Nordwand als Wandheizung durch direkte Bestrahlung über Verglasung des Süddaches

15.04.2009



Hallo,

wir wollen die Scheune unseres Bauernhauses, die über dem Erdgeschoß liegt nach oben offen (darunter beheizte Wohnräume) ausbauen und durch direkte Sonneneinstrahlung beheizen.

Das 45 Grad Satteldach soll auf der Südseite mit verschattbaren (Außen-Markisen) Festverglasungen (mindestens 20 qm) versehen werden, durch die die Wärmestrahlung direkt die Innenseite der 1,90 m hohen Nordwand (darüber beginnt dann der Dachstuhl) des Hauses, sowie einen Teil des Fußbodens beheizt.

Die Nordwand (bisher 11 cm Fachwerk mit Ziegel) soll von innen nochmals mit 30 cm Ziegel verstärkt werden und durch die gespeicherte Einstrahlung zum Heizkörper werden.
Ebenso soll der Fußboden (derzeit Hourdissteindecke zwischen Stahlträgern mit aufliegender Betonschicht)
mit Tonsteinen versehen auch als Wärmespeichernder Heizkörper verwendet werden.

Die Steuerung dieser gedachten Heizung erfolgt durch Abschattung oder Nichtabschattung unter Verkleinerung oder Vergrößerung der heizenden Fensterflächen über die Außenmarkisen.

Selbstverständlich soll der Dachstuhl überdurchschnittlich stark gedämmt werden.

Ist meine Heizungsidee realistisch?
(eine Zuheizung über die vorhandene Zentralheizung ist aber
dennoch möglich).

Am liebsten würde ich auf eine Dämmung der Außenwand verzichten, befürchte aber, dass mir die EnEv da einen Strich durch die Rechnung macht.
Leichtziegel, die leider nicht die gewünschte hohe Wärmespeicherung bieten, wären m. E. eine Kompromißmöglichkeit.

Wie würdet Ihr an meiner Stelle vorgehen?

Besteht bei Leichtziegeln die Möglichkeit, die Außenwand durch die Innendämmung zu schädigen?



Solarheizung



Hallo Frank,
Ihre Idee klingt erst mal gut, wird aber nicht viel bringen.
Das werden Sie merken, wenn Sie die Maßnahmen nach ENEV über das Monatsbilanzverfahren von einem Energetiker rechnen lassen. So können Sie auch die Wirksamkeit der einzelnen Maßnahmen einschätzen.
In unseren Breiten rechnet man mit einer solaren Einstrahlung von ca. 400 kWh/a x m².
Das meiste davon gibt es im Sommer, wo es Ihnen nichts nützt, sondern bei der großen Fensterfläche schadet (sommerlicher Wärmeschutz).
Im Winter kommen nur ein paar KW an, meistens nicht dann, wenn es am kältesten ist.
Es wird äußerst selten einmal der Fall eintreten, das Sie tagsüber den Dachboden mit Sonneneinstrahlung heizen können.
Dafür nehmen Sie Nachts verstärkte Abstrahlung über die Fenster in Kauf.
Die konzipierte Speicherung von solarer Wärme für die Nacht wird nicht funktionieren, Sie können höchstens eine leichte Verzögerung der Abkühlung in den ersten Stunden erreichen. Das liegt daran, das Ihr angedachter Speicher die aufgenommene Energie sofort wieder an die Raumluft durch Konvektion und Abstrahlung abgibt.
Im Hochsommer werden Sie diesen Speicher dafür verfluchen.
Solare Wärmegewinne im Winter zu nutzen geht nur über große Langzeitwärmespeicher, die im Sommer Energie aufnehmen und im Winter abgeben.
Solche Anlagen gibt es. Sie haben alle Folgendes gemeinsam:
Sie sind groß und teuer.
Ich habe für einen Kunden für den Neubau eines EFH vor einigen Jahren einmal ein solches System nach dem Prinzip "kiss" (keep it simple, stupid) entworfen. Das System ist einfach und kostengünstig.
Zum Bau kam es nicht, das lag aber nicht an mir oder der Idee.
Voraussetzung ist ein Neubau oder größerer Umbau und ein größerer Kellerraum.
Speichermedium ist nicht Wasser, sondern ein Festkörperspeicher (der umgebende Boden und eine Felspackung).
Übertragungsmedium ist Luft.
Die Wärmeeinspeisung erfolgt im Winter über eine kontrollierte Zuluftführung als Heizungsunterstützung.
Im Sommer wird die Anlage zur Kühlung/Klimatisierung genutzt; für mich der wichtigere Effekt der Anlage.
Wer im Sommer in seinem Schlafzimmer im DG bei nachts 25°C und mehr in seinem Schweiß badet, weiss wovon ich rede.


