Um den grossen Wärmeertrag aus Sonnenstrahlung hinter der g-Wert-optimierten Südverglasung nutzen zu können, muss die genügend grosse Wärmeaufnahmefähigkeit der Innenraumoberflächen (Sekundärspeicher) nachgewiesen werden. So kann eine Übererwärmung der Luft verhindert werden und die Räume bleiben ohne Sonnenschutz oder Ablüftung in Bezug auf ihre Temperatur im Komfortbereich. Abbildung 34 zeigt, dass im ersten Moment die Absorption grösser ist als nach 2 Stunden. Dies hat mit der Erwärmung der Oberflächen zu tun. Für eine genügend genaue Abschätzung reicht es aus, einen Mittelwert (nach etwa 2 Stunden) einzusetzen. Der gezeigte einfache lineare Absorptionsnachweis kann als Excel-Tabelle erstellt werden.

Abbildung 34: In die Abschätzberechnung ist die Absorptionsleistung nach 2 Stunden einzusetzen.

 

Diese Werte betreffen die nicht direkt sonnenbeschienenen Oberflächen, also die Wärmeaufnahme über Strahlung und Konvektion (Luftbewegung). Direkt beschienene Oberflächen (Primärspeicher) erreichen wesentlich höhere Absorptionsleistungen, sofern sie an der Oberfläche mindestens eine mittlere Dunkelheit und eine ausreichende Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Dadurch werden 50% der Strahlung oder mehr auf der Oberfläche zu Wärme umgeformt, die Oberfläche erwärmt sich stärker und gibt wieder Wärme an die Luft und an Umgebungsflächen ab, sofern der Temperaturunterschied zwischen Oberfläche und Raumluft dies erzwingt. Bei der Ermittlung der Primärspeicherflächen gilt es mehrere Aspekte zu beachten: Im Hochwinter bewegt sich die Einstrahlung von etwa 30° Südost bis 30° Südwest, die Sonnen-Schatten-Auswirkung «bewegt» sich also über den Raum. Zum einen bedeutet dies, dass nie die gesamte Fläche beschienen wird, zum anderen kann in der Gestaltung bewusst mit verschiedenen Lichtszenarien gearbeitet werden, also mit der Sinnlichkeit des Lichts. Je nach Oberflächenfarbe, Widerschein und Sonnenstand kann man so die Tages- und Jahreszeit inszenieren.

  • Mobiliar, Fenster: Es empfiehlt sich, die Südfenster bis an den Boden zu ziehen, da die Flächen direkt hinter der Verglasung meistens frei bleiben und als Primärspeicher voll nutzbar sind. Für die übrigen Flächen muss eine Abdeckung durch Mobiliar abgeschätzt und in Abzug gebracht werden.
  • Böden mit Primärspeicherzuschlag: Für Steinböden mittlerer Dunkelheit, z. B. aus geschliffenem Beton oder Zement­unterlagsböden mit Steinzeug- oder Natursteinplatten, kann für die beschienenen Flächen ein Zuschlag zum Sekundärspeicherwert von etwa 50 W/m2 angenommen werden. Es kann von einer etwa 50% höheren Eindringtiefe ausgegangen werden. Dies bedeutet Folgendes: Weist normalerweise ein Unterlagsboden etwa 9 cm Bauhöhe auf, kann der permanent direkt beschienene Teil des Steinbodens sinnvollerweise 13 cm Gesamtstärke aufweisen. Sobald ein Holzparkett- oder ein Teppichboden auf dem Unterlagsboden angebracht wird, ist die Absorptionsleistung sehr viel kleiner. Ein vollverklebtes, dunkles Hartholzparkett erreicht etwa 20 W/m2 Primär- plus Sekundärabsorption, während ein getrennt aufgelegtes Parkett, ein Laminat oder ein Teppich die Absorption fast vollständig verhindert. Platten- oder Natursteinböden sollten im «Mittelbett» verlegt werden, also den Vollkontakt zum Unterlagsboden ohne Lufteinschluss oder Trittschalldämmung garantieren.
  • Wände mit Primärspeicherzuschlag: Die wirkungsvollsten Flächen sind auch hier jene Wände, insbesondere Zwischenwände, die direkt an die Fensterfläche führen. Auch diese können eine mittlere Dunkelheit aufweisen und dadurch mehr verwertbare Eindringtiefe generieren. So kann beispielsweise auch eine Wohnungstrennwand in Beton oder Kalksandstein voll genutzt werden. Dunkle Raumoberflächen reduzieren allerdings die Beleuchtungseffizienz. Dies sollte berücksichtigt werden.

 

Abbildung 35: Absorptionsberechnung. Der Zusammenzug der Absorptionsleistungen sollte gleich viel oder mehr Absorptionsleistung ergeben als die um den g-Wert reduzierte Sonneneinstrahlung auf die unbeschattete Glasfläche. Dieses Beispiel Casa Felice hat also keine Überhitzungsprobleme, trotz überwiegender Massivholzbauweise.

 

Tabelle 1: Baustoffkenngrössen für das Speicherverhalten. Von Interesse ist in erster Linie die aktive Dicke bei t = 4 h. Im Dezember und Januar scheint die Sonne nur etwa 4 Stunden kraftvoll.