%.</font></li> <li><font face="Arial">Eine Südabweichung von ca. 30</font>°<font face="Arial"> ist unbedenklich.</font></li> <li><font face="Arial">Gebäude sollten <u>nicht</u> überwiegend ost-west orientiert sein - eine begrenzte Anzahl von O-W-Gebäuden ist jedoch insgesamt vertretbar. (Achtung: Nach Westen ausgerichtete Fensterflächen können ohne ausreichenden beweglichen Sonnenschutz zu einer Überhitzung in der Übergangszeit und im Sommer führen.)</font></li> </ul> <p><a href="#Inhalt"><img src="http://home.arcor.de/gosol3/zuruck.gif" align="right" border="0" hspace="0" width="96" height="24"></a> <br>   <br>   </p> <p><a name="Verschattung durch Nachbargebäude"></a><font size="4" face="Arial"><b>Verschattung durch Nachbargebäude</b></font> </p> <p><img src="http://home.arcor.de/gosol3/geb_ori2.gif" align="right" border="1" hspace="0" width="640" height="480"><font face="Arial">Neben ungünstiger Orientierung wird das verfügbare passiv solare Potential durch die gegenseitige Verschattung der Gebäude reduziert.</font> </p> <p><font face="Arial">Die Verschattungswirkung ist dabei abhängig vom Verhältnis zwischen Abstand der schattenwerfenden Kante A und der Höhendifferenz H der schattenwerfenden Kante zum Fußpunkt der Solarfassade bzw. des jeweiligen Fensters. Dieses Verhältnis läßt sich auch als Verschattungswinkel =arctan(H/A) ausdrücken.</font> </p> <p><font face="Arial">Abb.9 zeigt das verfügbare passiv-solare Potential für S-, SW-, W-, NW- und N-orientierte Fensterflächen innerhalb paralleler Gebäudezeilen. Dabei wird deutlich, daß auch nordorientierte Fensterflächen aufgrund der Verminderung der Diffuseinstrahlung von verschattungsbedingten solaren Verlusten nicht verschont bleiben, welche jedoch absolut gesehen gegenüber südorientierten Fensterflächen wesentlich geringer ausfallen.</font> </p> <p><font face="Arial">Bei südwest bis südost ausgerichteten Fenstern sind höhere Anforderungen an die Verschattungsfreiheit zu stellen als bei west, nord bis ost orientierten Fensterflächen.</font> </p> <p><a href="#Inhalt"><img src="http://home.arcor.de/gosol3/zuruck.gif" align="right" border="0" hspace="0" width="96" height="24"></a> <br>   <br>   </p> <p> </p> <p> </p> <p><font face="Arial"><b>Solare Verluste / Verschattungsgrad</b></font> </p> <p><img src="http://home.arcor.de/gosol3/geb-u2.gif" align="right" border="1" hspace="0" width="640" height="480"><font face="Arial">Bezieht man den Verschattungsgrad als relative Größe auf die bei der <b>jeweiligen Orientierung</b> während der Heizperiode <b>maximal möglichen Solargewinne</b>, zeigen süd- bis nordorientierte Fensterflächen, in Abhängigkeit vom Abstand/Höhen-Verhältnis A/H in etwa den selben Kurvenverlauf.</font> </p> <p><font face="Arial">Bei der gegenseitigen Verschattung von Einzelgebäuden ist der Verschattungsgrad neben dem A/H-Verhältnis der Fenster sowohl von der Länge der schattenwerfenden Gebäude als auch vom seitlichen Abstand B der Gebäude innerhalb der Zeile abhängig.</font> </p> <p><font face="Arial">Die Abb.10 zeigt den Verschattungsgrad der Hauptfassade. Dieser verringert sich mit zunehmendem seitlichen Abstand der Gebäude zueinander und abnehmender Gebäudelänge.</font> </p> <ul> <li><font face="Arial">Der durch die gegenseitige Gebäudeverschattung verursachte solare Verlust kann 35% erreichen.