Viele Grüße



Nordwand als Wandheizung durch direkte Bestrahlung über Verglasung des Süddaches



>Ihre Idee klingt erst mal gut, wird aber nicht viel >bringen.
>Das werden Sie merken, wenn Sie die Maßnahmen nach ENEV >über das Monatsbilanzverfahren von einem Energetiker >rechnen lassen.
Ich würde allerdings auch gern die Wärmespeicherung mit berechnet haben, die beim ENEV nicht berücksichtigt wird.

Schwere Massen speichern die eingestrahlte Energie länger, bis zu 58 Stunden. Bei einer Ziegel-Nordwand von mehr als 40 cm und dem Fußboden handelt es sich um derart schwere Massen, der Fußboden strahlt zudem nicht nach Außen ab.

Es mag sein, dass Sie recht haben, aber ich möchte meine Überlegungen hierzu einmal konkretisieren.
Folgende Punkte sprechen nach meiner Auffassung für meine Idee:

Es ist bekannt, dass der Wärmeeintrag durch Fenster bei einem U-Wert von (ich möchte jetzt nicht nachsuchen, aber ich glaube 0,7 und einem Faktor der durchgelassenen Wärmestrahlung von mehr als 0,5 auch im Winter ein positives Ergebnis bringt.

Dies ist bei dreifachverglasten Fenstern selbst mit Rahmen möglich.

Ich möchte außen liegende Rahmen jedoch vermeiden und die Lagerhölzer, auf denen die Verglasung aufliegt durch das dreifach-Glas zum größten Teil abdecken und damit schützen.
Die Verglasungen erhalten zwar eine Rahmen, der jedoch unter dem Glas liegt und auf die Dachsparren aufgesetzt
wird. An diesen Rahmen heran wird mit Heraklith-Platten gedämmt.
Die Verglasungen liegen somit zwischen der an diese herangeführte Heraklith-Dämmung und nicht über dem Dach, evtl. noch auf den Dachlatten, wie bei regulären Dachfenstern, was m. E. deren größter Schwachpunkt ist.


Außerdem sollen die Kanten der Verlasungs-gläser wärmegedämmt werden um den Wärmeverlust an den Glaskanten zu reduzieren.

Zudem liegt unser Haus in der Rheinebene, also einer Gegend mit einer recht hohen Durchschnittstemperatur auch im Winter.



Der größte Wärmeeintrag erfolgt außerdem bei einer Dachneigung von 45 Grad und Südausrichtung, wie bei unserem Haus.

Wenn ich somit einen größeren Wärmeeintrag als den Wärmeverlust im Laufe eines kompletten Winter-Tages einschließlich der Nachtstunden durch die Vorgenannten Maßnahmen und günstigen Umstände erhalte, sollte meine Niedrig-Temperatur-Fenster-Strahlungsheizung einen positiven Beitrag zum Wärmebedarf des Hauses leisten können.
Dies erst recht auch in Übergangszeiten.


Ich habe schon von Wintergärten gelesen, die ungeheizt an Wintertagen auf die 30 Grad zugingen.

