Bauteilaktivierung verbessert Sonnenhausbilanz

Einbau der Bauteilaktivierung in der Decke des Kellers zum Erdgeschoss im Testgebäude. (Foto: ISFH)
Einbau der Bauteilaktivierung in der Decke des Kellers zum Erdgeschoss im Testgebäude. (Foto: ISFH)
25.10.2017

Das ISFH hat ein Sonnenhauskonzept in der Praxis erprobt, bei dem eine direkte Bauteilaktivierung von Gebäudemassen durch Solarwärme erfolgt. Dieses Konzept führt gegenüber bisherigen Sonnenhäusern zu 20 % solarem Mehrertrag bei 35 % geringeren Kosten. Statt eines Holzofens kommt eine Wärmepumpe mit kleiner Erdwärmequelle als Nachheizung für sonnenarme Tage zum Einsatz.

Das Institut für Solarenergieforschung (ISFH) hat ein neues Konzept für ein Sonnenhaus an einem Testgebäude in Hannover erfolgreich erprobt. In den ersten zwei Jahren Praxisbetrieb konnten im Durchschnitt über 40 % des Raumwärmebedarfs direkt durch eine sogenannte „solarthermische Bauteilaktivierung“ gedeckt werden. Die geringen Betriebstemperaturen der Bauteilaktivierung erlauben besonders im Winter eine Erhöhung des solarthermischen Ertrags um rund 20 % gegenüber einem klassischen Sonnenhaus. Das neue Konzept ist nach Berechnungen des Projektpartners, der HELMA Eigenheimbau AG, bis zu 35 % günstiger als bisherige Sonnenhäuser, da sowohl die Betriebs- als auch die Investitionskosten des neuen Gebäudekonzepts geringer ausfallen.

Das ISFH, An-Institut der Leibniz Universität Hannover, arbeitet seit Ende 2011 zusammen mit den Firmen HELMA und RESOL Elektronische Regelungen in Hattingen an der Entwicklung eines neuen, kosteneffizienten Konzepts für Sonnenhäuser. Sonnenhäuser sind Gebäude mit hohem Dämmstandard, deren Wärmeversorgung zu mehr als 50 % mit Sonnenwärme erfolgt. Das neue Konzept besteht aus einer Kombination von kleinem Wärmespeicher mit nur 1 m3 Wasserinhalt und direkt solarthermisch betriebener Bauteilaktivierung der Gebäudemassen. Bisherige Konzepte verwenden einen großen, zentralen Pufferspeicher mit mehreren m3 Wasser. Diese Systeme haben jedoch nicht nur einen großen Platzbedarf, sie verursachen auch hohe Kosten und können das Haus im Sommer leicht überhitzen. Der kleinere Wärmespeicher im neuen Sonnenhauskonzept hat geringere Kosten und sorgt für einen Komfortgewinn in der warmen Jahreszeit. Statt eines üblicherweise eingesetzten Holzofens kommt eine Wärmepumpe mit kleiner Erdwärmequelle als Nachheizung für sonnenarme Tage zum Einsatz.

Durch die synergetische Verbindung von Erdwärmequelle und Solarkollektoren kann sommerliche Kollektorstagnation nicht nur vermieden werden, sondern die Wärmepumpe arbeitet auch effizienter. Die Erdwärmequelle wird durch Überschusswärme der Solarkollektoren regeneriert und kann dadurch um drei Viertel der konventionellen Größe kleiner dimensioniert werden. Damit ist das Konzept auch für Häuser mit kleineren Gärten anwendbar. Trotz kleiner Erdwärmequelle ist der verbleibende Stromverbrauch gering. Der Energiebedarf von 8 kWh/m²a für die Wärmeversorgung des Gebäudes liegt deutlich unter dem Passivhausstandard von 15 kWh/m²a.

Jens-Peter Meyer / ISFH