</font></li> <li><font face="Arial">Beträgt der Abstand zum Nachbargebäude mehr als das dreifache dessen Höhe ist nur mit einer geringen Verschattungswirkung zu rechnen.</font></li> <li><font face="Arial">Unterschreitet der Abstand zum Nachbargebäude das zweifache dessen Höhe, so steigt die Verschattungswirkung progressiv an.</font></li> </ul> <p align="center"> </p> <p align="center"><br>   <br>   </p> <p align="center"><img src="http://home.arcor.de/gosol3/bo_sd3of.gif" align="middle" width="1009" height="401"> </p> <p><br> <br> </p> <p><a href="#Inhalt"><img src="http://home.arcor.de/gosol3/zuruck.gif" align="right" border="0" hspace="0" width="96" height="24"></a> <br>   <br>   </p> <p><a name="Verschattung durch Bäume"></a><font size="4" face="Arial"><b>Verschattung durch Bäume</b></font> </p> <p><font face="Arial">Während die Verschattungswirkung von Nadelbäumen offensichtlich ist, wird die Verschattungswirkung von laubabwerfenden Bäumen oft unterschätzt, da nicht bedacht wird, daß der Belaubungszeitraum weit in die Heizperiode hineinreicht. Besonders im Herbst können zu dicht vor Solarfassaden plazierte Laubbäume Solargewinne weitgehend verhindern und sowohl zu einem früheren Beginn der Heizperiode als auch insgesamt zu einem deutlich erhöhten Heizwärmebedarf führen.</font> </p> <p><img src="http://home.arcor.de/gosol3/veg_feh3.gif" align="right" border="1" hspace="0" width="640" height="480"><font face="Arial">Die Verschattungswirkung von Bäumen und der daraus resultierende Heizwärmemehrbedarf ist von vielfältigen Faktoren abhängig:</font> </p> <ul> <li><font face="Arial">der Lage der Bäume zur Solarfassade (Himmelsrichtung)</font></li> <li><font face="Arial">dem Abstand des Baums zur Solarfassade im Verhältnis zur Baumhöhe</font></li> <li><font face="Arial">der Höhe der Solarfassade im Verhältnis zur Baumhöhe</font></li> <li><font face="Arial">der Dichte der Bäume innerhalb einer Baumreihe/Allee/Pflanzung</font></li> <li><font face="Arial">die Anzahl der Bäume, die hintereinander stehen</font></li> <li><font face="Arial">der Baumart</font><ul> <li><font face="Arial">dem Zeitpunkt des Blattabwurfs</font></li> <li><font face="Arial">der Dichte des Geästes</font></li> <li><font face="Arial">der Dichte des Laubwerks während der Vegetationsperiode</font></li> <li><font face="Arial">dem Zeitpunkt des Blattaustriebs</font></li> </ul> <p><br> <br clear="all">  </p> </li> </ul> <p><img src="http://home.arcor.de/gosol3/baum2.gif" align="right" hspace="0" width="640" height="480"><font face="Arial">Auch Einzelbäume verursachen erhebliche solare Verluste bei direkt verschatteten Fassadenbereichen.</font> </p> <p><font face="Arial">Die Abb.13 zeigt die Verminderung der Globaleinstrahlung auf die Erdoberfläche während der Heizperiode für das Umfeld eines Baums in 5%-Stufen. Die Kronenhöhe des Baums entspricht einem Rasterfeld.</font> </p> <ul> <li><font face="Arial">Die durch Laubbäume verursachten solaren Verluste können mittelfristig 40% erreichen.</font></li> <li><font face="Arial">Eine effektive passive Sonnenenergienutzung und sommerlicher Sonnenschutz von Fenstern durch laubabwerfende Bäume schließen sich aus, da die Solareinstrahlung nicht den wechselnden Bedürfnissen und Erfordernissen entsprechend "geregelt" werden kann.</font></li> <li><font face="Arial">Südlich vor einer Fassade angeordnete Bäume vermindern die absolute Solareinstrahlung gegenüber nördlich einer Fassade in selben Abstand angeordneten Bäumen fast um das Dreifache.