Warum sollte dies nicht bei einem hochgedämmten Haus mit einer auf Wärmegewinn optimierter Verglasung ebenfalls möglich sein?

Wenn meine Annahme nicht wirksam wird, also nicht genügend Energie durch die Fenster gewonnen wird, habe ich dennoch einen schönen Wohnraum mit viel Licht gewonnen und muß diesen regulär beheizen.





>Es wird äußerst selten einmal der Fall eintreten, das Sie >tagsüber den Dachboden mit Sonneneinstrahlung heizen >können.
>Dafür nehmen Sie Nachts verstärkte Abstrahlung über die >Fenster in Kauf.

Bei denen es sich allerdings um dreifachverglaste, kantengedämmte Verglasungen ohne außenliegende Rahmenanteile.

>Die konzipierte Speicherung von solarer Wärme für die >Nacht wird nicht funktionieren, Sie können höchstens eine >leichte Verzögerung der Abkühlung in den ersten Stunden >erreichen.

Das liegt daran, das Ihr angedachter Speicher die aufgenommene Energie sofort wieder an die Raumluft durch Konvektion und Abstrahlung abgibt.

Ich habe etwas von einer Speicherung von ca. 58 Stunden bei hoher Masse und langsamer Abgabe dieser Wärmeenergie über diesen Zeitraum gelesen. Sind Sie da sicher?


>Im Hochsommer werden Sie diesen Speicher dafür verfluchen.
>Solare Wärmegewinne im Winter zu nutzen geht nur über >große Langzeitwärmespeicher, die im Sommer Energie >aufnehmen und im Winter abgeben.

Ich habe über derartige Sonnenhäuser mit riesigen Wasserspeichern auch gelesen.

Wenn es allerdings möglich ist, den Wärmegewinn über mehr als 24 Stunden durch massive Wandspeichermassen wieder abzustrahlen, warum sollte dann eine kurzfristige Speicherung über Wand- und Fußbodenmassen nicht ein ähnliches Ergebnis bringen?
Am nächsten Tag scheint die Sonne (wenn auch schwächer) ja auch wieder!


>Solche Anlagen gibt es. Sie haben alle Folgendes gemeinsam:
>Sie sind groß und teuer.
>Ich habe für einen Kunden für den Neubau eines EFH vor >einigen Jahren einmal ein solches System nach dem Prinzip >"kiss" (keep it simple, stupid) entworfen. Das System ist >einfach und kostengünstig.
>Zum Bau kam es nicht, das lag aber nicht an mir oder der >Idee.

>Voraussetzung ist ein Neubau oder größerer Umbau und ein >größerer Kellerraum.
>Speichermedium ist nicht Wasser, sondern ein >Festkörperspeicher (der umgebende Boden und eine >Felspackung).

Ein schwerer Fußboden von z. B. 30 cm Dicke und eine Wand von 40 cm Dicke wie in meinem Fall hat allerdings auch eine nicht gerade unerhebliche Masse!
Da der schwere Fußboden von sehr starken Stahlträgern getragen wird, sollte die Statik dies aber mitmachen.


>Übertragungsmedium ist Luft.

Ich hoffe mehr auf Wärmeabstrahlung (im Niedrigtemperaturbereich) über die relativ großen Flächen als auf Konvektion.


>Die Wärmeeinspeisung erfolgt im Winter über eine >kontrollierte Zuluftführung als Heizungsunterstützung.
>Im Sommer wird die Anlage zur Kühlung/Klimatisierung >genutzt; für mich der wichtigere Effekt der Anlage.
>Wer im Sommer in seinem Schlafzimmer im DG bei nachts 25°C >und mehr in seinem Schweiß badet, weiss wovon ich rede.