</font></li> <li><font face="Arial">Bäume sollten deshalb grundsätzlich nördlich, östlich oder westlich von Fassaden angepflanzt werden.</font></li> <li><font face="Arial">Einzelbäume sollten so angeordnet werden, daß vom Baum aus in Richtung NW-N-NO ein Mindestabstand mit der 1.5-fachen Kronenhöhe zu Gebäuden eingehalten wird.</font></li> <li><font face="Arial">Ist die Baumhöhe im Verhältnis zur Fassadenhöhe doppelt so hoch, sollte der Abstand auf die 2.0-fache, bei dreifacher Höhe auf die 2.5-fache Kronenhöhe erweitert werden.</font></li> <li><font face="Arial">Stehen mehr als drei Bäume direkt hintereinander ist das Geäst für direkte Sonneneinstrahlung nicht mehr nennenswert durchlässig.</font><br>   </li> </ul> <p><a href="#Inhalt"><img src="http://home.arcor.de/gosol3/zuruck.gif" align="right" border="0" hspace="20" width="96" height="24"></a> </p> <p><br> </p> <p> </p> <p align="center"><br> <img src="/cgi-bin/counter?4"><br> </p> <hr> <table border="3" cellpadding="5" cellspacing="3" width="90%" bgcolor="#FFFFFF" bordercolor="#FFFFFF" bordercolordark="#FFFFFF" bordercolorlight="#FFFFFF"> <tr> <td colspan="4" bgcolor="#006BD7"> </td> </tr> <tr> <td valign="top" rowspan="13" width="30%" bgcolor="#FFFF00"><font size="1" face="Arial">Besuchen Sie auch die neben-<br> stehenden Seiten</font></td> <td valign="top" width="50%" bgcolor="#FFFFC8"><p align="left"><a href="wasist.htm"><font color="#000080" size="3" face="Arial">Was ist energieeffiziente Stadtplanung"</font></a><font color="#000080" size="3" face="Arial"> </font></p> </td> <td rowspan="13" width="5%" bgcolor="#006BD7"><font size="2" face="Arial">  </font></td> <td valign="top" rowspan="13" width="15%" bgcolor="#FFFF00"><p align="left"><font size="7" face="Arial"><strong>Weitere<br> Themen</strong></font></p> </td> </tr> <tr> <td width="50%" bgcolor="#FFFFC8"><p align="left"><a href="grundl.htm"><font color="#000080" size="3" face="Arial">Grundlagen solar+energetischer Stadtplanung</font></a></p> </td> </tr> <tr> <td width="50%" bgcolor="#FFFFC8"><p align="left" <a href="tools.htm"><a href="tools.htm"><font color="#0000FF" size="3" face="Arial">Planungsinstrumente</font></a><font size="3" face="Arial"> </font></p> </td> </tr> <tr> <td width="50%" bgcolor="#FFFFC8"><p align="left"><a href="kennwert.htm"><font color="#000080" size="3" face="Arial">Solar+energetische Kennwerte</font></a></p> </td> </tr> <tr> <td width="50%" bgcolor="#FFFFC8"><p align="left"><a href="praxis.htm"><font color="#000080" size="3" face="Arial">Einbindung in die Planungspraxis</font></a><font color="#000080" size="3" face="Arial"> </font></p> </td> </tr> <tr> <td width="50%" bgcolor="#FFFFC8"><p align="left"><a href="einspar.htm"><font color="#000080" size="3" face="Arial">Heizwärmeeinsparpotential</font></a><font color="#000080" size="3" face="Arial"> </font><a href="einspar.htm"><font color="#000080" size="3" face="Arial">Kosten-Nutzen-Effizienz</font></a><font color="#000080" size="3" face="Arial"> </font></p> </td> </tr> <tr> <td width="50%" bgcolor="#FFFFC8"><p align="left"><a href="gosol.htm"><font color="#000080" size="3" face="Arial">GOSOL- das städtebauliche Simulationsprogramm</font></a><font color="#000080" size="3" face="Arial"> </font></p> </td> </tr> <tr> <td width="50%" bgcolor="#FFFFC8"><p align="left"><a href="angebot.htm"><font color="#000080" size="3" face="Arial"><strong>Unser Dienstleistungsangebot:</strong></font></a><font color="#000080" size="3" face="Arial"><br> o </font><a href="angebot.htm"><font color="#000080" size="3" face="Arial">Beratung, </font></a><a href="angebot.htm"><font color="#000080" size="3" face="Arial">Analyse, Optimierung, Planung</font></a><font color="#000080" size="3" face="Arial"><br> o </font><a href="besonnungsgutachten.htm"><font color="#000080" size="3" face="Arial">Besonnungsgutachten</font></a></p> </td> </tr> <tr> <td width="50%" bgcolor="#FFFFC8"><p align="left"><a href="handeln.htm"><font size="3" face="Arial">Kommunales Handeln - Projekt-Beispiele</font></a></p> </td> </tr> <tr> <td width="50%" bgcolor="#FFFFC8"><p align="left"><a href="info.htm"><font color="#000080" size="3" face="Arial">Broschüren, Tools, Software</font></a><font color="#000080" size="3" face="Arial"> </font></p> </td> </tr> <tr> <td width="50%" bgcolor="#FFFFC8"><p align="left"><a href="termine.htm"><font color="#000080" size="3" face="Arial">Termine / Veranstaltungen</font></a><font color="#000080" size="3" face="Arial"> </font></p> </td> </tr> <tr> <td width="50%" bgcolor="#FFFFC8"><p align="left"><a href="wir.htm"><font color="#000080" size="3" face="Arial">Wir über uns</font></a></p> </td> </tr> <tr> <td width="50%" bgcolor="#FFFFC8"><a href="Default.htm"><font size="3" face="Arial">HOME</font></a></td> </tr> <tr> <td colspan="4" bgcolor="#FFFF00"><p align="center"><font color="#400040" face="Arial"><strong>Kontakt:<br> </strong>Institut für solare Stadtplanung ... </font><a href="mailto:Solarinstitut@gosol.de"><font color="#400040" face="Arial">Solarinstitut@gosol.de</font></a><font color="#400040" face="Arial"><br> Solarbüro für energieeffiziente Stadtplanung ... </font><a href="mailto:solarbuero@gosol.de"><font color="#400040" face="Arial">Solarbuero@gosol.de</font></a><font color="#400040" face="Arial"><br> Dr-Ing. Peter Goretzki ... </font><a href="mailto:Dr.Goretzki@gosol.de"><font color="#400040" face="Arial">Dr.Goretzki@gosol.de</font></a></p> </td> </tr> <tr> <td colspan="4"><a href="mailto:info@gosol.de"><img src="http://home.arcor.de/gosol3/inst-gos.gif" align="middle" border="0" width="983" height="305"></a></td> </tr> </table> <p><font color="#FFFFFF" size="1">Themen: Computerprogramm GOSOL solar Stadtplanung ökologische Bauleitplanung Solarsiedlung Architektur Landschaftsplanung Städtebau Raumordnung Energiesimulation Besonnung Besonnungsgutachten Sonnenenergie Solarenergie Solarisierung Besonnungsstudien Verschattung Schattenwurf Besonnungsdauer "DIN 5034" Energieeinsparverordnung städtebauliche Wettbewerbe Siedlungsplanung Energieeinsparung Stadtplanung Energie Simulationsprogramm "Dr.Goretzki" Simulation Klimaschutz Siedlung Photovoltaik Kollektoren "passive Sonnenenergie" Kollektor Solarsiedlung Sonnenhaus Energieberatung Solarhaus Energiesparen Computerprogramm "EN 832" Besonnungszeitraum Gutachter Klimabündnis Heizung Ökologie Niedrigenergiehaus Passivhaus Kommunen Sonne Software Klimabündnis Agenda Kommunalpolitik Wohnen Ingenieurbüro Stadtplaner Energieberatung Energieberater AVplan Energieberatung SolarCity solcity solarfibel "Planen mit der Sonne" Wohnqualität Verschattungsstudien Ideenwettbewerb Realisierungswettbewerb Vorprüfung Bebauungsplan Bewertung Optimierung solarfibel Primärenergiebedarf Heizenergiebedarf</font></p> </body>