Ich habe den bisherigen Wohnteil des Dachbereiches unseres Bauernhauses bereits gedämmt
(Dämmung bestehend aus Heraklith und Korkschüttung, Holzdielen außen und Holzverkleidung innen) und dort etwas größere Dachfenster eingebaut. Dämmstärke zwischen 28 und 33 cm.
Wenn die Außenrolläden unten sind, ist es in unserem Haus auch im Hochsommer unter dem Spitzdach bei extremen Temperaturen durch die Abschattung von außen recht auskömmlich. Im Winter ist es öfters mal sonnig und eine Zuheizung durch die Dachfenster durchaus spürbar.

Der jetzige Ausbau soll eine noch stärkere Dämmschicht erhalten und außerdem Außenmarkisen zur Abschattung.
Dämmaufbau (7,5 cm Heraklith außen auf Dachsparren, 12 cm Korkschüttung zwischen Dachsparren, darunter eine Kokosfilzschicht zur gedämpften Trennung, unter der Filzschicht zwei cm Fußbodendielen.

Unterhalb dieses so gedämmten Daches nochmals ein innerer Dachstuhl mit 12 cm Balken, dazwischen Korkschüttung, darunter wiederum Hobeldielen, die gleichzeitig den sichtbaren Bereich der Innendachflächen bilden.


MfG
Frank E.



Solarheizung



Nun, ich wollte Ihnen nicht Ihr Konzept ausreden, aber wie gesagt, lassen Sie sich Ihren solaren Zugewinn über das Monatsbilanzverfahren rechnen. Dann denken Sie noch mal nach.
Was den Wintergarten betrifft:
Gehen Sie da mal Abends nach dem Dunkelwerden hinein.

Und was Ihre Speichermassen angeht:
Die funktionieren seht gut wenn Sie die aufheizen, z.B. mit einer Fußboden- oder Wandheizung. Dazu reicht das bisschen Sonne, das ab und zu mal auf den Fußboden scheint (wenn gerade mal keine Wolken da sind) garntiert nicht aus.
Ein Tipp: Beschäftigen Sie sich ein wenig mit der Wärmelehre ( war mal Schulstoff).
Da gibt es die Grundgleichung der Wärmelehre, die Richmannsche Regel...
Außerdem erwärmt das bisschen Sonne immer nur die Oberfläche. Sobald die ein paar Grad wärmer wird als die Raumluft, wird die Wärme wieder an die Raumluft abgegeben. Ihr solarer Fußbodenspeicher funktioniert nun mal nicht wie ein Nachtspeicherofen.
Nehmen Sie das Beispiel Wüste:
Tagsüber Temperaturen über 40°C, gewaltige Sonneneinstahlung, glühende Felsen. Ab Mitternacht sind die Dinger eiskalt, gegen Morgen kann es sogar gefrieren.

Viele Grüße





Hallo Geor,

>Nun, ich wollte Ihnen nicht Ihr Konzept ausreden,
das habe ich auch nicht so aufgefasst. Übrigens vielen Dank für die Mühe, die Sie sich mit dem Eingehen auf meine Fragen/Gedanken machen.

>aber wie gesagt, lassen Sie sich Ihren solaren Zugewinn >über das Monatsbilanzverfahren rechnen. Dann denken Sie >noch mal nach.

werde ich wohl müssen.

> Was den Wintergarten betrifft:
> Gehen Sie da mal Abends nach dem Dunkelwerden hinein.

Der Unterschied zu unserem Ausbau ist allerdings, dass dieser überdurchschnittlich gut gedämmt ist und die eingetragene Wärme nicht so schnell wieder verliert.


Herzliche Grüße



Solargewinne und Energiesparen ja, aber kein Heizersatz.



Sie werden mit Sicherheit Solargewinne einfahren und an kalten, sonnigen Tagen Heizenergie sparen. Aber es wird keine Heizlösung sein, sondern eher eine kleine Energiesparraffinesse. Ob es sich lohnt ....


Herzlichst
Alexander Zima